Brevet FR2659120A1 — publié le 19910906

"Embrayage élastique, notamment dispositif d'accouple- ment du type à disques" La présente invention concerne un embrayage élastique du type à disques, notamment pour un volant d'inertie divisé d'un moteur à combustion interne, comportant deux moitiés d'embrayage susceptibles de tourner l'une vers l'autre et ayant plusieurs découpes réparties à la périphérie pour recevoir des éléments d'embrayage élastiques qui sont de préférence consti- tués par des ressorts hélicoïdaux montés en série les uns derrière les autres et qui arrivent principalement en action de manière successive lors de la rotation relative des deux moitiés d'embrayage. Un tel embrayage est connu selon le document JP 61-290235 (A). Les embrayages de ce type font notamment partie de rotors ou volants d'inertie à double masse qui ont pour fonction de découpler les oscillations en rotation de moteurs à combustion interne de la transmission en aval En déterminant de manière appro- priée l'élasticité des éléments d'embrayage élastiques on peut influencer le fonctionnement ou le comporte- ment à la résonance de l'ensemble de la ligne de transmission En tant que tel on connaît déjà un tel volant d'inertie à double masse selon DE-3 708 345 (EP-A 77 902 828 8) Cet embrayage comporte trois ressorts de rigidité différente qui sont associés chacun à un domaine de fonctionnement déterminé Un ressort relativement faible n'est accessible qu'au ralenti avec faible couple; un second ressort correspond à la plage principale de fonctionnement et un troisième ressort sert de butée en cas de pointe de couple Tous les ressorts sont placés dans des découpes en forme de fenêtres et chaque découpe ne reçoit qu'un seul ressort Cela signifie que l'embrayage comporte un grand nombre de fenêtres ce qui est coûteux à réaliser. Vis-à-vis de cela, le document JP-A- 61 290 235 comporte des découpes en forme de fenêtres recevant chacune un jeu de trois ressorts Les ressorts sont montés en série dans le cheminement des forces Les ressorts sont des ressorts hélicoïdaux classiques ayant des longueurs analogues Il n'est pas possible de modifier la caractéristique des ressorts en supprimant ou en ajoutant des ressorts sans modifier la géométrie des fenêtres En outre, pour optimiser la fiabilité des ressorts, il faut les protéger lorsqu'ils sont refoulés sur le bloc Or, cela nécessite des moyens importants. La présente invention a pour but de créer un embrayage élastique à ressort, du type ci-dessus, dans lequel le ressort associé au fonctionnement au ralenti (ressort de ralenti) et le ressort associé au fonctionnement principal (ressort principal) sont conçus pour éliminer tout risque de destruction du ressort de ralenti et en permettant de modifier la caractéristique de ressort (avec ou sans étage de ralenti) sans modifier la géométrie des fenêtres. A cet effet, la présente invention concerne un embrayage du type cidessus caractérisé en ce que: a) les éléments d'embrayage élastiques sont réunis sous la forme d'un bloc à ressort comprenant deux ressorts; b) les ressorts ont des rigidités différentes, le premier ressort ayant une rigidité beaucoup plus faible que celle du second ressort pour que le premier ressort soit associé principalement au ralenti et le second ressort principalement à la plage de fonctionnement principale du moteur; c) le premier ressort est conçu pour qu'il soit comprimé au maximum sous l'effet d'un couple qui est supérieur au couple de ralenti du moteur, pour ne former qu'un seul plan et l'extension axiale dans le bloc à ressort correspond à l'épaisseur d'une seule spire; d) le premier ressort présente une extension axiale beaucoup plus faible que le second ressort. Les deux ressorts sont montés l'un derrière l'autre dans la découpe en forme de fenêtre, dans le cadre d'un bloc de fenêtre La longueur ou l'extension axiale du ressort de ralenti est minimale vis-à-vis de la longueur du ressort principal Cela offre l'avantage de disposer dans la direction périphérique du volume maximum pour le ressort principal De plus, il est possible de réaliser les caractéristiques de ressort avec ou sans étage de ralenti tout en conservant la construction de l'embrayage Cela s'obtient en échangeant le ressort principal y compris le ressort de ralenti contre un ressort principal légèrement plus long. Il est en outre prévu que le ressort associé au ralenti présente une rigidité très faible qui n'agit que dans la première plage de l'angle de rotation relative des deux moitiés d'embrayage Ce ressort est en outre conçu pour que ses spires forment un plan dès que le couple maximum, qu'il est susceptible de transmettre, est dépassé Cela offre l'avantage de ne pas avoir à protéger le ressort de ralenti lorsqu'il vient en butée car ses spires ne peuvent pas se décaler et se déformer les unes sur les autres. Les caractéristiques décrites permettent de modifier la caractéristique du ressort en mettant en oeuvre un minimum de moyens; cela permet ainsi d'augmenter le domaine d'application d'embrayages de construction simple. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le premier ressort est un ressort à une seule spire avec essentiellement une spire unique. Ce ressort associé au ralenti ne comporte qu'une seule spire qui pour la course maximale a une épaisseur égale à l'épaisseur du fil formant la spire. Suivant une autre caractéristique, le ressort de ralenti est en forme de ressort conique dont les spires se placent en spirale, radialement les unes dans les autres lorsque le ressort est complètement écrasé Ainsi, même en cas d'écrasement maximum, ce ressort ne prend que l'épaisseur d'une spire. Suivant une autre caractéristique de l'invention, entre les différents ressorts on a chaque fois un élément séparateur. Suivant une autre caractéristique, l'élément séparateur est en forme de rondelle plane. Suivant une autre caractéristique, chaque bloc à ressort est guidé de manière centrée dans les découpes des deux moitiés d'embrayage par des chapeaux à ressort. Suivant une autre caractéristique, en cas de choix d'un ressort conique, ce ressort est monté pour que son plus grand diamètre soit guidé par la surface enveloppe intérieure d'un chapeau à ressort Le plus grand diamètre du ressort conique est situé du côté de l'autre ressort (ressort correspondant à la plage principale de fonctionnement). Suivant une autre caractéristique, la première moitié d'embrayage comprend un volume intérieur étanche aux liquides, formé par les disques latéraux et ce volume est rempli d'un fluide visqueux, pour alimenter en permanence en agent de graissage, les blocs à ressort. La présente invention sera décrite ci-après à l'aide des dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention. Ainsi: la figure 1 est une coupe transversale de l'embrayage au niveau des blocs à ressort. la figure 2 est une coupe longitudinale de l'embrayage. la figure 3 montre un bloc à ressort à deux ressorts. la figure 4 est une vue schématique d'un ressort à une seule spire. la figure 5 montre un bloc à ressort avec un premier ressort en forme de ressort conique. les figures 6 a, 6 b sont des vues schéma- tiques de caractéristiques de ressort possibles. Les figures 1 et 2 montrent un embrayage élastique comprenant deux moitiés d'embrayage 1, 2 qui sont montées l'une sur l'autre par l'intermédiaire d'un roulement à billes 3 La seconde moitié d'em- brayage 2 porte un disque médian 4 qui peut tourner dans la cavité de deux disques latéraux 5 de la moitié d'embrayage 1 A la fois le disque médian 4 et les disques latéraux 5 présentent des découpes 6 qui sont pour l'essentiel identiques et reçoivent des blocs à ressort 7, cela permet de transmettre un couple de la première moitié d'embrayage à la seconde moitié, la force périphérique étant appliquée à des chapeaux à ressort 8, 9 aux deux extrémités d'un bloc à ressort 7. La figure 3 est une vue en coupe de détail du bloc à ressort coupé selon la ligne de coupe III- III à la figure 1 Cette figure montre les disques latéraux 5 de la première moitié d'embrayage 1 et le disque médian 4 appartenant à la seconde moitié d'embrayage 2. Les découpes 6 de même type du disque médian 4 et des disques latéraux 5 reçoivent un bloc à ressort 7 et cela des deux côtés avec des chapeaux à ressort 8, 9 Le bloc à ressort 7 comprend deux ressorts à savoir un premier ressort 11 et un second ressort 12 Des éléments séparateurs circulaires tels que des rondelles 14 sont placés entre les ressorts 11 et 12 ainsi qu'éventuellement entre les faces frontales en regard des ressorts, pour transmettre de face la force périphérique d'une moitié d'embrayage aux chapeaux à ressort et de là aux ressorts 11, 12 montés en série Le premier ressort 11 est en forme de ressort avec une seule spire alors que le second ressort 12 comprend un grand nombre de spires En outre, la rigidité du premier ressort 11 est beaucoup plus faible que celle du second ressort 12 La disposition ainsi réalisée des ressorts du bloc à ressort attribue au premier ressort 11, pour les couples réduits, la partie principale de l'angle de torsion, car l'autre ressort 12 présente une rigidité plus grande et ne subit qu'une compression très faible pour un faible couple On arrive en butée lorsque l'unique spire du ressort se trouve dans un plan, à savoir lorsque cette unique spire est coincée entre les deux rondelles 14 Lorsque le couple augmente, le second ressort 12 absorbe alors la partie principale de l'angle de rotation consécutif jusqu à son écrasement maximum Le premier ressort 11 convient ainsi notamment pour le fonctionnement au ralenti et le second ressort 12 correspond à la plage de fonctionnement principale du moteur Du fait de la faible longueur dans la direction périphérique, le premier ressort 11 possède une influence négligeable sur le dimensionnement du second ressort 12 associé à la plage de fonctionnement principale Le volume nécessaire à l'intérieur de la découpe 6 est ainsi en pratique disponible pour le dimensionnement du second ressort 12 associé à la plage principale de fonctionnement. Les chapeaux à ressort 8, 9 guident les ressorts formant le bloc à ressort 7 pour que ces chapeaux ainsi que les rondelles de séparation 14 restent toujours dans une position coaxiale exacte. Pour cela, l'un des chapeaux à ressort 8 présente une forme de manchon qui assure le centrage par l'extérieur du ressort 12 et de la rondelle séparatrice 14 correspondante Par contre, le chapeau 9 présente dans son axe une broche pour centrer les ressorts 11 et 12 sur son diamètre intérieur Dans la découpe 6 d'un bloc ressort 7 on peut placer soit deux chapeaux à ressort 8 à centrage extérieur, soit deux chapeaux à ressort 9 à centrage intérieur; on peut également combiner ces deux types de chapeaux. Lorsqu'on monte deux chapeaux à ressort 8, à centrage extérieur, les faces frontales tournées l'une vers l'autre peuvent former une butée de rotation pour que les ressorts du bloc à ressort n'aient à assurer cette fonction Par contre, si l'on utilise deux chapeaux à ressort 9, à centrage intérieur, les broches en regard peuvent constituer la butée de rotation Lorsqu'on utilise un montage mixte d'un chapeau à ressort extérieur et d'un chapeau à ressort intérieur, il est avantageux que le chapeau à ressort à centrage intérieur 9 forme une butée de rotation par sa partie extérieure en manchon. La figure 4 montre un ressort 11 à une seule spire qui se compose pour l'essentiel que d'une seule spire Ce ressort s'étend de préférence sur un domaine périphérique légèrement inférieur à 3600 pour éviter que ses extrémités de ressort ne s'accrochent et permettre une venue en appui exacte à l'intérieur du chapeau à ressort ou contre la rondelle séparatrice 14. La figure 5 montre le montage d'un bloc à ressort dans lequel le premier ressort est en forme de ressort conique lla Ce montage offre l'avantage de pouvoir absorber également des longueurs importantes dans la direction périphérique, le cône étant choisi pour que ce ressort puisse également être compacte sur une longueur de bloc qui correspond à l'épaisseur d'une seule spire. Entre les chapeaux à ressort 8, 9, on peut monter différents ressorts selon le principe du jeu de construction Si pour une certaine application il suffit d'un seul ressort, on obtient la caractéris- tique de principe représentée à la figure 6 a Il apparaît à cette figure la montée linéaire du couple M en fonction de l'angle de rotation W. La figure 6 b montre un embrayage utilisant deux types de ressorts réunis dans un bloc à ressort 7 ce qui donne une courbe caractéristique infléchie La plus petite plage de rotation a correspond ainsi à un ressort court 11 de préférence à une seule spire et auquel fait suite un second ressort à plusieurs spires et plus grande rigidité, pour la plage d'angle de rotation b. La figure 2 montre que le volume intérieur enfermé par les disques latéraux 5 est fermé de manière étanche par un joint à la fois radialement vers l'extérieur contre le boîtier puis radialement vers l'intérieur L'embrayage peut en outre être muni d'un dispositif d'amortissement qui coopère avec un milieu emprisonné et ce milieu peut en même temps alimenter les blocs à ressort emprisonnés avec un agent de graissage et les protéger contre l'usure. R E V E N D I C A T I O N S ) Embrayage élastique du type à disques, notamment pour un volant d'inertie divisé d'un moteur à combustion interne, comportant deux moitiés d'embrayage ( 1, 2) susceptibles de tourner l'une vers l'autre et ayant plusieurs découpes ( 6) réparties à la périphérie pour recevoir des éléments d'embrayage élastiques ( 11, 12) qui sont de préférence constitués par des ressorts hélicoïdaux montés en série les uns derrière les autres et qui arrivent principalement en action de manière successive lors de la rotation relative des deux moitiés d'embrayage ( 1, 2), embrayage caractérisé en ce que: a) les éléments d'embrayage élastiques sont réunis sous la forme d'un bloc à ressort ( 7) comprenant deux ressorts ( 11, 12); b) les ressorts ( 11, 12) ont des rigidités différentes, le premier ressort ( 11) ayant une rigidité beaucoup plus faible que celle du second ressort ( 12) pour que le premier ressort ( 11) soit associé principalement au ralenti et le second ressort ( 12) principalement à la plage de fonctionnement principale du moteur; c) le premier ressort ( 11) est conçu pour qu'il soit comprimé au maximum sous l'effet d'un couple qui est supérieur au couple de ralenti du moteur, pour ne former qu'un seul plan et l'extension axiale dans le bloc à ressort ( 7) correspond à l'épaisseur d'une seule spire; d) le premier ressort ( 11) présente une extension axiale beaucoup plus faible que le second ressort ( 12). ) Embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier ressort ( 11) est un ressort à une seule spire avec essentiellement une il spire unique. 3 ) Embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier ressort est un ressort conique (lia) dont les spires viennent en spirale les unes dans les autres lors de la compression maximale et ne forment qu'un seul plan. ) Embrayage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'entre les différents ressorts ( 11, 12) on a chaque fois un élément séparateur ( 14). ) Embrayage selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément séparateur ( 14) est en forme de rondelle plane. ) Embrayage selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque bloc à ressort ( 7) est guidé de manière centrée dans les découpes ( 6) des deux moitiés d'embrayage ( 1, 2) en étant centré par des chapeaux de ressort ( 8, 9). 7 ) Embrayage selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le ressort conique (lia) est logé avec son plus grand diamètre du côté du second ressort ( 12) à l'intérieur du chapeau à ressort ( 8, 9) et le guidage du ressort conique (lia) se fait par la surface périphérique intérieure de l'un des chapeaux à ressort ( 8). ) Embrayage selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la première moitié d'embrayage ( 1) comprend un volume intérieur étanche aux liquides, formé par les disques latéraux ( 5) et ce volume est rempli d'un fluide visqueux, pour alimenter en permanence en agent de graissage, les blocs à ressort ( 7).