Brevet FR2646885A1 — publié le 19901116

Accouplement élastique, pour volant d'inertie à amortissement visqueux et à friction " L'invention concerne un embrayage élastique notamment pour un volant d'inertie à deux masses d'un moteur à combustion interne présentant les caractéris- tiques suivantes: a) une première moitié d'embrayage entoure à l'aide de deux disques latéraux reliés rigidement à leur périphérie, une seconde moitié d'embrayage qui est formée par au moins un disque (disque central) associé à un moyeu,. b) les deux moitiés d'embrayage peuvent tourner de manière limitée l'une par rapport à l'autre et sont reliées par des éléments d'embrayage élastiques, c) les disques latéraux délimitent un volume intérieur étanche au liquide et recevant le disque central, ce volume intérieur étant rempli d'un fluide d'amortissement, d) dans la zone radialement à l'extérieur du volume intérieur compris entre les disques latéraux se trouve au moins une chambre de refoulement suscep- tible d'être remplie de liquide d'amortissement et dont le volume varie lors de la torsion relative des deux moitiés d'embrayage, e) une capsule reliée à la première moitié d'embraya- ge pénètre dans la chambre de refoulement, cette capsule ayant des parois limite et une came diri- gée radialement vers l'intérieur, et cette capsule subdivisant la chambre de refoulement en deux cham- bres partielles, f) la seconde moitié d'embrayage comporte une came dirigée radialement vers l'extérieur et qui, pour un angle de torsion important entre les moitiés d'embrayage pénètre dans la capsule au niveau des parois limites. Les embrayages du type ci-dessus sont utilisés en combinaison avec des moteurs à combustion interne notamment des véhicules automobiles pour améliorer le comportement vis-à-vis des oscillations de la transmission dans toutes les plages de fonctionnement et de vitesse de rotation. On. se propose en particulier de supprimer les oscillations de torsion du moteur lors du changement de la vitesse critique de rotation. L'embrayage connu comporte à cet effet en plus des ressorts absorbant les chocs de rotation, un dispositif amortisseur. Celui-ci se compose d'une ou plusieurs chambres de refoulement réparties à la périphérie de l'embrayage, ces chambes étant étanches au liquide et remplies d'un fluide-amortisseur. Cette chambre comporte une came agissant dans la direction périphérique. L'autre moitié de l'embrayage comporte une autre came qui pénètre dans la chambre de refoulement pour un angle de torsion important. De cette manière, le fluide d'amortissement, emprisonné, est refoulé par des intervalles étroits à l'intérieur de l'embrayage. On a proposé pour cela de réaliser la chambre de refoulement comme capsule étanche, indépendante, pour réaliser un amortissement important avant tout lors du passage de la vitesse de rotation de résonance. On a constaté que l'effet d'amortisse- ment n'était toujours pas suffisant pour certains états de fonctionnement, car le fluide d'amortissement pouvait s'échapper par une fente trop large dans le cas des angles de torsion importants, sans que cela n'entraîne un amortissement. La présente invention a pour but de créer un embrayage du type ci-dessus dont le comportement vis- à-vis de l'amortissement soit amélioré pour des angles de torsion importants notamment dans la plage de résonance, au moment du démarrage et de l'arrêt du moteur. A cet effet, l'invention concerne un embrayage du type ci-dessus, caractérisé en ce que: g) la came comporte au moins un élément de frottement sur la seconde moitié d'embrayage, élément de frottement qui, lors de la pénétration dans la capsule, est en contact élastique et étanche avec les parois limites. La came associée à la seconde moitié de l'embrayage comporte au moins un élément de frottement qui, lors de la pénétration de la came dans la chambre de refoulement formée par une capsule, c'est-à-dire pour un angle de torsion relative, important, arrive en contact de frottement avec la paroi limite. L'élément de frottement s'applique ainsi élastiquement contre la surface interne latérale de la capsule, c'est-à-dire dans la direction axiale (par rapport à l'axe de rotation de l'embrayage) et assure ainsi l'étanchéité de l'intervalle entre la came et la paroi limite. L'avantage de cette disposition est que pour des angles de torsion importants qui se présentent avant tout dans la plage de vitesse de rotation de résonance du moteur, il y a non seulement l'amortissement hydrodynamique connu à l'intérieur de la chambre de refoulement, mais en plus une composante d'amortissement par frottement. Cela améliore égale- ment l'amortissement hydrodynamique, car l'élément de frottement constitue dans la zone de la came venant s'immerger, une étanchéité contre l'expulsion du flui- de d'amortissement. Dans la plage des angles de tor- sion importants, l'invention présente une caractéristique d'amortissement fortement croissante comme cela est souhaité. Un autre avantage de l'invention est que la composante d'amortissement par frottement réduit la dépendance de l'amortissement global par rapport à la température du fluide-amortisseur. Grâce au fonctionnement de la partie de l'embrayage remplie de liquide, il n'y a de plus aucun risque d'usure de l'élément de frottement. Suivant une autre caractéristique, l'élément de frottement est réalisé en deux parties et de part et d'autre de la came il est prévu un élément de frottement. Du fait que l'élément de frottement est réalisé en deux parties placée de part et d'autre de la came, il en résulte un serrage compensé axialement entre les parois limites de la capsule et une possibilité de réglage libre, dans la direction axiale du disque central à l'intérieur de la capsule ou de la chambre de refoulement. Egalement, la fixation du disque central sur le moyeu peut se faire avec des tolérances importantes. Suivant une autre -caractéristique de l'invention, il est prévu par un ressort d'écartement agissant axialement par rapport à l'axe de rotation de l'embrayage, entre les éléments de frottement. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les éléments de frottement sont réglés à un écartement (a) par un goujon avec une butée, cette distance étant supérieure à l'intervalle libre (b) entre les parois limites latérales de la capsule. Suivant une autre caractéristique de l'invention, au moins les parois latérales tournées vers la capsule des éléments de frottement ont une surface en biais (afin de faciliter la pénétration dans la capsule). Suivant une autre caractéristique de l'invention, les surfaces latérales des deux parois limites latérales de la capsule tournées vers la came ont une surface en biais (pour faciliter la pénétration des éléments de frottement. Ainsi dans la mesure o la came se trouve en dehors de la capsule pour un angle de torsion faible, suivant les caractéristiques ci-dessus, les éléments de frottement sont écartés par un ressort jusqu'à une distance supérieure à l'intervalle libre à l'intérieur de la capsule. Les pans inclinés sur les éléments de frottement et/ou la capsule facilitent la pénétration. Le guidage des éléments de frottement de la came peut se faire par des épaulements de centrage qui pénètrent dans des ouvertures correspondantes de la came. L'extension radiale des éléments de frottement est supérieure à la came elle-même pour arriver à une meilleure étanchéité vis-à-vis de la paroi limite de la capsule et l'élément de frottement est essentielle- ment rectangulaire. Ainsi, suivant une caractéristique de l'in- vention, les éléments de frottement ont un épaulement qui pénètre de manière mobile et étanche dans un per- çage de la came. Suivant une autre caractéristique, l'écarte- ment radial de l'élément de frottement par rapport au diamètre de la paroi limite extérieure de la capsule arrive jusqu'au niveau du disque central. Suivant une autre caractéristique, l'élément de frottement est de forme essentiellement rectangulaire. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'élément de frottement peut comporter des parois qui entourent les faces frontales de la came dans la direction périphérique. On forme ainsi un joint d'étanchéité en labyrinthe qui participe à ce que le fluide d'amortissement soit expulsé seulement à travers l'intervalle d'amortissement prévu, mais non dans la zone des cames hors de la chambre de refoulement. Selon le brevet US-A 2 520 180, on connaît certes un disque d'embrayage qui comporte chaque fois un dispositif d'amortissement à l'intérieur des ressorts servant à transmettre le couple. Ce dispositif se compose d'un cylindre dans lequel pénètre un piston entouré d'un manchon élastique. Par cela, on veut aspirer du liquide à travers une ouverture prédéterminée et le refouler, mais cela doit se faire sans frottement métallique. Une action d'amortissement échelonnée sur l'angle de torsion n'existe pas non plus dans ce cas. Contrairement à cela, la présente invention se propose d'accentuer l'amortissement hydrodynamique par le refoulement du fluide d'amortissement à travers la fente grâce à un amortissement de frottement supplémentaire notamment pour les angles de torsion importants. Un exemple de réalisation de l'invention sera décrit ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: - la figure i est une vue schématique de face, partiellement coupée de l'embrayage selon l'invention. - les figures 2a, 2b, 2c représentent une coupe cylindrique de la chambre de refoulement pour les différentes positions de la came. - la figure 3 est une variante de réalisation des éléments de frottement selon la coupe cylindrique de la figure 2a. - la figure 4 est une vue de face du mode de réalisation de la figure 3. L'embrayage représenté schématiquement à la figure 1 se compose d'une première moitié i qui est reliée à un moteur non représenté ainsi que d'une seconde moitié 2. La seconde moitié d'embrayage 2 se compose principalement d'un disque central 6 relié à un moyeu 3; ce dernier est monté sur l'arbre d'une transmission non représentée. La première moitié 1 comprend des disques latéraux 7, 8 (figure 2) et est en liaison élastique de rotation avec le disque central 6, de manière connue, par des ressorts 9 montés tangentiellement. Les deux disques latéraux 7, 8 forment un volume intérieur 11 étanche au liquide et rempli d'un fluide visqueux; plusieurs capsules 50 sont montées à l'aide de goujons axiaux 54 dans la zone radiale extérieure du volume intérieur 11. Les capsules 50 comprennent une came 51 tournée radialement vers l'intérieur et les parois latérales 52 appliquées elles-mêmes contre les disques latéraux 7, 8. Dans la zone radialement à l'extérieur des disques latéraux 6, on a des cames 41 dirigées radialement vers l'extérieur. Entre les différentes cames 41, le disque latéral 6 est de forme essentiel- lement circulaire et un intervalle d'étranglement 53 est prévu dans la zone de la came 51 de la capsule 50. Les surfaces radiales 51 tournées l'une vers l'autre forment avec les disques latéraux 7, 8 de la première moitié d'embrayage 1, les chambres de roulement 16 dont le volume change lors de la torsion ou rotation relative des deux moitiés d'embrayage. Le fluide visqueux qui est emprisonné dans ces chambres est refoulé à travers cet intervalle radial 53 (fente d'étranglement) et les autres fentes inévitables sur le plan de la fabrication, par exemple à la périphérie de la came 41. Les parois latérales 52 viennent en saillie radialement vers l'intérieur jusqu'au niveau du disque central 6 et on peut prévoir à cet endroit un joint d'étanchéité axial par rapport un joint en labyrinthe. La figure 2a est une vue en coupe cylindrique schématique de la zone périphérique comprise entre la came 41 et la zone dans l'intervalle des parois latérales 52 de la capsule 50. Selon l'invention, la came 41 comporte sur ses deux faces des éléments de frottement 60 qui sont guidés axialement dans des ouvertures 42 dans la came 41 par des épaulements 64. Les deux éléments de frottement 60 sont écartés axialement par un ressort d'écartement 61. Le goujon 62 du présent exemple de réalisation est fixé à l'un des éléments de frottement 60 et présente sur l'autre côté, une butée 63 qui règle les deux éléments de frottement 60 à un écartement axial a. Cet écartement axial a est supérieur à la distance libre b entre les parois latérales 52 dans cette position de torsion pour laquelle la came 41 n'a pas encore pénétré entre les parois latérales 52 de la capsule 50. La figure 2b montre l'état de torsion ou de rotation du disque central 6 pour lequel les éléments de frottement 60 viennent à peine de s'appliquer contre les parois latérales 52 de la capsule 50. Dans cette position de rotation qui correspond à un couple voisin de la charge maximale du moteur, la possibilité du mouvement libre du disque central 6, qui n'est que faiblement amorti, est arrêtée entre les disques latéraux 7, 8. A la fois, les éléments de frottement 60 et les parois latérales 52 sont munis de surfaces en biais 65, 58 par lesquelles les éléments de frottement 60 peuvent facilement pénétrer entre les parois latérales 52. La figure 2c montre l'état de rotation ou de torsion du disque central 6 pour lequel les éléments de frottement 60 ont déjà pénétré légèrement entre les parois latérales 52 de la capsule. Les éléments de frottement 60 sont ainsi comprimés à la distance b et sont pressés activement contre les parois latérales 52 par l'action du ressort d'écartement 61; ces éléments provoquent ainsi un contact de frottement intense. En même temps cela réalise efficacement l'étanchéité de la chambre de refoulement formée par les parois latérales 52 et les cames 41 et 51, si bien que le fluide d'amortissement emprisonné au moment o s'établit cet état de torsion ou de rotation (angle de torsion) ne peut plus s'échapper que par les intervalles radiaux prévus à cet effet. Pour cette torsion relative intense des deux moitiés d'embrayage, l'amortissement hydraulique est fortement augmenté en fonction du couple et est soutenu par un amortissement de frottement simultané aux endroits de contact entre les éléments de frottement 60 et les parois latérales 52. L'avantage de ce dispositif selon l'invention réside non seulement dans le fait qu'aux angles de torsion importants qui correspondent à des couples importants ou des oscillations de torsion importantes à grande amplitude, il y a un amortissement particu- lièrement intense mais également dans le fait que pour les faibles angles de torsion, le disque centrale 6 peut se déplacer relativement librement entre les dis-- ques latéraux 7, 8 et se fixer axialement. Les moyens de fabrication mis en oeuvre pour le positionnement précis du disque central dans l'embrayage peuvent de ce fait être réduits. La figure 3 montre un autre mode de réalisation d'éléments de frottement. Il est prévu un élément de frottement 60a qui entoure la came 41 au niveau de ses surfaces radiales 43 du côté frontal par l'intermédiaire de parois latérales 66 formées de manière correspondante. Ainsi, l'intervalle agissant dans la direction périphérique selon le mode de réalisation de la figure 2 est fermé. Les éléments de frottement 60a de part et d'autre de la came 41 entourent encore mieux la came et forment des joints d'étanchéité en labyrinthe avec les épaulements 64 au niveau des ouvertures 42. Lorsque la came 41 pénètre dans la chambre de refoulement 16, l'étanchéité réalisée par les éléments de frottement 60a est encore meilleure et plus efficace. La figure 4 est une vue de face du mode de réalisation des éléments de frottement 60a selon la figure 3. On voit que l'élément de frottement 60a arrive radialement plus vers l'intérieur que le contour circulaire du disque central qui rejoint la came 41 dans les deux directions périphériques. Des surfaces en biais 65, 58 sont prévues dans les deux directions périphériques à la fois sur les éléments de frottement 60 et 60a ainsi que sur les parois latérales 52 de la capsule 50 pour régler l'action d'amortissement dans les deux directions périphériques (en poussée et en traction). La capsule 50 et les éléments de frottement , 60a se trouvent dans la paroi de l'embrayage remplie de fluide visqueux, si bien qu'il n'y aura aucune usure malgré le contact de frottement pour les angles de torsion importants. Il est toutefois recommandé de choisir une paire de matériaux pour la capsule 50 et les éléments de frottement 60, 60a qui réalisent un amortissement de frottement constant pour toute la durée de vie de l'embrayage. Par le choix de matériaux différents et par l'optimisation de la force du ressort d'écartement, on peut modifier la composante de frottement de l'amortissement total. Pour ces matériaux, on peut choisir des matières synthétiques ou des métaux frittés. Pour le réglage fin d'un amortissement particulièrement intense lors de la pénétration de la came 41 dans la chambre de refoulement 16 de la capsule 50, on peut en outre prévoir que les différentes cames 41 de l'embrayage ne pénètrent que successivement dans les capsules 50 correspondantes. Ce moyen permet une mise en oeuvre en douceur d'un amortissement intense. REVENDICATIONS 1 ) Embrayage élastique réalisé sous la forme de disques notamment pour un volant d'inertie à deux masses appliqué à un moteur à combustion interne présentant les caractéristiques suivantes: a) une première moitié d'embrayage (1) entoure à l'aide de deux disques latéraux (7, 8) reliés rigidement à leur périphérie, une seconde moitié d'embrayage (2) qui est formée par au moins un disque (disque central 6) associé à un moyeu (3), b) les deux moitiés d'embrayage (1, 2) peuvent tourner de manière limitée l'une par rapport à l'autre et sont reliées par des éléments d'embrayage élastiques (9), c) les disques latéraux (7, 8) délimitent un volume intérieur (11) étanche au liquide et recevant le disque central (6), ce volume intérieur étant rempli d'un fluide d'amortissement, d) dans la zone radialement à l'extérieur du volume intérieur (11) compris entre les disques latéraux (7, 8) se trouve au moins une chambre de refoulement (16) susceptible d'être remplie de liquide d'amortissement et dont le volume varie lors de la torsion relative des deux moitiés d'embrayage (1, 2), e) une capsule (50) reliée à la première moitié d'embrayage (1) pénètre dans la chambre de refoulement (16), cette capsule ayant des parois limites (52) et une came (51) dirigée radialement vers l'intérieur, et cette capsule subdivisant la chambre de refoulement (16) en deux chambres partielles, f) la seconde moitié d'embrayage (2) comporte une came (41) dirigée radialement vers l'extérieur et qui, pour un angle de torsion important entre les moitiés d'embrayage (1, 2) pénètre dans la capsule (50) au niveau des parois limites (52), caractérisé en ce que: g) la came (41) comporte au moins un élément de frottement (60) sur la seconde moitié d'embrayage (2), élément de frottement qui, lors de la pénétration dans la capsule (50), est en contact élastique et étanche avec les parois limites (52). 2*) Embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de frottement (60) est réalisé en deux parties et de part et d'autre de la came (41), il est prévu un élément de frottement (60). 3') Embrayage selon la revendication i ou la revendication 2, caractérisé par un ressort d'écartement (61) agissant axialement par rapport à l'axe de rotation de l'embrayage, entre les éléments de frottement (60). 4') Embrayage selon l'une des revendications i à 3, caractérisé en ce que les éléments de frottement (60) sont réglés à un écartement (a) par un goujon (62) avec une butée (63), cette distance étant supérieure à l'intervalle libre (b) entre les parois limites latérales (52) de la capsule (50). =) Embrayage selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'au moins les parois latérales tournées vers la capsule (50) des éléments de frottement (60) (pour faciliter la pénétration dans la capsule 50) ont une surface en biais (65). 6') Embrayage selon la revendication 4, caractérisé en ce que les surfaces latérales des deux parois limites latérales (52) de la capsule (50) tournées vers la came (41) ont une surface en biais (58) pour faciliter la pénétration des éléments de frottement 60. 7') Embrayage selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les éléments de frottement (60) ont un épaulement (64) qui pénètre de manière mobile et étanche dans un perçage (42) de la came (41). 8 ) Embrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'écartement radial de l'élément de frottement (60) par rapport au diamètre de la paroi limite extérieure (56) de la capsule (50) arrive jusqu'au niveau du disque central (6). 9) Embrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'élément de frottement (60) est de forme essentiellement rectangulaire. 100) Embrayage selon l'une quelconque des revendications i à 9, caractérisé en ce que l'élément de frottement (60) entoure les faces latérales (43) de la came (41) avec au moins une paroi (66) dirigée dans la direction périphérique.