Brevet FR2685746A1 — publié le 19930702

La présente invention se rapporte à des ensembles de disque avec amortissement Plus particulièrement, cette invention est dirigée vers un ensemble d'un disque amorti o l'amortissement est accompli par un assemblage de ressorts disposé radialement. Dans les trains d'entraînement de véhicules qui comprennent un volant entraîné par le moteur qui est couplé à une transmission par un embrayage, un disque est disposé entre le plateau de l'embrayage et le volant Un broutage a tendance à se produire dans les trains d'entraînement de véhicules en mode de ralenti et d'entraînement Le broutage est provoqué par une vibration excessive en torsion dans le train d'entraînement et il peut être compensé par une diminution du taux élastique du train d'entraînement tandis qu'il est dans sa plage nominale de fonctionnement et une augmentation de la course et de la capacité de couple d'un amortisseur associé au train d'entraînement. Le problème a été reconnu et traité dans l'art antérieur en couplant le disque à un moyeu avec un ensemble de ressorts d'amortissement, lequel ensemble de ressorts peut comprendre une série de simples ressorts disposés hélicoïdalement ou bien un agencement de ressorts à boudin Tandis que ces tentatives s'adressent au problème, elles ne sont pas tout à fait satisfaisantes pour diminuer de manière adéquate le taux élastique de l'ensemble des ressorts d'amortissement tout en élevant la course totale et la capacité de couple. Etant donné les considérations ci-dessus, la présente invention envisage un ensemble d'un disque composé d'un disque et d'un moyeu qui lui est concentrique, o le disque est couplé au moyeu par un certain nombre de ressorts en poutre, dont chacun a des première et seconde extrémités, les premières extrémités étant ancrées au disque en des premiers emplacements et les secondes extrémités étant ancrées au moyeu en des seconds emplacements. Selon un mode de réalisation de l'invention, les seconds emplacements sont espacés des premiers emplacements en des points qui sont angulairement espacés des premiers emplacements d'environ 150 à 210 Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les seconds emplacements sont espacés des premiers emplacements d'environ + 300 à -30 . La présente invention envisage de plus l'ensemble du disque ci-dessus décrit en combinaison avec un volant, un plateau d'embrayage, un arbre de sortie, lequel est fixé au moyeu. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés 2 2685746 donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: la figure 1 est une vue en élévation, partiellement en coupe et en tracé fantôme, illustrant l'ensemble d'un disque de la présente invention en combinaison avec un volant, un plateau d'embrayage et un arbre de sortie; la figure 2 est une vue avant et en plan de l'ensemble du disque utilisé avec le volant, l'embrayage et la combinaison de sortie de la figure 1; la figure 3 est une vue de côté de l'ensemble du disque de la figure 2; la figure 4 est une vue avant et en plan d'un moyeu faisant partie de l'ensemble du disque des figures 2 et 3, la vue arrière et en plan étant identique; la figure 5 est une vue avant et en plan d'un disque faisant partie de l'ensemble des figures 2 et 3, la vue arrière et en plan étant identique; la figure 6 est une vue avant et en plan d'un ensemble composé du moyeu de la figure 4 et du disque de la figure 5, la vue arrière et en plan étant identique; la figure 7 est une vue schématique illustrant la façon dont des ressorts nichés en poutre se placent au mode de repos de l'ensemble du volant et de l'embrayage de la figure 1; la figure 8 est une vue similaire à la figure 7 mais montrant la façon dont les ressorts se fléchissent quand l'ensemble du volant et de l'embrayage de la figure 1 est en mode d'entraînement; la figure 9 est une vue similaire aux figures 7 et 8 mais montrant la façon dont les ressorts nichés se fléchissent quand l'ensemble du volant et de l'embrayage de la figure 1 est en mode de marche au débrayage; la figure 10 est une vue schématique d'un ensemble d'un disque selon la présente invention, illustrant le fonctionnement d'un seul ressort; la figure 11 est un graphique montrant le couple en fonction du déplacement angulaire par rapport à l'illustration de la figure 10; la figure 12 est une vue schématique d'un second mode de réalisation de la présente invention; et la figure 13 est une vue agrandie d'une portion d'une poutre avec une fente ovale pour l'ancrage de la poutre au moyeu au moyen d'une broche et un manchon qui y sont reçus. En se référant maintenant à la figure 1, elle montre un volant 20 et un plateau d'embrayage 22 avec un ensemble d'un disque 24 qui est configuré selon la présente invention et qui est disposé entre eux L'ensemble du disque 24 est calé sur un arbre de sortie 26 par un moyeu 28 et un disque 30 est pris en sandwich entre une face 32 du volant et une face 34 du plateau d'embrayage pour former un ensemble volant-embrayage 35 Le disque 30 a deux patins opposés de friction 36 et 38 qui sont en aboutement avec la face 32 du volant et la face 34 du plateau d'embrayage quand le plateau d'embrayage 22 est en engagement et que l'arbre de sortie 26 tourne avec le volant 20 Pour des applications sur véhicule, le plateau dembrayage 22 est normalement en engagement de manière qu'un moteur (non représenté), faisant tourner le volant , fasse positivement tourner l'arbre de sortie 26 qui est connecté à une boite conventionnelle de vitesse (non représentée) d'une manière conventionnelle. Selon les principes de la présente invention, deux groupes 39 et 40 de ressorts en poutre, radialement disposés, sont disposés sur les côtés opposés de l'ensemble 24 et couplent élastiquement le moyeu 28 au disque 30 de manière que l'ensemble du disque forme un élément d'amortissement. Comme on l'expliquera ci-après, les groupes 39 et 40 des ressorts en poutre aident à produire un environnement anti-broutage pendant les modes de ralenti et d'entraînement de l'ensemble de l'embrayage 35 Cela est accompli en prévoyant un agencement qui permet de minimiser les vibrations excessives par torsion de la ligne d'entraînement reliée par l'arbre de sortie 26 dans la plage de fonctionnement en diminuant le taux élastique dans la plage nominale de fonctionnement tout en augmentant la course et la capacité de couple de l'ensemble 24 du disque. En se référant maintenant plus particulièrement aux figures 2 et 3, o l'ensemble du disque est montré séparé de l'ensemble de l'embrayage 35, on peut voir que les groupes de ressorts en poutre 39 et 40 comprennent chacun trois ressorts Tandis que la figure 2 ne montre qu'un côté de l'ensemble du disque 24, l'autre côté de cet ensemble est sensiblement identique, donc les groupes de ressorts 39 et 40 sont agencés de manière identique Le groupe de ressorts 39 comprend des ressorts en poutre 42, 44 et 46, tandis que le groupe de ressorts 40 (voir également figures 1 et 3) comprend les ressorts 48, 50 et 52. Les ressorts en poutre 42 et 48 forment une première paire de ressorts qui pivotent en commun sur le disque 30 à des premières extrémités sur un manchon 54 par une broche ou rivet 56 tandis que les secondes extrémités des ressorts 42 et 48 pivotent en commun sur le moyeu 28 par une broche ou un rivet 58 Les seconds ressorts 44 et 50 forment une seconde paire de ressorts en poutre qui pivotent en commun à leurs premières extrémités sur le disque 30 au moyen dun manchon 60 qui est retenu par un rivet 62 tandis que les secondes extrémités des ressorts 44 et 50 pivotent en commun sur le moyeu 28 par une broche ou rivet 64 Les ressorts 46 et 52 forment une troisième paire de ressorts en poutre qui pivotent en commun à leurs premières extrémités sur le disque 30 au moyen d'un manchon 66 et qui sont retenus par un rivet 68 tout en pivotant en commun sur le moyeu 28 par une broche ou un rivet 70. Les première et seconde extrémités des ressorts en poutre 42 ( 48), 44 ( 50) et 46 ( 52) pivotent en des emplacements qui sont espacés, sur un arc, d'environ 1800 des secondes extrémités des ressorts Comme les ressorts 42 ( 48), 44 ( 50) et 46 ( 52) sont courbés, ils se nichent les uns dans les autres à la manière d'une spirale. Comme il est nécessaire que le disque 30 soit rotatif par rapport au moyeu 28 tout en y étant coaxialement monté, le moyeu et le disque sont des pièces séparées Comme on peut mieux le voir sur la figure 4, le moyeu 28 comprend des cannelures 70 qui font corps avec lui pour un engagement avec l'arbre de sortie 26 (figure 1) Les cannelures 70 sont placées dans une portion de collier 72 du moyeu 28, qui s'étend axialement, laquelle portion de collier a une collerette dépassant radialement 74 La collerette dépassant radialement 74 a trois protubérances radiales 76, 78 et 80 qui sont séparées par des espaces périphériques 82, 84 et 86 Les protubérances radiales 76, 78 et 80 ont des couronnes 88, 90 et 92, respectivement, dont les épaisseurs sont plus faibles que l'épaisseur des protubérances radiales d'o elles s'étendent pour définir des paires dépaulements 94, 96; 98, 100; 102, 104 (voir également figures 1 et 3). Des trous circulaires 106, 108 et 110 sont formés dans la collerette 74 et ils sont écartés de 120 en alignement avec les protubérances 76, 78 et 80 Comme on l'expliquera mieux ci-après, les trous circulaires 106, 108 et 110 reçoivent les broches 58, 64 et 70 retenant les ressorts 42-56 (voir figure 2). En se référant maintenant à la figure 4, en combinaison avec les figures et 6, le moyeu 28 s'adapte dans l'ouverture axiale 112 dans le disque annulaire Le disque annulaire 30 a deux collerettes circulaires 113 et 114 qui sont rivetées à leurs côtés opposés par des rivets 118, 120 et 122 La collerette 114 a trois protubérances 124, 126 et 128 qui sont axialement alignées avec des protubérances 130, 132, 134 sur la collerette circulaire 116 Ces protubérances ont des pourtours internes arqués 136, 138 et 140 qui font face aux pourtours arqués 82, 84 et 86 du moyeu 28 Comme on peut le voir sur la figure 6, les couronnes 88, 90 et 92 du moyeu 28 (figure 4) sont reçues entre les portions périphériques internes arquées 142, 144; 146, 148 et 150, 152 des collerettes 114 et 116 qui sont espacées de l'épaisseur du disque annulaire 30. Le montage du disque 30 et du moyeu 28 est accompli en plaçant soit la collerette annulaire 114 ou 116 près de l'ouverture 112 à travers le disque annulaire 30 puis en plaçant le moyeu 28 dans la collerette avec les couronnes 88, 90 et 92 dépassant au-delà des portions périphériques internes 144, 148 et 152 de la collerette 116 La collerette 114 est alors montée sur l'autre côté des couronnes 88, 90 et 92 et les collerettes 114 et 116 sont rivetées l'une à l'autre par les rivets 118, 120 et 122 Les ressorts 42, 48; 44, 50 et 46, 52 sont alors attachés au moyeu 28 par des manchons 154, 156 et 158 (figure 2) qui traversent les trous 106, 108 et 110 (figure 4) dans le moyeu Les rivets 58, 64 et 70 (figure 2) traversent les manchons 154, 156 et 158 pour être reçus dans des trous à travers des première et seconde bagues de retenue 162 et 164, lesquelles bagues de retenue sont disposées vers l'extérieur des paires de ressorts 42, 48; 44, 50; 46, 52 pour maintenir les ressorts entre les bagues de retenue et la collerette circulaire 74 du moyeu 28 Les premières extrémités des paires de ressorts 42, 48; 44, 50; 46, 52 sont retenues comme on l'a précédemment mentionné par les manchons 54, 60 et 66 qui traversent les ouvertures circulaires 170, 172 et 174 dans le disque annulaire 30 (figure 5) Comme on peut le voir sur les figures 1 et 3, des bagues 176 et 178 de retenue des ressorts sont reçues dans des gorges 180 et 182 dans le collier 72 du moyeu s'étendant axialement pour stabiliser les ensembles de ressorts 39 et 40 sur le collier. En se référant maintenant aux figures 7, 8 et 9, on peut voir que les paires de ressorts 42, 48; 44, 50; 46, 52 se dilatent vers l'extérieur lors d'une rotation à partir du mode de repos de la figure 7 jusqu'au mode d'entraînement de la figure 8 et se contractent vers l'intérieur en mode de marche au débrayé de la figure 9 Comme on peut le voir dans un mode de réalisation spécifique illustré à la figure 8, le volant 20 (figure 1), qui engage le disque 30, est en avance sur le moyeu 28 d'environ 22 étant donné la flexion des ressorts 42-52 vers l'extérieur quand l'ensemble 35 volant-embrayage de la figure 1 est en mode d'entraînement Quand l'ensemble 35 volant-embrayage de la figure 1 est en mode de marche au débrayé comme sur la figure 9, les extrémités des ressorts 42-52 ont tendance à se comprimer avec le moyeu 28 et l'arbre d'entraînement 26 (figure 1) en avance sur le volant 20 (figure 1) Dans le mode de réalisation spécifique de la figure 9, l'arbre d'entraînement 26 est en avance sur le volant d'environ 190 Comme on peut facilement le voir, il y a un déplacement angulaire total possible sur environ 41 entre le volant 20 et l'arbre de sortie 26, ce qui donne une longue course Comme on l'expliquera mieux ci- après, cet agencement donne des caractéristiques relativement souples et partiellement négatives de ressort avec une faible hystérésis au ralenti Les caractéristiques souples de ressort et la longue course minimisent les résonances du train d'entraînement en mode d'entraînement Par ailleurs, l'agencement introduit des non linéarités géométriques qui abaissent le taux élastique et augmentent la capacité de couple du fait de la longue course des ressorts 42-52 tandis qu'ils se fléchissent. En général, la présente invention envisage un déplacement angulaire non dévié sur environ 150 à 21 O' entre les secondes extrémités des ressorts 42- 52 qui sont attachées au moyeu 28 et les premières extrémités des ressorts qui sont attachées au disque annulaire mené 30 Dans un mode de réalisation plus spécifique, l'étendue du déplacement entre les première et seconde extrémités des ressorts est d'environ 170 à environ 1900 et dans un mode de réalisation encore plus spécifique, le déplacement est compris entre environ 1750 et environ 185 . En se référant maintenant à la figure 10, elle montre schématiquement un seul ressort en poutre 42 qui est ancré à sa première extrémité au disque 30 par la broche 56 et à sa seconde extrémité au moyeu 28 par la broche 70. Chacun des autres ressorts 44, 46, 48, 50 et 52 fonctionne de manière sensiblement identique au ressort 42 On peut voir sur la figure 10 que la broche 70 est déplacée de l'angle 6 légèrement supérieur à 1800 par rapport à la broche 56 Cet angle de déplacement angulaire additionnel O introduit une caractéristique partiellement négative du ressort qui minimise le broutage de l'embrayage au ralenti dans le train d'entraînement associé. En se référant maintenant à la figure 11, le couple en N m est représenté en fonction du déplacement angulaire cc à partir de la ligne 180 à sur la figure 10 La courbe 182 a une portion 184 entre O et 5 dans laquelle un couple négatif est introduit malgré la rotation positive ou d'entraînement par l'ensemble 35 de l'embrayage et du volant de la figure 1. En se référant maintenant à la figure 12, un second mode de réalisation 200 de la présente invention comporte un certain nombre de ressorts identiques en poutre 202, 204, 206 et 208, chacun ayant des premières extrémités pivotant sur le disque 30 par des broches 210, 212, 214 et 216 et des secondes extrémités pivotant sur le moyeu 28 par des broches 218, 220, 222 et 224, respectivement. Les broches 218, 220, 222 et 224 aux secondes extrémités sont espacées denviron O' des premières broches 210, 212, 214 et 216 En général, l'étendue de l'espacement arqué entre les première et seconde extrémités pivotantes des ressorts 202, 204, 206 et 208 est comprise entre environ + 300 et environ -30 . En se référant maintenant à la figure 13, elle montre une portion de l'un des ressorts tel que le ressort 42, o une fente ovale 186 s'étendant radialement est prévue pour recevoir l'un des manchons, tels que le manchon 156 et la broche ou rivet associé 70 afin de relier le ressort 42 au moyeu 28 La fente ovale 186 forme un guidage pour relier la broche 70 au moyeu 28 et si on le souhaite, elle peut également servir à minimiser le couple négatif. REVENDICATIONS 1 Ensemble dun disque utile comme amortisseur quand il est disposé entre un volant et un arbre, caractérisé en ce qu'il comprend: un moyeu ( 28) fixé circonférentiellement à l'arbre de sortie, un disque ( 30) séparé du moyeu et concentriquement placé par rapport à lui, un certain nombre de ressorts en poutre ( 42, 44, 46, 48, 50, 52), chaque ressort ayant une première et une seconde extrémité, la première extrémité de chaque ressort étant attachée au disque en un premier point et la seconde extrémité de chaque ressort étant attachée au moyeu en un second point qui est angulairement décalé du premier point d'environ 150 à environ 2100. 2 Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ressorts en poutre sont agencés par paire ( 39, 40) avec des ressorts en poutre disposés sur des côtés opposés de l'ensemble du disque. 3 Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il y a trois paires de ressorts de poutre, les premières extrémités étant ancrées au disque ( 30) à des intervalles de 1200 et les secondes extrémités étant montées sur le moyeu 28 à des intervalles de 1200. 4 Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyeu comporte un certain nombre de protubérances radiales ( 76, 78, 80) s'étendant vers l'extérieur et le disque comporte une ouverture centrale délimitée par une gorge arquée qui reçoit des portions des protubérances radiales s'étendant vers l'extérieur. 5 Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que les secondes extrémités des ressorts sont ancrées sur le moyeu ( 28) en des emplacements qui sont alignés avec les protubérances. 6 Ensemble selon la revendication 5, caractérisé en ce que le disque comprend des protubérances ( 124, 126, 128) qui s'étendent vers l'intérieur et qui sont disposées entre les protubérances s'étendant vers l'extérieur du moyeu. 7 Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les seconds points sont décalés d'environ 1800 des premiers. 8 Assemblage d'un volant ayant une surface d'entraînement et d'un ensemble d'un disque à proximité de la surface d'entraînement et d'un plateau d'embrayage pour solliciter normalement l'ensemble du disque en engagement avec la surface d'entraînement, caractérisé en ce que l'ensemble du disque comprend un moyeu fixé circonférentiellement à un arbre et un disque monté coaxialement par rapport au moyeu et à l'arbre; des ressorts en poutre, chacun ayant des première et seconde extrémités, les premières extrémités de chacun desdits ressorts pivotant sur le disque ( 30) en des premiers emplacements et les secondes extrémités de chacun desdits ressorts pivotant sur le moyeu ( 28) en des seconds emplacements, lesquels, pour chaque ressort, sont angulairement décalés des premiers emplacements d'environ 1500 à 2100. 9 Ensemble selon la revendication 8 caractérisé en ce que le déplacement angulaire des emplacements de pivotement est deenviron 170 à . 10 Ensemble selon la revendication 9, caractérisé en ce que le déplacement angulaire des emplacements de pivotement est d'environ 175 à 1850. 11 Ensemble selon la revendication 10, caractérisé en ce que le déplacement angulaire des emplacements de pivotement est d'environ 180 . 12 Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que les ressorts en poutre sont agencés par paires avec des ressorts en poutre disposés sur des côtés opposés de l'ensemble. 13 Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il y a trois paires de ressorts en poutre, leurs premières extrémités étant ancrées au disque ( 30) à des intervalles de 1200 et leurs secondes extrémités étant montées sur le moyeu ( 28) à des intervalles de 120 . 14 Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que le moyeu comporte un certain nombre de protubérances radiales s'étendant vers l'extérieur et le disque comporte une ouverture centrale ( 112) qui est délimitée par une gorge arquée qui reçoit des portions des protubérances radiales s'étendent vers l'extérieur. Ensemble selon la revendication 14, caractérisé en ce que les secondes extrémités des ressorts sont ancrées au moyeu ( 28) en des emplacements en alignement avec les protubérances. 16 Ensemble selon la revendication 15, caractérisé en ce que le disque ( 30) comprend des protubérances s'étendant vers l'intérieur qui sont disposées entre les protubérances du moyeu ( 28) s'étendant vers l'extérieur. 17 Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que les ressorts sont ancrés dans le moyeu ( 28) au moyen de broches et en ce que chaque ressort a une fente allongée pour recevoir la broche qui maintient le ressort sur le moyeu. 18 Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que les secondes extrémités des ressorts ( 42-52) sont angulairement décalées des premières extrémités des ressorts d'un angle suffisant pour donner une caractéristique partiellement négative du ressort pendant le fonctionnement de l'ensemble. 19 Ensemble d'un disque utile comme amortisseur lorsqu'il est disposé entre un volant et un arbre, caractérisé en ce qu'il comprend: un moyeu ( 28) fixé circonférentiellement à l'arbre de sortie, un disque ( 30) séparé du moyeu et concentriquement placé relativement -lui, des ressorts en poutre ( 42-52), chaque ressort ayant une première extrémité et une seconde extrémité, la première extrémité de chaque ressort étant attachée au disque en un premier point et la seconde extrémité de chaque ressort étant attachée au moyeu en un second point qui est angulairement décalé du premier point d'environ + 30 à environ -30 . Ensemble selon la revendication 19, caractérisé en ce que les seconds points sont décalés d'environ O' par rapport aux premiers points.