Brevet FR2724995A1 — publié le 19960329

La présente invention concerne les embrayages du type dit à friction rigide qui sont habituellement associés dans les véhicules automobiles à un volant amortisseur du genre comportant deux masses coaxiales montées mobiles l'une par rapport à l'autre à l'encontre d'un dispositif élastique d'amortissement. Un tel volant étant capable d'assurer l'amortissement des vibrations indesirables du moteur en amont de la friction, c'est-à-dire du disque support de garnitures lui-même couplé au moyeu de l'embrayage, on a pu se dispenser de l'incorporation de moyens élastiques d'amortissement des vibrations dans ce couplage, ce qui a conduit à l'adoption de frictions rigides. Cependant il demeure que les désalignements ou désaxages de l'arbre de boîte par rapport à l'arbre moteur créent des problèmes de bruit et d'usure sur les véhicules. Ce problème a pu trouver des solutions dans le cadre de frictions équipées de moyens amortisseurs (portées coniques, paliers élastiques, etc..) mais ne semble pas avoir été abordé dans le cas de friction rigide. La présente invention a pour objet d'offrir un moyen de résoudre dans une friction rigide ces problèmes résultant des tolérances inévitables en matière de désalignement entre arbre de boîte et arbre moteur dans les véhicules automobiles. L'invention propose à cet effet dans un embrayage à friction rigide du genre comprenant un disque porte-garnitures solidarisé avec un voile porté par un moyeu, l'aménagement entre disque et moyeu d'un jeu prédéterminé en fonction des tolérances de désalignement moteur-boîte et d'un système élastique de contrôle du rattrapage de ce jeu par le développement de forces d'amortissement en sens axial et en sens radial avec effet d'hystérésis jusqu'à suppression du désalignement. L'aménagement du jeu pourra intervenir par exemple dans la fixation disque sur voile du moyeu ou dans un accouplement du voile sur le moyeu et ce système élastique de contrôle des conditions de rattrapage de ce jeu pourra prendre diverses formes à la condition que se trouvent assurés - un amortissement radial ; - un amortissement axial - une hystérésis ; et - la transmission du couple. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre de divers exemples de réalisation en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique partielle en coupe axiale d'un embrayage selon l'invention associé à un volant amortisseur - les figures 2 à 4 sont des vues en coupe de rivetages disque-voile selon trois exemples de réalisation ; - les figures 5A et 5B sont des vues semblables de rivetages alternés d'un quatrième exemple de réalisation ;; - les figures 6A, 6B, 6C illustrent un cinquième exemple de réalisation, montrant respectivement une vue partielle de face en 6A et des coupes selon les lignes B-B et C-C de la figure 6A - les figures 7A et 7B montrent, dans des vues partielles respectivement de face et en coupe, une sixième forme de réalisation - les figures 8A et 8B sont des vues respectivement de face et en coupe axiale d'un septième exemple de réalisation ; - les figures 9A et 9B sont des vues partielles, respectivement de face et en coupe selon un plan IX-IX, d'un huitième exemple de réalisation. Suivant la forme de réalisation choisie et représentée à la figure 1, l'invention est appliquée à un embrayage associé à un volant amortisseur comportant deux parties coaxiales 1, 2 montées mobiles l'une par rapport à l'autre à l'encontre de moyens élastiques 3 appartenant à un dispositif élastique d'amortissement. La partie 1 est un plateau fixé au moyen de vis 4 en bout d'un arbre de vilebrequin (non détaillé). La partie 2 de forme annulaire constituant le plateau de réaction de l'embrayage, est montée en rotation sur un moyeu tubulaire 5 de la première partie 1 par l'intermédiaire d'un roulement 6. Le plateau de réaction 2 porte le couvercle d'embrayage 8, lequel porte de son côté, de manière usuelle, par l'intermédiaire de languettes 9 un plateau de pression 10, ainsi que, par l'intermédiaire de colonnettes 11, un diaphragme 12. Le diaphragme prend appui sur le fond du couvercle pour solliciter le plateau de pression 10 en direction du plateau de réaction 2 en enserrant un disque de friction 13 qui est fixé au moyen de rivets 14 au voile 15 porté par un moyeu 16 calé en rotation par un montage à cannelures sur l'arbre d'entrée d'axe X-X de la boîte de vitesses (non détaillée) du véhicule. Une série de lumières 40 ménagées dans le voile 15 autour du moyeu 16 donnent accès aux vis de fixation du volant. Le disque de friction 13 est garni de manière usuelle sur les deux faces de sa zone périphérique externe des garnitures de frottement 18, 19 qui sont destinées à être serrées sous l'action du diaphragme 12 par le plateau de pression 10 contre le plateau de réaction 2 en position normalement engagée de l'embrayage. Pour débrayer, l'embrayage illustré étant ici du type poussé, on interviendra en poussant selon les flèches F, sur les doigts 12A du diaphragme 12 à l'aide d'une butée de débrayage (non détaillée) qui est montée mobile selon l'axe X-X de la boîte de vitesses. C'est dans ce contexte qu'intervient la présente invention concernant le montage du disque de friction 13 de manière à obtenir un fonctionnement irréprochable de l'embrayage malgré un désalignement susceptible de se produire entre l'axe X-X de la boîte de vitesses et l'axe du moteur, ici l'axe de l'arbre (vilebrequin) portant le plateau 1 du volant amortisseur. Le résultat d'un tel désalignement sera un défaut de centrage du disque de friction 13, ou plus précisément de ses garnitures de frottement 18, 19 entre les faces affrontées des plateaux de réaction 2 et de pression 10. En position normalement engagée de l'embrayage un tel décentrage conduit à une perturbation génératrice d'usure et de bruits, puisqu'au mouvement d'entraînement régulier en rotation de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses par l'intermédiaire du moyeu 16 viendront se superposer des sollicitations périodiques selon une orientation radiale déterminée par le désalignement. En position débrayer les garnitures 18, 19 peuvent lécher les plateaux de pression 10 et de réaction 2 et donc s'user. Selon la présente invention on va donc réaliser les conditions d'une correction automatique d'un tel désalignement dans le cadre d'une friction rigide du type considéré en introduisant dans la structure de celle-ci, entre le moyeu et garnitures de frottement, une liaison élastiquement déformable dans des limites correspondant à un jeu prédéterminé, à l'encontre de forces d'amortissement et en sens axial et en sens radial avec un effet d'hystérésis. On va décrire ci-après diverses formes de réalisation d'un tel agencement. Selon la forme de réalisation de la figure 2, la liaison entre disque 13 et voile 15 est réalisée au moyen de rivets 14 sur un diamètre le plus proche possible du diamètre intérieur des garnitures 18, 19. Le rivetage est effectué avec un jeu radial R et un jeu axial A, ces jeux étant contrôlés par un jonc 21 en caoutchouc ou autre matériau élastomère élastiquement déformable logé dans un espace 22 dégagé à cet effet dans l'épaisseur du voile sous la forme d'un chanfrein entourant le passage du rivet. Ce logement 22 en forme de chanfrein permet d'exercer sur sa garniture élastomère 21 un effort radial accompagné d'un amortissement radial avec effet d'hystérésis, ainsi qu'un effort axial, source d'amortissement axial. La transmission du couple entre voile 15 et support de garniture 13 est assurée lorsque le jeu entre rivet et voile est rattrapé. Dans l'exemple de réalisation illustré à la figure 3 on retrouve une liaison par rivets 14 semblables à ceux de la figure 2. Mais le voile 15A présente ici en regard de la tête de rivet, un dégagement à fond plat formant épaulement d'appui pour une rondelle élastique ondulée 24 précontrainte exerçant un effort axial entre la tête de rivet et ledit épaulement du voile. Cet effort axial sur la rondelle crée un effort de freinage radial dû au frottement de la rondelle sur le voile. L'effort axial assure l'amortissement axial. L'effort radial assure l'amortissement radial. Le frottement assure l'effet d'hystérésis. La figure 4 montre une forme de réalisation résultant d'une combinaison des principes des deux agencements précédents. On y retrouve une rondelle élastique ondulée 24A précontrainte entre la tête de rivet 14A et une face d'appui du voile 15B ; et on y trouve aussi un jonc élastomère 21A mais logé ici dans une gorge 14B ménagée à cet effet dans le fût du rivet. Le jeu axial reste contrôlé par les rondelles ondulees précontraintes exerçant un effort axial entre têtes de rivet et voile. Le jeu radial est contrôlé à la fois par les rondelles ondulées et par les joncs élastomères exerçant un effort radial entre rivets et le voile. L'effort axial dû aux rondelles assure l'amortissement axial. L'effort radial dû à la déformation des joncs, plus le frottement des rondelles sur le voile assure l'amortissement radial. Le frottement assure l'hystérésis. Dans la forme de réalisation illustrée par les figures SA et 5B on met par exemple alternativement en oeuvre des rivetages organisés selon ces deux figures. Les rivetages selon la figure 5A comportent la disposition autour du fût du rivet 14C d'un bloc en matière élastique composé d'un corps annulaire 25 remplissant avec une légère précontrainte le perçage associé du voile 15C et d'une zone d'épaulement 26 comprimé entre la tête de rivet et le voile. Les rivetages ainsi garnis alternent sur le pourtour du voile avec ceux 14D du type de la figure 5B où l'on a ménagé les jeux radial R et axial A. Le jeu est contrôlé par les blocs légèrement précontraints. La zone cylindrique 25 assure l'amortissement radial ; l'épaulement 26 assure l'amortissement axial. L'hystérésis est assurée par l'amortissement interne du caoutchouc. La transmission du couple est assurée par les rivetages 14B selon la figure 5B, donc de manière séparée de la fonction élasticité et ce après rattrapage des jeux au niveau des rivets 14C. Cette disposition permet d'augmenter le volume de caoutchouc et donc d'assurer une meilleure tenue dans le temps. Bien entendu le nombre de blocs dépend des applications. On peut monter par exemple un bloc a raison de deux, voir plus. Dans la forme de réalisation des figures 6A, 6B, 6C les rivets 14E alternent par exemple le long de la zone périphérique interne du disque 13 et de la zone périphérique externe du voile 15 avec des tronçons 28 d'une bande de caoutchouc collés ou adhérisés entre disque et voile. La transmission du couple s'effectue, comme dans le cas précédent, par les rivets 14E assurant la limitation du jeu et une précontrainte prédéterminée de la bande de caoutchouc. Cette dernière assure l'amortissement radial et axial ainsi que l'effet d'hystérésis. Bien entendu le nombre de tronçons 28 dépend des applications. On appréciera que l'on augmente le volume de caoutchouc. Dans la variante illustrée aux figures 7A et 7B l'amortissement radial et axial est assuré encore par une bande de caoutchouc 30 mais qui, au lieu d'être fractionnée cons dans le cas précédent, s'étend ici sur tout le pourtour en un anneau continu collé ou adhérisé entre une zone périphérique ménagée à cet effet le long de la circonférence radialement extérieure du voile 15C et de la circonférence radialement intérieure du disque 13C. A la place du rivetage des dispositions précédentes, on trouve ici pour la transmission du couple des doigts d'entraînement 31 formés en saillie sur la circonférence extérieure du voile et coopérant avec des lumières 32 de forme correspondante ménagées dans le disque avec des jeux Ri, R2 déterminés selon les conditions de fonctionnement prévues. Cet agencement permet d'augmenter encore le volume de caoutchouc disponible. Au cas où une précontrainte de ce volume s'avère souhaitable, elle peut se réaliser par exemple au moyen d'une rondelle d'application disposée au contact de la face dorsale de la zone périphérique interne du disque 13C, comme indiqué en 33, et assujettie à cette face au moyen de goupilles 34 à prévoir dans la partie terminale en saillie des doigts 31. Dans les exemples de réalisation considérés jusqu'ici le voile de moyeu 15 était solidarisé avec le moyeu 16 de l'embrayage, par soudure par exemple, comme illustré sur la figure 1. Dans l'exemple de réalisation représenté aux figures 8A et 8B on a affaire à un moyeu 16D portant, de manière en soi usuelle, une denture périphérique 41 dans laquelle une denture correspondante ménagée sur la circonférence radialement intérieure du voile 15D est adaptée à engrener. Le disque support de garniture 13D (qui est monté sur les figures 8A et 9A sans les garnitures 18 - 19) est fixé ici par rivetage normal 14 à la périphérie radialement externe du voile 15D, mais avec interposition au contact de la face externe (opposée au volant) du voile 15D d'une rondelle 42 de forme spéciale découpée dans une tôle appropriée pour constituer dans cet exemple le moyen élastique d'amortissement selon l'invention. Le disque 13D et la rondelle 42 sont donc montés de part et d'autre du voile 15D en étant assemblés par les rivets 14. Cette rondelle 42 comporte à partir d'une zone périphérique 43 réservée à l'assemblage par rivetage avec le voile et le disque, une série de rayons courbes 44 de contournement des lumières 40 d'accès aux vis de montage du volant. Du côté radialement intérieur ces rayons se raccordent à une zone centrale de denture 45 adaptée à engrener pratiquement sans jeu avec la denture 41 du moyeu. La denture 41 est étagée en sorte qu'il existe des épaulements intercalés entre le voile 15D et la rondelle 42 pour calage axial du voile 15D par rapport au moyeu 16D. Le degré de liberté requis par les conditions d'implantation du moteur et de la boîte de vitesses est réalisé ici par l'aménagement d'un jeu correspondant entre denture 41 du moyeu 16D et denture interne du voile 15D, le moyeu 16D portant le voile 15D. Le moyen élastique constitué par la rondelle 42-45 est adapté à produire les efforts radiaux et axiaux permettant d'assurer et l'amortissement radial avec hystérésis et l'amortissement axial requis pour le centrage automatique des garnitures et donc de l'ensemble de l'embrayage. Dans la huitième forme de réalisation illustrée aux figures 9A et 9B, on trouve un voile de moyeu 15E venu d'une seule pièce avec le moyeu 16E. De son côté on trouve ici un disque support de garniture 130 venu d'une seule pièce avec une série de languettes 140 obtenues par découpage à emboutissage avec un profil adapté à celui du voile de manière à réaliser des appuis élastiques sur le pourtour du moyeu en s'étendant radialement entre les lumières 40 d'accès aux vis de montage du volant. On retrouve encore le rivetage 14 à la périphérie du voile pour la transmission du couple avec les jeux ménagés selon l'invention sous le contrôle du système élastique constitué ici par l'ensemble de languettes. Cette dernière forme de réalisation semble être avantageuse en raison de la simplicité des processus de fabrication et de montage. REVENDICATIONS 1. Embrayage à friction rigide pour association avec un volant du type dit amortisseur, du genre comprenant un disque porte-garnitures (13) solidarisé avec un voile (15) porté par un moyeu (16), caractérisé par l'aménagement entre disque (13) et moyeu (16) d'un jeu prédéterminé en fonction des tolérances de désalignement moteur-boite et d'un système élastique de contrôle du rattrapage de ce jeu par le développement de forces d'amortissement en sens axial et en sens radial avec effet d'hystérésis jusqu'à suppression du désalignement. 2. Embrayage selon la revendication 1, avec fixation par rivetage du disque porte-garnitures (13) sur le voile (15), caractérisé en ce que le jeu prédéterminé étant ménagé dans la liaison rivets-voile, le système élastique comporte un moyen élastique (21, 24) associé à chaque rivet (14). 3. Embrayage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen élastique est un jonc élastomère (21) disposé dans un logement (22) en forme de chanfrein du voile (15). 4. Embrayage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen élastique est une rondelle ondulée (24) insérée avec précontrainte sous la tête de rivet (14, 14A). 5. Embrayage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen élastique comporte une rondelle ondulée (24A) insérée avec précontrainte sous la tête de rivet (14A) et un jonc élastomère (24A) dans une gorge (14B) ménagée dans le fût du rivet. 6. Embrayage selon la revendication 1, avec fixation par rivetage du disque porte-garnitures (13) sur le voile de moyeu (15), caractérisé en ce que le rivetage comporte des rivets (14C) garnis de blocs en matière élastique alternant avec des rivets (14D) réalisant le jeu prédéterminé. 7. Embrayage selon la revendication 6, caractérisé en ce que les blocs comportent une zone cylindrique (25) d'amortissement radial et un épaulement (26) d'amortissement axial. 8. Embrayage selon la revendication 1, avec fixation par rivetage du disque porte-garnitures (13) sur le voile (15), caractérisé en ce que des rivets (14E) alternent avec des tronçons de bande d'élastomère (28) collés ou adhérisés entre disque et voile, lesdits rivets assurant la limitation du jeu et une précontrainte desdits tronçons de bande. 9. Embrayage selon la revendication 1 avec accouplement voile-disque par doigts d'entrainement 31 ménagés en saillie sur la périphérie externe du voile (15C), caractérisé en ce que le système élastique comporte une bande annulaire continue en matériau élastomère (30) interposée entre les zones périphériques radialement interne des disques (13C) et externe du voile (15C). 10. Embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le jeu prédéterminé étant ménagé entre voile et moyeu, le système élastique comporte une rondelle en tôle (42) présentant entre une zone périphérique extérieure (43) de solidarisation avec disque et voile et une zone périphérique intérieure (45) de solidarisation avec le moyeu, des rayons (44) de contournement de lumières (40) ménagées dans le voile pour l'accès aux vis (4) de montage du volant (1). 11. Embrayage selon la revendication 1 avec fixation par rivetage du disque porte-garnitures sur le voile, caractérisé en ce que le jeu prédéterminé étant ménagé dans la liaison rivets-voile, le système élastique comporte des languettes (140) venues d'une seule pièce avec le disque portegarnitures et adaptées à prendre élastiquement appui sur le voile (15E) et le moyeu (16E).