Brevet FR2670852A1 — publié le 19920626

Disque d'embrayage pour un embrayage à friction d'un véhicule automobile La présente invention concerne un disque d'embrayage pour un embrayage à friction d'un véhicule automobile comportant un amortisseur d'oscillations de torsion qui comporte un système amortisseur de ralenti (suspension élastique et éventuellement friction) conçu pour le fonctionnement au ralenti ainsi qu'un système amortisseur de charge (suspension élastique et friction) conçu pour le fonctionnement sous charge, le système amortisseur de ralenti ainsi que le système amortisseur de charge possédant des éléments d'entrée et des éléments de sortie tournant les uns par rapport aux autres autour d'un axe de rotation commun, lesquels éléments sont reliés entre eux de manière élastique en rotation par des suspensions à ressorts séparées et le système amortisseur de charge au moins comprenant un dispositif de friction et le système amortisseur de ralenti opérant exclusivement dans une plage d'angle de rotation relatif de ralenti associé au ralenti et le système amortisseur de charge opérant dans une plage d'angle de rotation relatif de charge, à l'extérieur de la plage d'angle de rotation relatif de ralenti. On connaît un disque d'embrayage de ce type, par exemple, par le brevet DE 1 680 049 Dans ce disque d'embrayage connu on utilise, conjointement avec la courbe caractéristique de ressort plus raide du système amortis- seur de charge, également la force de friction supérieure de ce système Dans des états de fonctionnement déterminés, il est possible que se produisent des déplacements angulaires de torsion qui sortent de la région du ralenti et s'étendent, en partie, jusque dans la région de charge. Ceci est possible,par exemple,lors du démarrage du moteur à combustion interne, lors de l'arrêt de celui-ci et lors d'un embrayage rapide Dans ces états de fonctionnement pour lesquels on passe très rapidement au-delà de ce point dans la courbe caractéristique la montée dans la force de friction ainsi qu'éventuellement une légère précontrainte des ressorts du système amortisseur de charge agit comme un saut de vitesse, ce qui se traduit par des bruits correspondants. L'invention a pour but d'éliminer ces bruits avec des moyens aussi simples que possible. Ce but est atteint, suivant l'invention, par le fait qu'à la suspension à ressort du système amortisseur de charge est associé, dans la zone de transition entre la plage d'angle de rotation relatif de ralenti et la plage d'angle de rotation relatif de charge, un parcours de rotation à vide dans lequel opère exclusivement le dispositif de friction du système amortisseur de charge. Grâce au parcours de rotation à vide pour le système amortisseur de charge, dans lequel opère uniquement la friction de charge, le saut de vitesse peut être éliminé de manière qu'il ne constitue plus une gêne A l'intérieur de ce parcours à vide, la force de ressort n'augmente donc plus et il suffit uniquement, au début du parcours à vide, de surmonter le saut dans la force de friction qui se manifeste lors du passage dans le système amortisseur de charge. Dans un disque d'embrayage dans lequel le système amortisseur de ralenti est ponté par des butées, après franchissement du parcours de rotation à vide, il est proposé que tous les ressorts hélicoïdaux, placés dans les éléments d'entrée ou de sortie du système amortisseur de charge, soient insérés dans des fenêtres correspondantes qui correspondent, dans l'un des éléments élément d'entrée ou de sortie à l'extension périphérique des ressorts et que, dans les autres éléments, elles soient périphériquement plus grandes, d'au moins la course à vide prévue, que l'extension des ressorts Il est assuré ainsi qu'à la suite de la zone d'action du système amortisseur de ralenti, une course à vide est nécessairement parcourue dans laquelle opère uniquement la force de friction du système amortisseur de charge Dans cette course à vide il ne se produit donc pas d'augmentation de la force de ressort et la force de friction opérante est constante sur l'angle de rotation de la course à vide. Dans une variante préférée, les ressorts du système amortisseur de charge sont insérés, de préférence sans jeu ou avec une légère précontrainte, dans les fenêtres des éléments d'entrée qui peuvent avoir, par exemple, la forme d'un disque de couverture ou d'un support de garniture, tandis que les fenêtres de l'élément de sortie, par exemple d'un disque de moyeu, sont plus grandes, périphériquement, d'une mesure correspondant à la course à vide On a,ainsi,une fixation précise des ressorts dans le disque de couverture ou dans le support de garnitures, fixation qui opère surtout aux grandes vitesses de rotation. Dans le cas o il est prévu plusieurs étages de ressorts dans le système amortisseur de charge, les fenêtres du deuxième et de l'autre étage doivent être plus grandes que la course à vide. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description détaillée qui suit Un mode de réalisation de l'invention est représenté à titre d'exemple non limitatif sur les dessins annexés. La figure 1 est une vue de principe de l'amortisseur d'oscillations de torsion d'un disque d'embrayage suivant l'invention,avec système amortisseur de charge et système amortisseur de ralenti, la figure 2 est un diagramme qui représente la variation du couple de rotation M en fonction de l'angle de torsion a de l'amortisseur d'oscillations de torsion et la figure 3 est une vue en coupe longitudinale axiale d'un exemple de réalisation du disque d'embrayage. Les figures 1 et 2 doivent être considérées ensemble La vue de principe de la fiqure 1 montre un amortisseur d'oscillations de torsion avec un système amortisseur de ralenti et un système amortisseur de charge en position de repos Dans ce cas, les ressorts 14 du système de ralenti sont détendus et un disque de moyeu 6 du système amortisseur de charge est orienté centré par rapport à un moyeu intérieur 8, celui-ci étant calé fixe en rotation sur un arbre de transmission non représenté Entre le disque de moyeu 6 et le moyeu intérieur 8 il est prévu une denture de jeu 7 qui autorise une rotation relative des deux éléments de l'angle a 1 ou a 2 La denture de jeu 7 est placée, dans cas entre, le moyeu intérieur 8 et un moyeu extérieur 5, ce dernier étant réalisé d'une seule pièce avec le disque de moyeu 6 Dans le disque de moyeu 6, il est prévu, en outre, plusieurs fenêtres 18, réparties sur le pourtour, qui coopèrent avec des ressorts 10 du système amortisseur de charge Des deux côtés du disque de moyeu 6, il est prévu un support de garnitures de friction 3 ou un disque de couverture 4 qui sont également équipés de fenêtres 19 ou 20 destinées à loger les ressorts 10 Les fenêtres 19 et 20 s'étendent périphériquement de manière que les ressorts 10 soient maintenus à l'intérieur au moins sans jeu et, éventuellement, avec une légère précontrainte. Les fenêtres 18 correspondantes ménagées dans le disque de moyeu 6 sont plus grandes périphériquement d'une cote X dans une direction et d'une cote Y dans l'autre direction, que l'extension périphérique des ressorts 10 montés Comme il sera décrit encore plus loin en liaison avec la description de la figure 3, la force de friction d'un dispositif de friction de charge agit entre le disque de moyeu 6 et les éléments 3 ou 4, dans le cas d'une rotation relative Le système amortisseur de ralenti peut aussi être pourvu d'un dispositif de friction qui est toutefois réglé sur un très bas niveau. Lorsque les éléments d'entrée du système amortisseur de charge reçoivent un couple de rotation, c'est-à-dire lorsqu'un couple de rotation est transmis au support de garnitures de friction 3 et au disque de couverture 4 suivant les flèches dans le sens de la traction (sens -a) ou dans le sens de la poussée (sens +a) et lorsque le moyeu intérieur 8 est supposé bloqué, il se produit le déplacement suivant: dans le cas d'un couple de rotation agissant dans le sens de la traction, tous les éléments du système amortisseur de charge tournent sous la forme d'une unité complète, à l'encontre de la force des ressorts 14 du système amortisseur de ralenti, dans le sens contraire aux aiguilles d'une montre, par suite de la force de friction importante du dispositif de friction de charge, agissant entre eux Il en résulte un couple de rotation correspondant à la courbe caractéristique de ressort plate de la figure 2, partant de la position neutre correspondant aux zéros sur l'axe de couple de rotation M et l'axe d'angle de torsion a Le couple de rotation demeure sur cette courbe caractéristique de ressort plate jusqu'à ce que la denture de jeu 7 vienne s'appliquer unilatéralement, après franchissement de l'angle a, A partir de cet instant, le système amortisseur de ralenti est ponté et le système amortisseur de charge intervient Ceci signifie qu'il faut cependant surmonter d'abord une force de friction pure, puisque le ressort 10 du système amortisseur de charge n'est sollicité qu'après parcours de la distance X Le parcours d'angle de torsion X est donc parallèle à l'axe d'angle de rotation sans augmentation du couple de rotation Après franchissement de ce parcours X, l'un ou tous les ressorts 10 du système amortisseur de charge est sollicité et la courbe caractéristique présente, à partir de là, un parcours beaucoup plus raide Lors du retour, pendant la réduction du couple de rotation, il se produit, tout d'abord,une diminution et l'inversion du moment de friction de charge,puis,une descente parallèle à la montée, avec la même caractéristique abrupte de ressort Au point d'inflexion entre la courbe caractéristique de ressort abrupte et la courbe plate, c'est-à-dire donc lorsque les ressorts 10 sont détendus, le système amortisseur de charge effectue sous la forme d'une unité complète, un mouvement de retour correspondant à la somme des angles a 1 et a 2. Dans ce cas, les ressorts 14 du système amortisseur de ralenti sont détendus puis tendus à nouveau Après ce passage et après butée de la denture de jeu 7 contre les bords opposés, le système amortisseur de charge intervient à nouveau par déplacement, avec sa friction élevée, sur un parcours de X + Y, tandis que,pendant ce temps,le couple de rotation ne diminue pas A la suite du parcours X + Y, on a à nouveau la courbe caractéristique de ressort de grande pente Le mouvement d'inversion qui vient ensuite constitue le pendant précis du mouvement de rotation qui vient d'être décrit Après rotation unique jusque dans la région de charge, il se produit les variations du couple de rotation et de la force de friction représentées sur la figure 2 et pourvues de flèches. Du fait de la course à vide, de grandeur X + Y, opérant pendant la diminution du couple de rotation, et pendant laquelle agit uniquement la force de friction du système amortisseur de charge, on obtient une meilleure transition du système amortisseur de ralenti au système amortisseur de charge et les bruits de démarrage et d'arrêt indésirables ainsi que les à-coups d'embrayage sont supprimés. La figure 3 représente, en référence à un disque d'embrayage 1 montré en détail, la manière dont le principe de la figure 1 peut être converti Tous les éléments concentriques du disque d'embrayage 1 sont montés tournants autour d'un axe de rotation 9 Le moyeu intérieur 8 est pourvu d'une denture intérieure en vue de son calage fixe en rotation sur un arbre de transmission non représen- té Il est relié radialement vers l'extérieur avec le moyeu extérieur 5, par la denture de jeu 7 Dans ce cas, le jeu, de grandeur a 1 + a 2, définit la région d'action du système amortisseur de ralenti Le disque de moyeu 6 qui présente des fenêtres 18 destinées à loger des ressorts de torsion pour le système amortisseur de charge, est réalisé d'une seule pièce avec le moyeu extérieur 5 Des deux côtés du disque de moyeu 6, il est prévu le support de garniture de friction 3 ainsi que le disque de couverture 4 qui sont reliés fixes en rotation, par des rivets d'écartement 15, et maintenus écartés Le support de garniture de friction 3 est relié radialement à l'extérieur, par des rivets 16, avec des segments de ressort 17 et des garnitures de friction 2 A l'intérieur, radialement, des ressorts de torsion 10, il est prévu, entre le support de garniture de friction 3 et le disque de couverture 4 ainsi que le disque de moyeu 6, le dispositif de friction pour le système amortisseur de charge, constitué de deux bagues de friction 21, d'une bague d'appui 22 ainsi que d'une rondelle-ressort 23 Sur le côté du support de garnitures de friction 3 et donc à l'extérieur, dans l'espace, du système amortisseur de charge, il est prévu le système amortisseur de ralenti, un disque de moyeu il de ce système étant placé fixement sur le moyeu intérieur il et ses deux disques de couverture 12 et 13 étant reliés de manière fixe en rotation avec le moyeu extérieur 5 Dans des fenêtres correspondantes du disque de moyeu il ainsi que des disques de couverture 12 et 13, il est prévu des ressorts amortisseurs 14 pour le système amortisseur de ralenti Cette construction est réalisée, en principe, aussi, pour le système amortisseur de charge, les ressorts amortisseurs 10 étant placés aussi dans des fenêtres 19 et 20 du support de garnitures de friction 3 et du disque de couverture 4 Avec une disposi- tion correspondante des fenêtres et des ressorts de la figure 1, on obtient un fonctionnement correspondant à la courbe du couple de rotation et de la force de friction de la figure 2 Dans ce cas, la constitution extérieure du disque d'embrayage 1 n'est pas liée au système de la figure 3 Ce même fonctionnement peut s'obtenir aussi lorsque le système amortisseur de ralenti est intégré dans l'espace dans le système amortisseur de charge, comme décrit par exemple dans les demandes de brevet allemand N 3 345 409 et N O 3 415 927 Il est à noter, encore, que le système amortisseur de charge peut être équipé de différents groupes de ressorts qui agissent l'un après l'autre, ce qui fait que la courbe caractéristique de ressort devient progressivement plus rapide Dans ce cas, toutes les fenêtres destinées aux ressorts de charge, ménagées dans le disque du moyeu extérieur, doivent être plus grandes de la cote X + Y au minimum, les ressorts intervenant plus tard nécessitant des fenêtres plus grandes. REVEN Di CAT'ONS a Disque d'embrayage pour un embrayage à Lriction d'un véhicule automobile comportant un amortisseur d'oscillations de torsion qui comporte un système amortis- seur de ralenti ( 5, 8, 14; 11 à 14) conçu pour le fonctionnement au ralenti ainsi qu'un système amortisseur de charge ( 3, 4, 6, 10, 21 à 23) conçu pour le fonctionne- ment sous charge, le système amortisseur de ralenti ( 5, 8, 14; 11 à 14) ainsi que le système amortisseur de charge ( 3, 4, 6, 10, 21 à 23) possédant des éléments d'entrée ( 3, 4 ou 5; 12, 13) et des éléments de sortie ( 6 ou 8; 11) tournant les uns par rapport aux autres autour d'un axe de rotation ( 9) commun, lesquels éléments sont reliés entre eux,de manière élastique en rotation,par des suspensions à ressorts ( 10 ou 14) séparées et le système amortisseur de charge ( 3, 4, 10, 21 à 23) au moins comprenant un dis- positif de friction ( 21 à 23) et le système amortisseur de ralenti ( 5, 8, 14; 11 à 14) opérant exclusivement dans une plage d'angle de rotation relatif de ralenti associé au ralenti et le système amortisseur de charge opérant dans une plage d'angle de rotation relatif de charge, à l'extérieur de la plage d'angle de rotation relatif de ralenti, caractérisé en ce qu'à la suspension à ressorts ( 10) du système amortisseur de charge ( 3, 4, 6, 10, 21 à 23) est associé, dans la zone de transition entre la plage d'angle de rotation relatif de ralenti et la plage d'angle de rotation relatif de charge, un parcours de rotation à vide (X, Y) dans lequel opère exclusivement le dispositif de friction ( 21 à 23) du système amortisseur de charge ( 3, 4, 6, 10, 21 à 23). 2 Disque d'embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plage d'angle de rotation relatif de ralenti est limitée par des butées ( 7) qui pontent le système amortisseur de ralenti ( 5, 8, 14; 11 à 14) à l'extérieur de la plage d'angle de rotation relatif de ralenti et en ce que la suspension à ressorts du système amortisseur de charge ( 3, 4, 6, 10, 21 à 23) comporte plusieurs ressorts ( 10), en particulier des ressorts hélicoïdaux, qui sont tous maintenus dans des fenêtres ( 18, 19, 20) associées les unes aux autres de l'élément d'entrée ( 3, 4) et de l'élément de sortie ( 6) du système amortisseur de charge ( 3, 4, 6, 10, 21 à 23), les dimensions des fenêtres ( 18, 19, 20) prévues dans ces éléments ( 3, 4, 6), étant choisies dans la direction périphérique pour chacune des fenêtres ( 10) du système amortisseur de charge ( 3, 4, 6, 10, 21 à 23), telles que le ressort ( 10) soit logé dans dans les fenêtres ( 18, 19, 20) de l'un des éléments ( 3, 4) à peu près sans jeu périphérique et de l'autre élément ( 6), au moins avec un jeu périphérique correspondant au parcours de rotation à vide (X, Y). 3 Disque d'embrayage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les ressorts ( 10) du système amortisseur de charge sont logés dans les fenêtres ( 19, 20) de l'élément d'entrée ( 3, 4) sans jeu et dans les fenêtres ( 18) de l'élément de sortie ( 6), avec le jeu de parcours de rotation à vide (X, Y). 4 Disque d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le système amortisseur de charge ( 3, 4, 6, 10, 21 à 23) comporte au moins deux étages de ressorts intervenant l'un après l'autre, lors d'une rotation relative entre son élément d'entrée ( 3, 4) et son élément de sortie ( 6), les ressorts ( 10) de ces étages étant logés dans des fenêtres ( 18, 19, ) associées les unes aux autres de l'élément d'entrée ( 3, 4) et de l'élément de sortie ( 6) du système amortisseur de charge ( 3, 4, 6, 10, 21 à 23) et en ce que les ressorts ( 10) d'au moins l'un des étages de ressort sont logés dans des fenêtres ( 18, 19, 20) de l'élément d'entrée ( 3, 4) ou de l'élément de sortie ( 6), qui sont agrandies dans la direction périphérique, en plus du jeu de parcours de rotation à vide (X, Y), d'un autre jeu prédéterminé, par rapport aux fenêtres de l'autre élément.