Brevet FR2725286A1 — publié le 19960405

La présente invention concerne les limiteurs de couple, notamment pour véhicule automobile, du type comportant un volant solidaire en rotation d'un arbre menant, un disque portant à solidarisation, sur chacune de ses faces, des garnitures de frottement, un moyeu accouplé au disque et solidaire en rotation d'un arbre mené. Un tel limiteur est décrit dans le document US-A-4 318 283. Dans celui-ci, les garnitures de frottement sont destinées à être serrées entre deux plaques liées en rotation au volant, avec mobilité axiale, par l'intermédiaire de goupilles interposées entre le volant et un plateau de fermeture fixé sur le volant. L'une des plaques est adjacente au plateau de fermeture et l'autre au volant en étant soumise à l'action d'une pluralité de ressorts hélicoïdaux montés chacun dans un logement pratiqué dans le volant. Le disque est accouplé au moyeu par un montage à cannelures. Cette solution, peu encombrante axialement, nécessite de pratiquer des logements dans le volant pour le montage des ressorts hélicoïdaux. En outre elle fait appel à un grand nombre de ressorts hélicoïdaux et de goupilles, ce qui nécessite de stocker ceux-ci et complique le montage. De plus cette réalisation fait appel à deux plaques venant doubler respectivement le volant et le plateau de fermeture en sorte que l'on ne tire pas parti du volant et que cela accroît encore le nombre de pièces. La présente invention a pour objet de pallier ces inconvénients de manière simple et économique tout en conservant l'avantage d'un encombrement axial réduit. Suivant l'invention, un limiteur du type susindiqué est caractérisé en ce que les garnitures de frottement sont interposées axialement entre le volant, formant plateau de réaction, et un contre-plateau, formant plateau de pression, lié en rotation au volant, avec mobilité axiale, par l'intermédiaire de languettes élastiques fixées audit contre-plateau et à une pièce de fermeture solidaire du volant, et en ce qu'une rondelle élastique à action axiale prend appui sur la pièce de fermeture pour action sur le contre-plateau et serrage des garnitures de frottement entre lesdits plateaux de pression et de réaction. Grâce à l'invention, la pièce de fermeture, de forme simple, a une double fonction car, d'une part, elle sert d'appui à la rondelle élastique à action axiale interposée axialement entre le contre-plateau et ladite pièce d'appui, et, d'autre part, elle permet la fixation des languettes élastiques autorisant une bonne mobilité axiale du contre-plateau. Il en résulte, par rapport à l'art antérieur, que les risques de coincement des pièces du limiteur sont diminués au bénéfice d'un meilleur fonctionnement de celui-ci et que le volant, a une forme simple, est plus robuste et a une inertie augmentée du fait de l'absence de logements à réaliser dans ledit volant. Ce volant offre une face de friction à l'une des garnitures de frottement tout comme le contre-plateau, de forme simple, en sorte que, en combinaison avec la rondelle élastique à action axiale, on réduit considérablement le nombre de pièces ce qui simplifie le montage et le stockage des pièces. Il en est d'autant plus ainsi que les goupilles de l'art antérieur sont supprimées. On appréciera que la rondelle élastique unique exerce une charge plus régulière sur le contre-plateau en sorte que l'on maîtrise mieux la charge à partir de laquelle le limiteur va patiner. On appréciera que le limiteur est d'encombrement axial réduit tout comme dans l'art antérieur. En effet, la pièce de fermeture est d'épaisseur plus réduite que le plateau de fermeture de l'art antérieur et il n'y a pas besoin de prévoir deux plaques, en sorte que, malgré la présence de la rondelle élastique à action axiale, on retrouve globalement le même encombrement axial que dans l'art antérieur avec un nombre de pièces réduit et un contre-plateau plus épais donc moins sujet aux déformations - que l'une des plaques de l'art antérieur. La rondelle élastique à action axiale peut consister en une rondelle ondulée mais, avantageusement, elle consiste en une rondelle de forme tronconique à l'état libre, telle qu'une rondelle Belleville ou un diaphragme comportant une partie en forme de rondelle Belleville. Compte tenu de la courbe caractéristique de ce type de rondelle il en résulte, de manière connue en soi, que ladite rondelle tronconique exerce une charge globalement constante malgré l'usure des garnitures de frottement. En outre on réduit l'encombrement axial. Avantageusement, la rondelle élastique à action axiale est implantée radialement au-dessus des languettes élastiques, en sorte que les déformations de la pièce de fermeture sont minimisées et que le couple transmis par le limiteur de couple est plus important. Ces languettes élastiques peuvent être du type radial mais avantageusement elles sont du type tangentiel en sorte que l'on libère intérieurement de la place. Dans une forme de réalisation les languettes élastiques tangentielles sont montées à l'extérieur de la pièce de fermeture en sorte qu'il est possible de former un sous-ensemble pièce de fermeture - rondelle élastique à action axiale - plateau de pression. En effet les languettes sont alors admises à venir en butée contre la pièce de fermeture avantageusement au voisinage des fixations des languettes au plateau de pression. Grâce à l'invention, le disque peut constituer la partie d'entrée d'un amortisseur de torsion classique en sorte qu'il est possible d'utiliser les pièces constitutives d'une friction d'embrayage au bénéfice d'une meilleure standardisation et d'une réduction des coûts. La description qui va suivre illustre l'invention en regard des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un limiteur de couple selon l'invention avec représentation du contour de l'amortisseur de torsion - la figure 2 est une vue selon la flèche 2 de la figure 1 avec arrachement local, pour montrer les ressorts et le voile de l'amortisseur de torsion, suppression du volant et représentation partielle de la rondelle élastique à action axiale - la figure 3 est une vue en coupe partielle selon la ligne 3-3 de la figure 4 - la figure 4 est une vue partielle avec arrachement local selon la flèche 4 de la figure 3 - la figure 5 est une vue en coupe partielle pour encore un autre exemple de réalisation - la figure 6 est une vue selon la flèche 6 de la figure 5. Dans ces figures, on voit en 1 un volant solidaire en rotation d'un arbre menant, ici le vilebrequin (non visible) d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. Ceci est réalisé ici à l'aide de vis 13 traversant chacune un passage 14 du volant 1 pour fixation de celui-ci au vilebrequin. Le volant 1 appartient à un limiteur de couple 2 comportant également un disque 4 accouplé à un moyeu 35 (figure 2) solidaire en rotation, ici par un montage à cannelures, d'un arbre mené 100 formant l'arbre d'entrée d'un embrayage multidisque à bain d'huile 101 représenté schématiquement. L'arbre de sortie 102 de l'embrayage 101 forme l'arbre d'entrée d'une boîte de transmission schématisée en 103. Le limiteur de couple 2 est donc monté entre le volant 1 et la transmission 103 et permet, de manière connue en soi, de ménager en cas de surcouple la transmission 103, l'embrayage 101 étant adapté ici à transmettre un couple important. Ce limiteur 2 comporte à cet effet des moyens élastiques à action axiale 7 permettant de serrer des garnitures de frottement 41 montées à la périphérie externe du disque 4. Les garnitures 41 portées à solidarisation, ici par collage en variante par rivetage, par le disque 4 de part et d'autre de celui-ci (sur chacune de ses faces) sont associées au volant 1 en sorte que, de manière connue en soi, en cas de surcouple déterminé par la force exercée par les moyens élastiques 7, les garnitures 41 se déplacent angulairement par rapport au volant 1 pour protéger la transmission 103. Afin de simplifier le limiteur de couple 2, de diminuer les coûts de fabrication et de rendre axialement compact ledit limiteur 2, l'invention propose de serrer les garnitures de frottement 41 du disque 4 entre le volant 1, formant plateau de réaction, et un contreplateau 5, formant plateau de pression, lié en rotation au volant 1, avec mobilité axiale, par l'intermédiaire de languettes élastiques 9 fixées audit contre-plateau 5 et à une pièce de fermeture 6 solidaire du volant 1, lesdits moyens élastiques à action axiale 7 consistant en une rondelle élastique 7 à action axiale prenant appui sur la pièce de fermeture 6 pour action sur le contre-plateau 5 et serrage des garnitures de frottement 41 entre lesdits plateaux de pression 5 et de réaction 1.Ainsi les garnitures 41 sont interposées axialement entre le volant 1 et le contre-plateau 5 et la rondelle 7 entre la pièce 6 et le contre-plateau 5. Le volant 1 présente ainsi une face 65 formant une face de friction pour la garniture de frottement 41 concernée, tandis que le contre-plateau 5 offre une face de friction 55, en regard de la face 65, pour l'autre garniture de friction 41. Les garnitures 41, la périphérie externe du disque 4, le contre-plateau 5, la rondelle 7 et les languettes 9 sont donc logés, dans une forme de réalisation, dans une cavité délimitée axialement par la pièce de fermeture 6 et le volant 1. Cette cavité est ouverte radialement vers l'intérieur. Ainsi à la figure 1, le volant 1, par exemple en fonte comme le contre-plateau 5, présente pour ce faire, à sa périphérie externe, un rebord annulaire d'orientation axiale 11, éventuellement fractionné, et la pièce de fermeture 6 consiste en une simple rondelle peu épaisse, par exemple en tôle, fixée à sa périphérie externe sur le rebord 11. Le rebord 11 entoure les garnitures 41, le disque 4, le contre-plateau 5 et la rondelle 7. Ici, la rondelle de fermeture 6 est fixée par une pluralité de vis 63, traversant chacune un perçage 64 de la rondelle 6, sur l'extrémité libre du rebord 11. Bien entendu le volant 1 peut être dépourvu de rebord 11, la pièce de fermeture 6 ayant alors une forme d'assiette creuse pour présenter un rebord annulaire entourant les pièces 7, 5, le disque 4 et les garnitures 41. En variante, la pièce 6 peut être rapportée par soudage ou sertissage sur le rebord 11. La rondelle élastique 7 peut consister en une rondelle élastique ondulée mais ici, pour notamment réduction de l'encombrement axial, elle consiste en une rondelle Belleville prenant appui à sa périphérie externe sur la rondelle de fermeture 6 et à sa périphérie interne sur le contre-plateau 5 radialement globalement au milieu des garnitures 41. Une bonne répartition des charges est ainsi obtenue. Bien entendu, la rondelle Belleville 7 peut être remplacée par un diaphragme présentant une partie continue en forme de rondelle Belleville prolongée par une autre partie fragmentée en doigts radiaux par des fentes. Ce diaphragme, tout comme la rondelle Belleville 7, a une forme tronconique à l'état libre. C'est cette rondelle 7 qui détermine le couple maximum transmis sans glissement par le limiteur 2, les garnitures 41 étant normalement serrées entre les plateaux 1, 5. Les languettes 9, ici métalliques, sont implantées radialement en dessous de la rondelle élastique à action axiale 7. Ces languettes 9 exercent une action de rappel du plateau 5 en direction de la pièce 6. Leur force de rappel est faible par rapport à la charge exercée par la rondelle 7 sur le plateau 5 troué centralement. Elles peuvent être d'orientation radiale, mais ici elles sont avantageusement globalement d'orientation tangentielle (figure 2) pour notamment diminuer l'encombrement radial vers l'axe de l'ensemble du plateau 5 et de la rondelle 6. On appréciera que le rebord 11 permet de centrer, par son alésage interne, la rondelle 7. Dans cette figure 1 le plateau de pression 5 présente, à sa périphérie interne, une collerette 8 d'orientation radiale et d'épaisseur réduite pour permettre le logement des têtes de rivets 51 entre la collerette 8 et le disque 4. Ces rivets 51, formant organe de fixation, traversent la collerette 8 pour permettre chacun la fixation d'une ou plusieurs languettes tangentielles 9 superposées au plateau de pression 5. A l'une de leurs extrémités ces languettes 9 sont donc fixées par rivetage au plateau 5. A leur autre extrémité ces languettes 9 sont fixées également par des rivets 61 à la rondelle de fermeture 6. En variante, la fixation des languettes 9 peut être réalisée à l'aide de vis ou de boulons et la collerette 8 peut être fractionnée en pattes de fixation pour montage des rivets 51, des vis ou boulons. On notera que la rondelle 6 présente des ouvertures de dégagement 62 en regard des trous de passage des rivets 51 pratiqués dans la collerette 8. Ainsi on fixe d'abord les languettes tangentielles 9 à la rondelle 6 puis, après introduction de la rondelle 7 entre les pièces 5, 6, on fixe les languettes 9 à la collerette 8. Il est ainsi possible de créer un sousensemble comprenant le plateau 5, les languettes 9 (réparties régulièrement ici en trois jeux - figure 2), et les rondelles 6, 7. Grâce à l'invention, le disque 4, formant un disque de support pour les garnitures de frottement 41, peut constituer la partie d'entrée d'un amortisseur de torsion 3 classique. Ainsi on peut utiliser les pièces d'une friction d'embrayage d'un embrayage classique au bénéfice d'une meilleure standardisation et d'une réduction des coûts de fabrication. Dans les figures 1 et 2, l'amortisseur de torsion comporte le disque 4 fixé à sa périphérie interne à une rondelle de guidage 32 à l'aide de colonnettes 41 servant également à la fixation d'une autre rondelle de guidage 33. Ces rondelles 32, 33, métalliques tout comme le disque 4, sont disposées de part et d'autre d'un voile 34 solidaire, par exemple par sertissage, du moyeu 35 calé en rotation sur l'arbre 100. Le voile 34 présente des fenêtres 37 pour montage de ressorts à boudins 36 à action circonférentielle montés par paire également dans des emboutis 38 pratiqués en regard des fenêtres 37 dans les rondelles de guidage 32, 33. Les colonnettes 41 s'étendent radialement audessus du voile 34. Les ressorts 36 sont montés sans jeu circonférentiel dans les fenêtres 37 et les emboutis 38. Bien entendu les emboutis 38 peuvent consister en des fenêtres et les fenêtres 37 être remplacées par des évidements ouverts vers l'extérieur. Certains ressorts 36 peuvent être montés, pour action différée, sans jeu dans les logements 38 des rondelles 32, 33 et avec jeu dans les fenêtres 37 du voile 34, tout cela dépend des applications tout comme le nombre de languettes 9. De même le voile 34 peut être solidaire en rotation du moyeu 35 éventuellement après rattrapage d'un jeu, le voile 34 et le moyeu 35 présentant pour ce faire des cannelures engrenant à jeu. Ainsi on obtient dans tous les cas une bonne filtration des vibrations dans la chaîne cinématique allant du volant 1 à la transmission 103 et en cas de surcouple les garnitures de frottement 41 glissent à frottement respectivement au contact des faces 65,55 du plateau de réaction 1 et de pression 5 pour limiter le couple transmis. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit. En particulier, le disque 4 peut être fixé rigidement au voile 34, en étant alors accouplé rigidement au moyeu 35. On peut inverser les structures, les languettes 9 étant alors implantées radialement au-dessus de la rondelle 7. Les garnitures de frottement 41 au lieu d'être continues, comme dans les figures 1 et 2, peuvent être fragmentées en plots. Bien entendu, au lieu d'être en fonte, comme à la figure 1, le plateau de pression 5 peut être en tôle comme visible dans les figures 3 et 4. Ce plateau 5 a alors une forme sinueuse et présente à sa périphérie interne un rebord 50 annulaire d'orientation transversale pour la fixation des languettes tangentielles 90 montées sur la face externe du rebord 50 et de la pièce de fermeture 6, c'est-à-dire sur les faces du rebord 50 et de la pièce 6 tournées à l'opposé du plateau de réaction 1 et du disque 4. Ces languettes 90 sont fixées, comme dans les figures 1 et 2, par des rivets 61 au rebord 50 et par des rivets 51 à la pièce de fermeture 6. Pour ce faire la pièce de fermeture 6 présente des pattes 91 (figure 4) en sorte que les languettes 90 sont propres à venir en contact avec lesdites pattes 91 pour limiter le mouvement axial du plateau de pression 5 lorsque la pièce de fermeture 6 n'est pas montée sur le plateau de réaction 1. Le rebord 50 est interrompu au niveau des pattes 91 (figure 4) et les languettes 90 sont admises à venir buter contre les pattes 91 au niveau des rivets 61. Il est possible ainsi de former un ensemble unitaire, manipulable et imperdable comprenant la pièce de fermeture 6, la rondelle élastique à action axiale 70 consistant ici en une rondelle ondulée, le plateau de pression 5 attelé en rotation à la pièce de fermeture 6 par les languettes 90 autorisant un mouvement axial du plateau de pression 5. Après fixation de l'ensemble un jeu existe entre les languettes 90 et les pattes 91. On notera à la figure 3 que l'on voit en majeure partie l'amortisseur de torsion 3. Bien entendu (figures 5 et 6) le plateau de pression 5 peut être en fonte et comporter à sa périphérie interne des pattes 500 traversant chacune une échancrure 501 pratiquée dans la pièce de fermeture pour fixation des languettes tangentielles 90 au niveau de la face externe de la pièce de fermeture 6 comme dans les figures 3 et 4. Ces languettes sont propres avant fixation de la pièce de fermeture 6 à venir buter contre la pièce de fermeture au voisinage des rivets de fixation 51 des languettes 90 aux pattes 500. Ainsi comme dans les figures 3 et 4 il est possible de former un sous-ensemble unitaire. Bien entendu à la figure 1 il est possible de former un tel ensemble unitaire à l'aide de pinces élastiques s'appuyant sur la face externe de la rondelle de fermeture et sur la face interne de la collerette 8 tournée vers le plateau de réaction 1. Après montage du sous-ensemble unitaire on retire manuellement les pinces. REVENDICATIONS 1) Limiteur de couple, notamment pour véhicule automobile, du type comportant un volant (1) solidaire en rotation d'un arbre menant, un disque (4) portant à solidarisation, sur chacune de ses faces, des garnitures de frottement (41), un moyeu (35) accouplé au disque (4) et solidaire en rotation d'un arbre mené, caractérisé en ce que les garnitures de frottement (41) sont interposées axialement entre le volant (1), formant plateau de réaction, et un contre-plateau (5) , formant plateau de pression, lié en rotation au volant (1), avec mobilité axiale, par l'intermédiaire de languettes élastiques (9) fixées audit contre-plateau (5) et à une pièce de fermeture (6) solidaire du volant (1) et en ce qu'une rondelle élastique à action axiale (7) prend appui sur la pièce de fermeture (6) pour action sur le contre-plateau (5) et serrage des garnitures de frottement entre lesdits plateaux de pression (5) et de réaction (1). 2) Limiteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la rondelle élastique à action axiale (7) a une forme tronconique à l'état libre. 3) Limiteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite rondelle élastique (7) consiste en une rondelle Belleville. 4) Limiteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la rondelle élastique à action axiale (7) est implantée radialement au-dessus des languettes élastiques (9). 5) Limiteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la rondelle élastique à action axiale (7) consiste en une rondelle de forme tronconique à l'état libre prenant appui à sa périphérie externe sur la pièce de fermeture (6) et à sa périphérie interne sur le contre-plateau (5). 6) Limiteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les languettes élastiques (9) sont globalement d'orientation tangentielle. 7) Limiteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le contreplateau (5) présente à sa périphérie interne une collerette (8), éventuellement fractionnée, globalement d'orientation radiale et d'épaisseur réduite pour fixation des languettes élastiques (9). 8) Limiteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que les languettes élastiques (9) sont fixées par rivetage à la pièce de fermeture (6) et en ce que ladite pièce de fermeture (6) présente des ouvertures de dégagement (62) en regard des trous de passage des rivets (51) pratiqués dans la collerette (8). 9) Limiteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le contreplateau (5) a une forme sinueuse et présente à sa périphérie interne un rebord de fixation (50) pour fixation des languettes élastiques (90) d'orientation tangentielle fixées également sur la face externe de la pièce de fermeture (6) tournée à l'opposé du volant (1). 10) Limiteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le plateau de pression (5) présente à sa périphérie interne des pattes (500) traversant des ouvertures (501) pratiquées dans la pièce de fermeture (6) pour fixation des languettes tangentielles sur la face externe de la pièce de fermeture (6) tournée à l'opposé du volant (1). 11) Limiteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la pièce de fermeture (6) consiste en une simple rondelle fixée à sa périphérie externe sur un rebord (11) annulaire d'orientation axiale, éventuellement fractionné, que présente le volant à sa périphérie externe. 12) Limiteur de couple selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le disque (4) forme l'élément d'entrée d'un amortisseur de torsion comportant deux rondelles de guidage (32,33) disposées axialement de part et d'autre d'un voile (34) solidaire en rotation, éventuellement après rattrapage d'un jeu, du moyeu (35), des ressorts (36) étant interposés entre le voile (34) et les rondelles de guidage (32,33).