Brevet FR2688845A1 — publié le 19930924

La présente invention concerne un amortisseur de torsion, notamment une friction d'embrayage de véhicule automobile, comportant une première partie et une deuxième partie coaxiales, montées mobiles angulairement l'une par rapport à l'autre, dans la limite d'un débattement angulaire déterminé, à l'encontre de moyens élastiques à action circonférentielle et de moyens de frottement à action axiale. Usuellement les moyens de frottement comportent, d'une part, une rondelle d'application solidaire en rotation de la première partie et induisant un frottement contre la deuxième partie et, d'autre part, des moyens élastiques précontraints à action axiale insérés entre la première partie et la rondelle d'application. Un tel amortisseur permet d'assurer une transmission régulée entre l'une des parties, qui est associée à un arbre d'entrée, et l'autre partie qui est associée à un arbre de sortie, pour éviter que des vibrations, en particulier des vibrations sonores, ne prennent naissance tout au long de la chaîne cinématique sur laquelle le dispositif amortisseur de torsion est inséré. Pour diminuer le nombre de pièces, on a déjà proposé dans le document FR-A-2 141 737, une disposition dans laquelle les moyens élastiques sont d'un seul tenant avec la rondelle d'application, en sorte qu'il est créé un ensemble unitaire, dit ci-après, rondelle d'application élastique avec une partie élastique et une partie d'application. En pratique la partie élastique consiste en des pattes issues de la périphérie interne de la partie d'application, lesdites pattes s'étendant radialement en direction de l'axe de l'ensemble et portant des pattes d'entraînement pour leur liaison en rotation avec la première partie. Cette disposition entraîne des inconvénients car, d'une part, on n'obtient pas une bonne répartition de pression sur la rondelle d'application, le rayon moyen de frottement étant proche de la périphérie interne de la partie élastique et, d'autre part, la partie d'application peut se mettre en cône avec une usure irrégulière de la garniture de frottement solidaire de la partie d'application. D'une manière générale il peut être souhaitable d'augmenter le rayon moyen de frottement de la partie d'application. La présente invention a pour objet, de manière simple et économique, de pallier ces inconvénients et d'augmenter le rayon moyen de frottement de la partie d'application. Suivant l'invention, un amortisseur de torsion du type sus-indiqué, dans lequel la partie d'application de la rondelle élastique d'application forme une zone plane s'étendant transversalement, est caractérisé en ce que ladite zone plane est prolongée à sa périphérie externe par une seconde partie élastique s'étendant radialement en direction opposée à l'axe de l'ensemble en étant insérée entre la première partie de l'amortisseur et ladite zone plane. Grâce à l'invention, on obtient une rondelle élastique d'application stable du fait que celle-ci est maintenue élastiquement, tant à sa périphérie interne qu'à sa périphérie externe par des parties prenant appui sur la première partie de l'amortisseur La rondelle selon l'invention reste donc bien transversale. Il en résulte que le rayon moyen de frottement de ladite rondelle est augmenté et ceci de manière simple et économique Ce rayon reste sensiblement constant lors de la durée de vie de l'amortisseur. Avantageusement les parties élastiques sont à l'image l'une de l'autre et peuvent consister en des pattes élastiques, ou en des rondelles Belleville, ou en des parties pliées en accordéon. Quoiqu'il en soit, du fait de la stabilité obtenue grâce à l'invention, il devient possible de faire frotter directement la rondelle élastique d'application contre la deuxième partie de l'amortisseur de torsion. Dans le cas o l'une des parties de l'amortisseur comporte deux rondelles de guidage, tandis que la deuxième partie comporte un voile central, il devient possible de faire frotter la rondelle élastique d'application soit directement sur le voile, soit directement sur la rondelle de guidage concernée, ladite rondelle élastique d'application étant alors liée en rotation à l'autre partie de l'amortisseur, respectivement la rondelle de guidage concernée ou le voile. La rondelle peut être en matière plastique, avec des charges pour lui donner un coefficient de frottement voulu et des fibres de renforcement. En variante elle est métallique en étant traitée thermiquement Le voile et les rondelles de guidage étant métalliques, on obtient ainsi un fort coefficient de frottement avec une faible usure de la rondelle selon l'invention. Il devient alors également possible de prolonger un disque porteur métallique et élastique vers le centre pour obtenir un contact frottant au niveau du voile de moyeu ou de la rondelle de guidage suivant que ledit disque est respectivement solidaire de la rondelle de guidage concernée ou du voile On obtient donc un amortisseur de torsion avec de bonnes performances, notamment un frottement élevé, avec un nombre de pièces réduit, le tout sans modifier de manière profonde l'amortisseur de torsion. La description qui va suivre illustre l'invention en regard des dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue partielle en élévation d'un amortisseur de torsion selon l'invention; la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne 2-2 de la figure 1; la figure 3 est une vue en élévation de la rondelle selon la figure 1; la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne 4-4 de la figure 3; les figures 5 et 6 sont des vues analogues aux figures 3 et 4 pour un second exemple de réalisation; la figure 7 est une vue en élévation du disque de la figure 1. Dans les figures, on a représenté une application de l'invention à un amortisseur de torsion sous forme d'une friction d'embrayage de véhicule automobile. Ainsi on voit en 1 les garnitures de frottement de la friction, qui sont montées de part et d'autre d'un disque porteur 2 et en 3 le moyeu de la friction, qui constituent respectivement la partie d'entrée et de sortie de l'amortisseur de torsion. Les garnitures 1, portées à fixation par le disque 2 (par rivetage à la figure 1), sont adaptées à être pincées entre les plateaux de pression et réaction de l'embrayage (non représentés) calés en rotation sur le vilebrequin du moteur à combustion interne du véhicule automobile, tandis que le moyeu 3 est adapté à être engagé, par des cannelures 4, sur l'arbre d'entrée 5 de la boîte de vitesses. L'amortisseur de torsion accouple la partie d'entrée (le disque 2 avec ses garnitures 1), à la partie de sortie (le moyeu 3) et comporte deux parties coaxiales montées mobiles l'une par rapport à l'autre, dans les limites d'un débattement angulaire déterminé, à l'encontre de moyens élastiques 6 à action circonférentielle et de moyens de frottement 7 à action axiale. Ici la première partie de l'amortisseur comporte le disque 2 équipé de ses garnitures continues 1, qui en variante peuvent être fractionnées en plots, et deux rondelles de guidage 8 s'étendant transversalement en étant ici identiques entre elles. La deuxième partie de l'amortisseur comporte le moyeu 3 et un voile central 9, usuellement dénommé voile de moyeu, s'étendant transversalement parallèlement aux rondelles 8 entre celle-ci. Les rondelles de guidage 8 sont montées tournantes autour du moyeu 3, tandis que le voile 9 est solidaire du moyeu 3 en étant ici d'un seul tenant avec celui-ci Les pièces 8,9 et 2 sont métalliques, le disque 2 étant élastique. Bien entendu comme décrit dans le document FR-A-2 560 330, le voile peut être monté sur le moyeu 3 avec intervention de moyens d'engrènement à jeu (des dentures trapézoïdales), de moyens élastiques de faible raideur (des ressorts à boudin) par rapport à celles des moyens élastiques 6 et de moyens de frottement spécifiques à action axiale. Dans tous ces cas, le voile 9 est calé en rotation sur le moyeu 3, ici métallique, éventuellement avec jeu De même on peut inverser les structures, les rondelles de guidage 8 étant solidaires du moyeu 3, par exemple par sertissage, tandis que le voile 9 porte à fixation le disque 2, par exemple par rivetage ou soudage, et est monté autour du moyeu 3. Ici le disque 2 est fixé aux rondelles de guidage 8 par des entretoises 10 consistant en des colonnettes et assemblant entre elles lesdites rondelles 8 disposées axialement de part et d'autre du voile 9. En variante, comme dans le document FR-A-2 560 330, la fixation peut être réalisée à l'aide de rivets distincts des entretoises sous forme d'entretoises plates. Les moyens élastiques 6 consistent ici en des paires de ressorts à boudin montés l'un à l'intérieur de l'autre et logés pour partie dans des fenêtres il des rondelles de guidage 8 et pour partie dans des fenêtres 12,13 du voile 9, avec intervention de coupelles d'appui 6 a à téton de centrage intervenant entre l'extrémité circonférentielle des ressorts 6 et les bords latéraux des fenêtres 11 à 13, ledit téton de centrage pénétrant à l'intérieur du ressort de plus petit diamètre. Ici quatre paires identiques de ressorts 6 sont prévus en étant répartis régulièrement circonférentiellement Ces paires sont implantées sur une même circonférence, tandis que les fenêtres il des rondelles 8 sont disposées en vis-à-vis des fenêtres 12,13 du voile 9. Les paires de ressorts 6, avec leurs coupelles 6 a, sont montés sans jeu dans les quatre fenêtres 11, sans jeu dans les deux fenêtres 12 et avec jeu dans les deux fenêtres 13 présentant d'un seul côté un prolongement circonférentiel pour passage de deux colonnettes 10. Les deux autres colonnettes 10, alternant circonférentiellement avec les ressorts 6, traversent le voile 9 à la faveur de deux autres ouvertures 14 fermées circonférentiellement. Bien entendu cela dépend des applications, un plus grand nombre de fenêtres pour montage d'un unique ressort étant envisageable et les ouvertures de passage des colonnettes peuvent être ouvertes Pour cela on se reportera au document FR-A-2 560 330. De même certains ressorts à boudin 6 peuvent être remplacés par des blocs en matière élastique, par exemple en matériau élastomère, et tous les ressorts peuvent être montés sans jeu dans les fenêtres des rondelles de guidage et du voile. Les moyens de frottement 7 comportent une rondelle d'application 17 solidaire en rotation de l'une des parties de l'amortisseur et induisant un frottement contre la deuxième partie de celui-ci, ainsi que des moyens élastiques précontraints à action axiale 18,19 insérés entre la première partie et la rondelle d'application. Ces moyens de frottement 7 sont ici implantés radialement en-dessous des moyens élastiques 6, à distance de la périphérie externe du moyeu 3. Les moyens élastiques 18,19 sont d'un seul tenant avec la rondelle d'application 17 en sorte qu'il est créé un ensemble unitaire sous forme d'une rondelle d'application élastique 15 à partie d'application 17 et à parties élastiques 18,19, de manière décrite ci-après. La partie d'application 17 forme une zone plane d'application s'étendant transversalement, c'est-à-dire perpendiculairement à l'axe de la friction et parallèlement au voile et aux rondelles de guidage Cette partie est solidaire à sa périphérie interne d'une première partie élastique interne 18 s'étendant radialement en direction de l'axe de l'ensemble en étant insérée entre la première partie de l'amortisseur et ladite zone plane 17. Suivant l'invention, ladite zone plane est prolongée à sa périphérie externe par une seconde partie élastique externe 19 s'étendant radialement en direction opposée à l'axe de l'ensemble en étant insérée entre la première partie de l'amortisseur et ladite zone plane 17. Ici la rondelle élastique d'application 15 est propre à frotter, par sa zone plane 17 d'application, directement contre le voile 9, tandis que les parties élastiques 18,19 prennent appui contre la rondelle de guidage 8 concernée, ici celle qui n'est pas accolée au disque 2 Cette rondelle 15 est montée sous précontrainte entre le voile 9 et la rondelle 8. La partie élastique interne 18 est dotée de pattes d'entraînement 16, qui s'engagent dans une ouverture complémentaire 22 pratiquée dans la rondelle de guidage 8 concernée pour liaison en rotation avec celle- ci. La rondelle 15 est ici métallique, en étant traitée notamment thermiquemenet, pour lui conférer l'élasticité voulue Elle est obtenue par découpe et pliage. Bien entendu la rondelle élastique d'application précontrainte peut induire un frottement contre le voile 9 par l'intermédiaire d'une rondelle de frottement collée sur la zone plane 17 de celle-ci. De même il est possible d'inverser les structures comme montré par exemple dans le document FR-A-2 183 388. Dans ce cas, le voile 9 est doté d'encoches au niveau du bord interne de ces fenêtres et la rondelle élastique d'application 15 est liée audit voile 9 par ses pattes 16 engrenant avec lesdites encoches, ladite rondelle 15 venant frotter directement contre la rondelle de guidage 8. Ici le disque 2 est accolé à l'autre rondelle de guidage 8 en étant au contact de la face interne de ladite rondelle 8 tournée vers le voile 9. Comme précédemment, on obtient un frottement métal sur métal. Un palier 20, en matériau anti-frottement, usuellement en matière plastique, est interposé radialement entre la périphérie externe du moyeu 3 et la périphérie interne de la rondelle 8 adjacente au disque 2 Ce palier 20 est de forme annulaire et a en section globalement une forme de L, avec une partie transversale au contact de la face interne de la rondelle 8 Ce palier présente trois saillies 21 (figures 1 et 2) s'engageant dans des encoches semi-circulaires 22 de la rondelle de guidage 8. Les deux rondelles 8 étant identiques entre elles, les pattes 16 de la rondelle élastique d'application 15 pénètrent dans lesdites encoches 22 pour liaison en rotation de ladite rondelle 15 avec l'autre rondelle de guidage. Ici la rondelle 15 (figures 3 et 4) a une forme symétrique globalement en forme de trapèze isocèle et présente ainsi une zone plane 17 en forme de rondelle prolongée intérieurement et extérieurement par des rondelles Belleville 18,19, dont les inclinaisons sont en sens inverse. L'une 18, dite rondelle interne, s'étend à la périphérie interne de la zone 17 et l'autre 19, dite rondelle externe, s'étend à la périphérie externe de la zone 17 comme mentionné ci-dessus. Cette rondelle 15 est stable car les extrémités libres desdites rondelles 18,19 prennent appui sur la rondelle de guidage concernée 8. La zone 17 reste donc bien transversale, son diamètre moyen étant globalement égal à celui de la périphérie externe du palier 20. Localement la rondelle Belleville interne 18 est interrompue pour formation des pattes axiales 16 formant avec la zone 17 une équerre Ces pattes 16 permettent un entraînement en rotation de la rondelle 15 avec la première partie de l'amortisseur. Les rondelles 18 et 19 ont donc globalement la même raideur Néanmoins on appuie préfentiellement à la périphérie externe de la rondelle 17. Bien entendu (figures 5 et 6) les parties élastiques interne 18 et externe 19 peuvent être fractionnées en pattes élastiques 40,41 avec toujours trois pattes axiales 16 formant une équerre avec la zone 17 En diminuant le nombre de pattes 40,41, il devient possible de donner à la zone 17 une forme polygonale En variante, les pattes d'entraînement peuvent être obliques en prolongeant la rondelle 18 ou certaines pattes 40. En variante les parties interne et externe peuvent être inclinées en ayant une forme d'accordéon. Ici suivant une caractéristique, le disque 2 métallique, obtenu par découpe et pliage avec une opération de trempe, est admis à frotter directement contre le voile 9 (figures 2 et 7) avec un frottement métal sur métal. A cet effet, le disque 2 présente une partie centrale 25 en forme de rondelle entourant le moyeu 3 tout comme le palier 20 Cette rondelle s'étend parallèlement à la rondelle 17 en regard de celle-ci. Pour ce faire le disque 2 est prolongé intérieurement par une zone d'enracinement 26 dans le plan dudit disque 2, ladite zone 26 s'étendant au contact de la rondelle 8 En variante la zone 25 peut avoir une forme polygonale. Cette zone d'enracinement 26 est raccordée à la rondelle 25 par quatre tronçons inclinés 27, en sorte que le disque 2 a intérieurement une forme cambrée avec deux parties 25,26 parallèles l'une à l'autre et décalées axialement Ce décalage axial est fonction de l'épaisseur de la partie transversale du palier 20 confinée axialement entre les rondelles 8,25, sans rotation par rapport à celles-ci. Les tronçons 27 sont formés à la faveur de fenêtres 30, que présente le disque 2 pour montage de ressorts 6 Chaque tronçon 27 est délimité par un pli 28 raccordant celui-ci à la zone d'enracinement 26 et par un autre pli 29 le raccordant à la rondelle 25 Il s'étend entre deux fenêtres consécutives. Chaque tronçon 27 est incliné en direction du voile 9 et s'étend globalement sur la moitié inférieure des fenêtres 30 de dimension légèrement supérieure à celle des fenêtres 11 pour ne pas interférer avec les ressorts. En pratique la zone d'enracinement 26 est fragmentée ici en quatre languettes radiales 31 s'étendant sur l'autre moitié des fenêtres 30 (la partie il supérieure de celle-ci) Les plis 28 séparent donc les languettes 31 des tronçons 27. On notera que l'on ne recherche pas ici à serrer énergiquement le palier 20 comme dans le document FR-A-2 459 914 On recherche un frottement au contact du voile et donc une orientation transversale de la rondelle 25. Dans la mesure o les languettes 31 et les tronçons 27 sont suffisamment résistants, on peut même supprimer la partie transversale du palier 20. Ainsi le nombre de pièces est réduit au minimum. La rondelle 15 vient donc serrer axialement la rondelle et le palier 20 entre le voile 9 et la rondelle 8 concernée. Bien entendu on peut inverser les structures, le voile 9 étant alors solidaire du disque 2 qui vient frotter contre la rondelle 8, la rondelle élastique d'application 15 venant frotter contre l'autre rondelle de guidage 8 Dans ce cas, le voile 9, comme mentionné plus haut, est monté tournant par rapport au moyeu, tandis que les rondelles de guidage 8 sont solidaires du moyeu 3. On notera que l'amortisseur présente un rivet d'équilibrage 23 porté par l'une des rondelles de guidage. Dans tous les cas, lors du mouvement relatif entre les deux parties de l'amortisseur, les ressorts 6 sont comprimés et la rondelle élastique d'application vient frotter contre le voile ou la rondelle de guidage concernée et il en est de même de la rondelle centrale 25 du disque 2 Un fort frottement est ainsi obtenu. La limitation du débattement, entre les deux parties de l'amortisseur, est obtenue par venue à spires jointives des ressorts 6 ou par butée des colonnettes contre l'extrémité circonférentielle de leur ouverture 13,14 associée. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits, en particulier la liaison en rotation de la rondelle 15 avec la rondelle de guidage 8 concernée peut être réalisée par la partie externe de la rondelle 15 comportant des pattes s'engageant axialement dans les ouvertures 24, que présentent lesdites rondelles 8 radialement en-dessous des fenêtres 11, lesdites ouvertures alternant avec les fenêtres 11. On notera que le disque 2 est également doté d'ouvertures dans ses tronçons 27 Lesdites ouvertures sont en regard des ouvertures 24 et diminuent la rigidité des tronçons 27 Bien entendu, le disque 2 peut être dépourvu de garnitures de frottement. De même l'amortisseur de torsion peut appartenir à un double volant amortisseur comportant deux masses montées mobiles l'une par rapport à l'autre à l'encontre de l'amortisseur de torsion. Le moyeu 3 et son voile monobloc peuvent être en matière plastique renforcée par des fibres Les rondelles 8 peuvent ne pas être identiques Le disque 2 peut être dépourvu de tronçons 27 et de rondelle centrale 25. Comme dans le document FR-A-2 183 388, on prévoit alors une rondelle d'application à pattes d'entraînement venant s'engager dans les ouvertures 24, en étant interposée axialement entre le voile 9 et le palier 20. Néanmoins la configuration du disque 2 à rondelle centrale 25 est préférable car elle réduit le nombre de pièces En outre, grâce aux tronçons inclinés 27 et à la rondelle 25, aucune opération de reprise n'est rendue nécessaire suite à la trempe du disque 2, contrairement à une réalisation sans tronçon 27 et rondelle 25. La rondelle 25 et les tronçons 27 permettent donc d'obtenir une bonne géométrie du disque 2. REVENDICATIONS 1) Amortisseur, notamment friction d'embrayage de véhicule automobile, comportant une première partie ( 1,8) et une deuxième partie ( 3,9) coaxiales montées mobiles angulairement l'une par rapport à l'autre, dans la limite d'un débattement angulaire déterminé, à l'encontre de moyens élastiques à action circonférentielle ( 6) et de moyens de frottement à action axiale ( 7), dans lequel les moyens de frottement comportent un ensemble unitaire sous forme d'une rondelle d'application élastique ( 15) solidaire en rotation de la première partie et induisant un frottement contre la deuxième partie, ladite rondelle élastique d'application ( 15) comportant une zone plane ( 17) s'étendant transversalement et à sa périphérie interne une première partie élastique interne ( 18), s'étendant radialement en direction de l'axe de l'ensemble, en étant insérée entre ladite première partie et et ladite zone plane ( 17), caractérisé en ce que ladite zone plane ( 17) est prolongée à sa périphérie externe par une seconde partie élastique externe ( 19), s'étendant radialement en direction opposée à l'axe de l'ensemble, en étant insérée entre ladite première partie et ladite zone plane ( 17). 2) Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la rondelle d'application élastique ( 15) a une forme symétrique. 3) Amortisseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite zone plane ( 17) est en forme de rondelle et est prolongée intérieurement et extérieurement par une rondelle Belleville ( 18,19), dont les inclinaisons sont en sens inverse. 4) Amortisseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les parties élastiques interne ( 18) et externe ( 19) sont fractionnées en pattes élastiques ( 40,41). ) Amortisseur selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que localement la partie élastique interne ( 18) est interrompue pour formation de pattes axiales ( 16) et entraînement en rotation avec la première partie de l'amortisseur. 6) Amortisseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'une des parties comporte deux rondelles de guidage ( 8) et l'autre partie un voile ( 9) disposé axialement entre les deux rondelles de guidage, et dans lequel ladite rondelle élastique d'application ( 15) est insérée sous précontrainte entre ledit voile ( 9) et l'une desdites rondelles ( 8), caractérisé en ce que ladite rondelle ( 15) est admise à frotter directement par sa zone plane ( 17) contre l'un des éléments voile ( 9) rondelle de guidage ( 8) concernée, en étant entraînée en rotation par l'autre des éléments rondelle de guidage ( 8) concernée voile ( 9). 7) Amortisseur selon la revendication 6, dans lequel un disque ( 2) est solidaire des rondelles de guidage ( 8) et est prolongé radialement vers l'intérieur, caractérisé en ce que ledit disque ( 2) présente une partie centrale ( 25) s'étendant parallèlement à la zone plane ( 17) de la rondelle élastique d'application ( 15), en regard de celle-ci. 8) Amortisseur selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite partie centrale ( 25) du disque est décalée axialement par rapport à une zone d'enracinement ( 26) en étant reliée à celle-ci par des tronçons inclinés ( 27), en sorte que le disque ( 2) a une forme cambrée.