Brevet FR2650039A1 — publié le 19910125

"Accouplement élastique entre un moteur à combustion interne et une boîte de vitesse" L'invention concerne un accouplement élasti- que avec un dispositif d'amortissement, en particulier pour un entraînement de véhicule automobile, du type à disque, en particulier pour'le montage dans le train de propulsion, entre un moteur à combustion interne et une boîte de vitesse, comportant les caractéristiques suivantes: une première moitié d'accouplement entoure, au moyen de deux disques latéraux reliés à rotation à la partie extérieure, une deuxième moitié d'accou- plement qui est formée par au moins un disque (disque central) associé à un moyeu, les deux moitiés d'accouplement sont reliées entre elles par des éléments d'accouplements élastiques et susceptibles de tourner l'une par rapport à l'autre de façon limitée, les disques latéraux délimitent un espace inté- rieur étanche aux liquides, recevant le disque central rempli d'un fluide d'amortissement, dans la zone radiale extérieure de l'espace inté- rieur entre les disques latéraux se trouve au moins une chambre de refoulement, de volume varia- ble, lors de la rotation mutuelle des moitiés d'ac- couplement et susceptible d'être remplie du fluide d'amortissement. Par le document DE-Ps 28 48 748, on connaît un accouplement élastique comportant un dispositif d'amortissement hydrodynamique. Le fluide d'amortisse- ment, qui est contenu dans une chambre de refoulement disposée radialement à l'extérieur, est refoulé par des interstices déterminés. L'amortissement se mani- festant augmente proportionnellement à l'angle de rotation des deux moitiés d'accouplement. L'angle de rotation dépend, cependant, de la charge et il en est, par conséquent, de même de la caractéristique d'amortissement de l'accouplement, indépendamment des amplitudes de vibration survenant pour les états res- pectifs de charge. Des précautions sont certes déjà prises dans l'accouplement connu pour n'obtenir qu'un amortissement faible au moyen d'interstices agrandis dans le cas de petits angles de rotation. Cependant, dans le cas de transmission de couples de rotation élevés, l'accouplement ne peut réagir qu'avec un fai- ble amortissement, bien que les moteurs à combustion interne ne produisent souvent que de faibles amplitu- des de vibration, lorsqu'ils produisent des couples de rotation élevés. L'accouplement ne permet pas de dis- tinguer entre des plages de fonctionnement à petites ou à fortes amplitudes de vibration, mais il réagit au contraire, uniquement à la rotation relative des moi- tiés d'accouplement, sous l'effet du couple de rota- tion transmis. L'invention a pour but de créer un accouple- ment du type évoqué au début, avec un dispositif d'a- mortissement qui puisse développer avec des moyens simples, indépendamment de la sollicitation instanta- née en couple de rotation, un amortissement faible pour de faibles amplitudes de vibration, un amortisse- ment fort pour de fortes amplitudes de vibration, en particulier dans la plage de résonance. Ce problème est résolu, selon l'invention, par le fait que: une bague d'amortissement flottante, susceptible de tourner chaque fois de façon limitée par rapport aux deux moitiés d'accouplement est disposée dans l'espace intérieur, la bague d'amortissement flottante forme avec la première moitié d'accouplement au moins une pre- mière chambre de refoulement et avec la deuxième moitié d'accouplement, au moins une deuxième cham- bre de refoulement. Selon l'invention, il est disposé dans l'es- pace intérieur rempli de fluide d'amortissement, ce que l'on appelle une bague d'amortissement flottante, qui n'est reliée par interpénétration par la forme, ni à une moitié d'accouplement, ni à l'autre. La bague d'amortissement flottante forme avec la première moi- tié d'accouplement au moins une première chambre de refoulement, et avec la deuxième moitié d'accouple- ment, au moins une deuxième chambre de refoulement. De cette manière, cette bague d'amortissement flottante est exposée au libre jeu des efforts pendant le dépla- cement relatif des deux moitiés d'accouplement, en étant chaque fois susceptible de tourner de manière limitée vis à vis des deux moitiés d'accouplement. En considérant la masse propre de la bague d'amortisse- ment flottante, ainsi que la section disponible de l'interstice, il est ainsi possible que dans le cas de petites 'amplitudes de vibrations, seule une des cham- bres de refoulement n'entre en action. Dans le cas d'amplitudes de vibrations plus élevées, en particu- lier également dans le cas de plus basse fréquence de vibration, la deuxième chambre de refoulement entre également en action, à savoir lorsque la capacité de rotation limitée de la bague d'amortissement flottante a été exploitée et qu'on dispose encore d'une capacité de rotation vis à vis de l'autre moitié d'accouple- ment. Le choix de deux chambres de refoulement sépa- rées par une bague d'amortissement flottante, offre l'avantage que l'accouplement peut réagir automatique- ment avec un amortissement des vibrations en rotation dépendant des amplitudes de vibration ayant été exci- tées et peut apporter également une meilleure tran- quillité de fonctionnement lors des changements de charge. Selon un perfectionnement avantageux de l'invention, la bague d'amortissement flottante est guidée, de manière mobile en rotation et étanche, en- tre le contour extérieur du disque central et le diamètre extérieur de l'espace intérieur formé par les disques latéraux et par la première moitié d'ac- couplement. Selon un autre perfectionnement avantageux de l'invention, la première chambre de refoulement, formée par la bague d'amortissement flottante et la première moitié d'accouplement, présente un plus grand volume et s'étend sur un plus grand angle de rotation que la deuxième chambre de refoulement formée entre la bague d'amortissement flottante et le disque cen- tral. Selon un autre perfectionnement avantageux de l'invention, pour refouler du fluide d'amortisse- ment, des petits interstices d'étranglement sont pré- vus dans la première chambre de refoulement et des grands interstices d'étranglement dans la deuxième chambre de refoulement. Selon ces perfectionnements, la bague d'a- mortissement flottante peut être guidée, de manière mobile en rotation et étanche, entre le contour exté- rieur du disque central, donc la deuxième moitié d'ac- couplement, et le diamètre extérieur de l'expace inté- rieur, qui est formé par la première moitié d'accou- plement. La première chambre de refoulement, qui est formée entre la bague d'amortissement et la première moitié d'accouplement, se trouve sur un plus grand rayon que la deuxième chambre de refoulement, entre la bague d'amortissement flottante et le disque central. La première chambre de refoulement présente un plus grand volume et s'étend sur un plus grand angle de ro- tation que la deuxième chambre de refoulement. Il n'est en outre prévu aucun interstice d'étranglement pour le refoulement du fluide d'amortissement dans la première chambre de refoulement, alors qu'un grand in- !5 terstice d'étranglement est prévu dans la deuxième chambre de refoulement. Par ces mesures, les deux chambres de refoulement présentent des caractéristi- ques différentes, la deuxième développant un amortis- sement faible pour les petites-amplitudes de vibra- tion, tandis que la première chambre de refoulement développe un amortissement fort pour les plus grandes amplitudes de vibration. Selon un perfectionnement avantageux de l'invention, la bague d'amortissement flottante peut être subdivisée en deux et entourer des deux côtés le disque central. Selon un autre perfectionnement avantageux de l'invention, pour former les deuxièmes chambres de refoulement, le disque central comporte, sur sa péri- phérie extérieure des enfoncements, dans lesquels plongent, avec un jeu radial et axial, des saillies orientées radialement vers l'intérieur, sur la bague d'amortissement flottante. Ces perfectionnements décrivent que la bague d'amortissement flottante est réalisée en deux par- ties, en entourant le disque central des deux côtés. Pour former les deux chambres de refoulement citées, des enfoncements sont prévus sur la périphérie exté- rieure du disque central, enfoncement dans lesquels des saillies tournées radialement vers l'intérieur, plongent sur la bague d'amortissement flottante, avec un jeu radial et axial. Les premières chambres de refoulement, plus grandes, sont formées par des bosses tournées radialement vers l'extérieur, placées sur la périphérie extérieure de la bague d'amortissement flottante, appuyant, de manière mobile et étanche, sur la surface d'enveloppe intérieure, au moyen d'un con- tour extérieur circulaire. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, des boulons sont prévus entre les disques laté- raux, en vue de limiter, tangentiellement, la premiè- re chambre de refoulement. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion la bague d'amortissement flottante présente des parois latérales qui entourent des deux côtés le dis- que central et qui recouvrent radialement vers l'inté- rieur les enfoncements. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion, la bague d'amortissement flottante peut être constituée en matière plastique et entourée des deux côtés le disque central, de façon que ses enfoncements soient recouverts radialement vers l'intérieur afin de former la deuxième chambre de refoulement. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion la distance libre intérieure:entre les parois latérales de la bague d'amortissement flottante est supérieure à l'épaisseur du disque central. Selon une autre caractéristique de l'inven- tion la largeur extérieure correspond sensiblement à la largeur libre entre les-disques latéraux. Selon une autre caractéristique de l'inven- tio des éléments d'écartement agissant axialement, sont prévus entre deux moitiés de la bague d'amortis- sement flottante, dans la zone des bosses extérieure, éléments qui exercent sur les deux moitiés de la bague d'amortissement flottante, une force orientée vers les faces intérieures des disques latéraux. Enfin il peut être prévu que les deux moi- tiés de la bague d'amortissement flottante présentent des éléments d'écartement agissant axialement dans la zone des bosses extérieures, éléments qui pressent les deux moitiés de la bague d'amortissement flottante contre les faces intérieures des disques latéraux et provoquent ainsi même encore un amortissement supplé- mentaire par frottement, pour autant que ceci soit né- cessaire pour des états de fonctionnement déterminés. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention, apparaîtront à la lecture de la des- cription suivante -d'un mode de réalisation de l'inven- tion, faite à titre non limitatif et en regard du des- sin annexé, dans lequel: - la figure 1 représente une coupe transver- sale partielle schématique de l'accouplement selon l'invention, - la figure 2 représente une coupe longitu- dinale dans la bague d'amortissement flottante, sui- vant la ligne de coupe II-II à la figure 1, - la figure 3 représente une coupe longitu- dinale partielle dans l'accouplement, suivant la ligne III-III à la figure 1, - la figure 4 représente une coupe longitu- dinale dans un mode de réalisation de la bague d'amor- tissement flottante analogue à la figure 2. Les figures 1 et 3 représentent des coupes schématiques de l'accouplement selon l'invention, avec une première moitié d'accouplement, qui est reliée à un moteur d'entraînement, non représenté. Une deuxième moitié d'accouplement 2 est reliée à une transmission, non représentée, d'un entraînement de véhicule. La première moitié d'accouplement 1 comprend deux disques latéraux 7, 8, qui sont reliés à la périphérie exté- rieure et qui forment un espace intérieur étanche aux liquides et entourent la deuxième moitié d'accouple- ment qui se compose d'un disque central 6 et d'un moyeu 3. La transmission de couple de rotation entre les deux moitiés d'accouplement s'effectue de manière connue par l'intermédiaire de ressorts 9 disposés tan- gentieliement, qui sont insérés dans des entailles 10 correspondantes situées dans le disque central 6, res- pectivement dans les disques latéraux 7 et 8. Entre la périphérie extérieure 14 du disque central 6 et la pé- riphérie radiale extérieure de l'espace intérieur 13 se trouve une bague d'amortissement flottante 50. Cel- le-ci est montée mobile en rotation à l'intérieur de la première moitié d'accouplement 1 et est guidée, en permettant une rotation limitée, tant vis-à-vis de la première moitié d'accouplement 1, qu'également de la deuxième moitié d'accouplement 2, à savoir le disque central 6. Elle n'est cependant sujette à aucune liai- son par interpénétration par la forme vis-à-vis des deux moitiés d'accouplement 1, 2. La bague d'amortis- sement flottante 50 forme, par contre, tant avec la première moitié d'accouplement 1, une première chambre de refoulement 16 située radialement à l'extérieur et avec la deuxième moitié d'accouplement, à savoir le disque central 6, une deuxième chambre de refoulement 17. La bague d'amortissement flottante 50 présente, à cet effet, sur la périphérie extérieure, plusieurs bosses 51 qui délimitent, avec des boulons 12 disposés axialement entre les deux disques latéraux 7, 8, les premières chambres de refoulement 17. Pour former la deuxième chambre de refoulement, la bague d'amortisse- ment flottante est pourvue de saillies 53 tournées ra- dialement vers l'intérieur, qui plongent dans des en- foncements 15 correspondants situés sur le disque cen- tral. Les deux chambres de refoulement 16 et 17 sont de taille différente, à savoir la première chambre de refoulement 16 s'étend sur un grand angle de rotation, entre la bosse 51 et le boulon 12, dont le franchisse- ment, par la bague d'amortissement flottante, doit refouler le fluide d'amortissement se trouvant dans l'espace intérieur 11, en passant par un interstice 18 situé entre le boulon 12 et la bague d'amortissement flottante 50. Le refoulement du fluide d'amortissement dans la deuxième chambre de refoulement 17 s'effectue en passant par des interstices 19 situés entre la ba- gue d'amortissement flottante et les enfoncements 15 du disque central. Comme on le voit en particulier à la figure 3, la bague d'amortissement flottante 50 entoure le disque central 6, des parties latérales 52 tournées radialement vers l'intérieur formant une délimitation latérale partielle pour la deuxième chambre de refou- lement 17. La capacité de rotation relative de la bague d'amortissement flottante 50 vis à vis du disque central 6 est limitée par les saillies 53 et les flancs des enfoncements 15. Dans l'exemple de réalisation qui est repré- senté, il est prévu que l'angle de rotation de la ba- gue d'amortissement flottante à l'intérieur des pre- mières chambres de refoulement 16 soit supérieur à ce- lui des deuxièmes chambres de refoulement 17. Simulta- nément, les interstices 18 situés à l'intérieur des premières chambres de refoulement 16 sont nettement plus étroits que les interstices 19 situés dans les deuxièmes chambres de refoulement 17. On peut, de cet- te manière, attribuer des caractéristiques d'amortis- sement différentes aux deux chambres de refoulement. Dans le cas présent, le choix est donc tel que les deuxièmes chambres de refoulement assument l'amortis- sement des vibrations de faibles amplitudes et que, du fait des interstices radiaux et axiaux 19, ils ne dé- veloppent qu'un amortissement faible. Cependant, du point de vue vibratoire, la bague d'amortissement flottante 50 est associée à la première moitié d'ac- couplement 1, du fait de l'interstice étroit 18 situé dans les premières chambres de refoulement 16, parce que celles-ci opposent une résistance à la rotation comparativement élevée vis à vis de la bague d'amor- tissement flottante. Dans le cas de vibrations de fai- bles amplitudes, et en particulier de fréquences éle- vées, ce sont en premier lieu les deuxièmes chambres de refoulement 17 qui agissent. Dans le cas de vibra- tions de grande amplitude, donc en particulier dans le cas du passage des régimes critiques, l'angle de rota- tion situé à l'intérieur des deuxièmes chambres de re- foulement 17 est aussitôt dépassé, de sorte que les saillies 53 appuient sur les enfoncements 15 et que survient un entraînement mécanique de la bague d'amor- tissement flottante à l'aide du disque central 6. De cette manière, on obtient le refoulement de fluide d'amortissement par les interstices 18 et dans les premières chambres de refoulement 16 et ainsi apparaît un fort amortissement pour les vibrations de grandes amplitudes. Du fait de cette association alternée de la bague d'amortissement flottante avec l'une des deux moitiés d'accouplement, suivant qu'il s'agit de vibra- tions de faibles ou de grandes amplitudes, on peut obtenir un amortissement dont la forme de la vibration l est corrigée individuellement. Il est possible d'obte- nir une adaptation à des états de fonctionnement dif- férents, en particulier une adaptation au comportement vibratoire typique d'un moteur d'entraînement détermi- né, par un choix approprié de l'angle de rotation à l'intérieur des deux chambres de refoulement, ainsi que par un choix approprié des interstices 18 et 19. Sur la partie droite à la figure 1, on a représenté une variante de réalisation de la deuxième chambre de refoulement 17. Les parties latérales 52 de la bague d'amortissement flottante émergent notable- ment plus loin radialement vers l'intérieur que les enfoncements 15 dans le disque central 6. On obtient, de ce fait, surtout que les saillies 53 situées sur la bague d'amortissement flottante 50 appuient avec un meilleur amortissement sur les flancs des enfoncements après avoir dépassé l'angle de rotation dans la deuxième chambre de refoulement 17. Les parties laté- rales 52 présentent, à cet effet, un plus petit diamè- tre d, alors que sur le côté gauche de la figure 1, les parties latérales 52 présentent un plus petit dia- mètre D. On voit aux figures 2 et 4 que la bague d'amortissement flottante 50 est divisée axialement en deux moitiés 50a et 50b. Les deux moitiés 50a et 50b présentent de plus des alésages axiaux 55 dans les- quels sont insérés des éléments à ressort 56. Ces res- sorts 56 écartent les deux moitiés 50a et 50b en di- rection axiale, vers les faces intérieures des disques latéraux 7, 8. Il apparaît, de ce fait, un amortisse- ment supplémentaire de frottement entre la bague d'a- mortissement flottante et la première moitié d'accou- plement 1. Du fait de la force centrifuge, il apparait de plus entre les deux moitiés 50a et 50b une pression intérieure, qui assiste encore l'action des ressorts 56. On peut prévoir, selon la figure 2, un centrage du type à labyrinthe, une bague extérieure 54 pouvant être réalisée élastique sur l'une des moitiés 50a, en particulier si la bague d'amortissement flottante est fabriquée en matière plastique. Entre les deux moitiés a et 50b existe un interstice 20 à travers lequel le fluide d'amortissement peut passer d'une chambre de refoulement à.l'autre, le dimensionnement de cet in- terstice pouvant également servir à optimiser la capa- cité d'amortissement de l'accouplement. L'interstice radial extérieur entre la bosse 51 et la surface intérieure 13 de l'espace intérieur 11 est choisi avantageusement tel que se produit un contact étanche justement lorsqu'on atteint la tempé- 1 rature de fonctionnement de l'accouplement. Dans le cas d'un fluide d'amortissement plus froid et d'un in- terstice encore important, l'amortissement est, de ce fait, à peu près aussi important de ce qu'il est pour un petit interstice et un fluide d'amortissement flui- de. Les influences d es à la température sont, de ce fait, compensées. Il en est de même pour le dimension- nement de l'interstice 18. La même compensation de température survient pour la deuxième chambre de re- foulement 17 dans le cas o les interstices 19 augmen- tent lorsque la température augmente. REVENDICATIONS 1.- Accouplement élastique du type à disque, en particulier pour le montage dans le train de pro- pulsion d'un véhicule automobile, entre un moteur à combustion interne et une bo te de vitesse, comportant les caractéristiques suivantes: a) une première moitié d'accouplement (1) entoure, au moyen de deux disques latéraux (7, 8) reliés à ro- tation à la partie extérieure, une deuxième moitié d'accouplement (2) qui est formée par au moins un disque (disque central 6) associé à un moyeu (3), b) les deux moitiés d'accouplement (1, 2) sont reliées entre elles par des éléments d'accouplements (9) élastiques' et susceptibles de tourner l'une par rapport à l'autre de façon limitée, c) les disques latéraux (7, 8) délimitent un espace intérieur {11) étanche aux liquides, recevant le disque central (6) qui est rempli d'un fluide d'a- mortissement, d) dans la zone radiale extérieure de l'espace inté- rieur (11) se trouvant entre les disques latéraux (7, 8) se trouve au moins une chambre de refoule- ment (16), de volume variable lors de la rotation mutuelle des moitiés d'!accouplement (1, 2) et sus- ceptible d'être remplie du fluide d'amortissement, caractérisé par les caractéristiques supplémentaires suivantes: e) une bague d'amortissement (50) flottante, suscepti- ble de tourner chaque fois de façon limitée par rapport aux deux moitiés d'accouplement (1, 2) est disposée dans l'espace intérieur (11), f) la bague d'amortissement flottante (50) forme avec la première moitié d'accouplement (1) au moins une première chambre de refoulement (16) et avec la deuxième moitié d'accouplement (2), au moins une 3 5 deuxième chambre de refoulement (17). 2.- Accouplement selon la revendicationn 1, caractérisé en ce que la bague d'amortissement flot- tante (50) est guidée, de manière mobile en rotation étanche, sur le contour extérieur (14) du disque cen- tral (6) et sur le diamètre extérieur de l'espace in- térieur (11) formé par les disques latéraux (7, 8) et par la première moitié d'accouplement (1). 3.- Accouplement selon la revendication i ou 2, caractérisé en ce que la première chambre de refou- lement (16), formée par la bague d'amortissement flot- tante (50) et la première moitié d'accouplement (1), présente un plus grand volume et s'étend sur un plus grand angle de rotation que la deuxième chambre de re- foulement (17) formée entre la bague d'amortissement flottante (50) et le disque central (6). 4.- Accouplement selon l'une quelconque des revendications i à 3, caractérisé en ce que, pour re- fouler du fluide d'amortissement, des petits intersti- ces d'étranglement (18) sont prévus dans là première chambre de refoulement (16) et des grands interstices d'étranglement (19) dans la deuxième chambre de refou- lement (17). 5.- Accouplement selon l'une quelconque des revendications i à 4, caractérisé en ce que la bague d'amortissement flottante (50) est subdivisée en di- rection axiale et entoure des deux côtés le disque central (6). 6.- Accouplement selon l'une quelconque des revendications i à 5, caractérisé en ce que, pour for- mer des chambres de refoulement (17), le disque cen- tral (6) comporte, sur sa périphérie extérieure (14) des enfoncements (15) , dans lesquels plongent, avec un jeu radial et axial, des saillies (53) orientées ra- dialement vers l'intérieur, sur la bague d'amortisse- ment flottante (50). 7.- Accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la bague d'amortissement flottante (50) présente sur la péri- phérie extérieure, des bosses (51) tournées radiale- ment vers l'extérieur, entre lesquelles sont formées les chambres de refoulement (16), et dont le contour extérieur est réalisé en forme de cercle, le diamètre étant choisi de façon que la bague d'amortissement flottante (50) soit guidée, de manière mobile et étan- che, sur la surface d'enveloppe intérieure de la pre- mière moitié d'accouplement (1). 8.- Accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que des bou- ilons (12) sont prévus entre les disques latéraux (7, 8), en vue de limiter tangentiellement la première chambre de refoulement (16). 9.- Accouplement selon l'une quelconque des revendications i à 8, caractérisé en ce que la bague d'amortissement flottante (50) présente des parois la- térales (52) qui entourent des deux côtés le disque central (6) et qui recouvrent radialement vers l'inté- rieur les enfoncements (15). 10.- Accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la bague d'amortissement flottante (50) est constituée en ma- tière plastique. 11.- Accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la dis- tance libre intérieure (a) entre les parois latérales (52) de la bague d'amortissement flottante (50) est supérieure à l'épaisseur (s) du disque central (6). 12.- Accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 & 11, caractérisé en ce que la lar- geur extérieure (b) correspond sensiblement à la lar- geur libre entre les disques latéraux (7, 8).. 13.- Accouplement selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que des élé- ments d'écartement (56) agissant axialement, sont pré- vus entre deux moitiés (50a, 50b) de la bague d'amor- tissement flottante (50), dans la zone des bosses ex- térieures (51), éléments qui exercent sur les deux moitiés (50a, 50b) de la bague d'amortissement flot- tante (50), une force orientée vers les faces inté- rieures des disques latéraux (7, 8).