Brevet FR2728644A1 — publié le 19960628

"Amortisseur de torsion comportant plusieurs étages de frottement" L'invention concerne un amortisseur de torsion comprenant des parties coaxiales montées rotatives les unes par rapport aux autres, plusieurs étages d'amortissement élastique à action circonférentielle agencés entre cellesci et plusieurs étages de frottement intervenant entre lesdites parties coaxiales; l'invention concerne plus particulièrement la structure des étages de frottement. Un tel amortisseur de torsion peut s'appliquer, notamment à une friction d'embrayage de véhicule automobile. Dans un amortisseur de torsion du type désigné cidessus, formant par exemple friction d'embrayage, l'une des parties rotatives porte un disque de friction destiné à être solidarisé en rotation avec un premier arbre, en pratique un arbre menant tel que le vilebrequin du moteur dans le cas d'un véhicule automobile, tandis qu'une autre partie rotative comporte un moyeu par lequel elle est destinée à être solidarisée en rotation avec un deuxième arbre, en pratique un arbre mené tel que l'arbre d'entrée d'une boite de vitesses, dans le cas envisagé. Un étage d'amortissement principal comprend un voile de moyeu comportant des dentures intérieures montées avec jeu angulaire prédéterminé sur des dentures extérieures dudit moyeu et deux flasques annulaires, dites rondelles de guidage, disposés axialement de part et d'autre dudit voile de moyeu.Les moyens élastiques à action circonférentielle de cet étage d'amortissement principal sont interposés entre le voile et les rondelles de guidage. La délimitation du débattement angulaire possible entre le moyeu et le voile de moyeu est déterminée par le jeu circonférentiel entre les dentures. Un sous-ensemble de préamortissement de torsion est souvent interposé entre le moyeu et le voile de moyeu pour notamment, filtrer les vibrations dans le domaine du ralenti du régime du moteur à combustion interne du véhicule. I1 comprend des moyens élastiques à action circonférentielle de plus faible raideur que ceux de l'étage d'amortissement principal, intervenant circonférentiellement entre deux rondelles de guidage de plus petit diamètre couplées au voile de moyeu et un voile auxiliaire fixé au moyeu. Plusieurs étages de frottement à action axiale sont agencés "en parallèle" sur les étages d'amortissement. On distingue notamment un étage de frottement principal dont le frottement est réglé pour s'exercer conjointement avec l'étage d'amortissement principal. D'autres étages de frottement plus faibles sont prévus pour intervenir dans des plages de couple plus faibles. Dans tous les cas, il est souhaitable de bien pouvoir maîtriser la charge de chaque étage de frottement et de faire en sorte que lesdits étages de frottement soient relativement indépendants les uns des autres et puissent être réglés avec précision. Pour ce faire, il est avantageux que les ressorts à action axiale (dans la pratique des rondelles ondulées ou des rondelles Belleville) qui sont prévus pour ajuster la charge des différents étages de frottement, aient des diamètres relativement importants. Cependant, les étages de frottement ne doivent pas augmenter l'encombrement axial de l'amortisseur de torsion. L'invention apporte une solution satisfaisante à tous ces problèmes. Plus précisément, l'invention concerne un amortisseur de torsion comportant plusieurs étages d'amortissement élastique à action circonférentielle et plusieurs étages de frottement à action axiale, du type comprenant un moyeu destiné à être relié à un arbre mené et un étage d'amortissement principal comportant un voile de moyeu muni de dentures intérieures montées avec jeu angulaire prédéterminé sur des dentures dudit moyeu, deux flasques annulaires ou rondelles de guidage disposés axialement de part et d'autre dudit voile de moyeu et des moyens élastiques interposés circonférentiellement entre le voile et lesdites rondelles de guidage, caractérisé en ce qu'un étage de frottement principal est agencé de part et d'autre d'une des rondelles de guidage, axialement, et comporte deux rondelles d'appui disposées de part et d'autre de ladite rondelle de guidage et réunies par des entretoises d'orientation axiale traversant ladite rondelle de guidage, une rondelle de frottement couplée en rotation audit voile de moyeu et intercalée entre la rondelle de guidage et une rondelle d'appui et une rondelle de serrage élastique intercalée entre la même rondelle de guidage et l'autre rondelle d'appui. L'agencement tel que défini ci-dessus permet la création d'un sous-ensemble et libère un certain espace annulaire radialement à l'intérieur des éléments constitutifs de l'étage d'amortissement principal. En outre, la rondelle de serrage élastique permet de serrer la rondelle de frottement au contact de la rondelle de guidage concernée et ce, grâce aux rondelles d'appui entretoisées. On peut donc régler précisément le serrage et ce, de manière indépendante, aucune action n'étant exercée par exemple sur le sous-ensemble de préamortissement. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, un autre étage de frottement est logé dans l'espace libéré entre le moyeu et la même rondelle de guidage. Cet étage de frottement, relativement faible, est prévu pour intervenir dans la zone de débattement angulaire du sous-ensemble de préamortissement de torsion. Il comprend un palier annulaire centré par ladite rondelle de guidage, une rondelle de protection intercalée axialement entre un épaulement radial du moyeu et ce palier et une rondelle élastique à action axiale, intercalée entre ledit palier et ladite rondelle de guidage. Enfin, un étage de frottement intermédiaire est agencé entre le voile de moyeu et la rondelle de guidage dudit étage de frottement principal. La rondelle élastique à action axiale de cet étage a sensiblement le même diamètre que celle de l'étage de frottement principal. Plus précisément, l'étage de frottement intermédiaire comporte une rondelle de frottement en contact avec le voile de moyeu. Cette rondelle de frottement comprend des moyens d'engrènement à jeu avec ledit moyeu, une rondelle d'appui en contact avec ladite rondelle de frottement et une rondelle de serrage élastique intercalée entre cette rondelle d'appui et l'une des rondelles d'appui de l'étage de frottement principal. La rondelle d'appui en contact avec la rondelle de frottement est liée en rotation à ladite rondelle de guidage autour de laquelle est agencé ledit étage de frottement principal. Ainsi, les étages de frottement sont implantés radialement en dessous des moyens élastiques à action circonférentielle de l'étage d'amortissement principal. On peut régler de manière précise et indépendante, les différents frottements. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un amortisseur de torsion formant friction d'embrayage, conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence au dessin annexé dans lequel: - la figure unique est une vue partielle en coupe et en élévation du dispositif amortisseur de torsion en question. En se reportant au dessin, on a représenté un amortisseur de torsion 11 formant une friction d'embrayage et comportant plusieurs parties montées rotatives les unes par rapport aux autres, d'axe commun y-y. L'une des parties comprend essentiellement deux flasques annulaires 13, 14, communément appelés rondelles de guidage, dont l'un porte un disque de friction 15. Une autre partie est constituée par un moyeu 17, tubulaire, cannelé intérieurement pour pouvoir être solidarisé en rotation à un arbre mené, en l'occurrence l'arbre d'entrée d'une boîte de vitesses, non représenté. Les deux rondelles de guidage 13, 14 sont solidarisées entre elles par des entretoises d'orientation axiale (non visibles sur le dessin) servant, de manière connue en soi, également à la fixation du disque 15 à la rondelle de guidage 13.Ces entretoises traversent à jeu circonférentiel un voile de moyeu 22 décrit ci-après et ce, de manière connue en soi. Le disque de friction 15 est destiné à être solidarisé en rotation avec un arbre menant, en l'occurrence le vilebrequin d'un moteur à combustion interne en étant serré, à la faveur de ses garnitures de frottement, par une manoeuvre d'embrayage entre un plateau de pression et un plateau de réaction lié au vilebrequin (non représentés). Un étage d'amortissement principal 20 est défini entre le disque de friction 15 et le moyeu 17. Classiquement, cet étage d'amortissement élastique à action circonférentielle est agencé entre les rondelles de guidage 13, 14 et le voile de moyeu 22 s'étendant entre celles-ci. Des ressorts hélicoïdaux 23a, 236, sont installés par paire, dans des fenêtres pratiquées en vis-à-vis dans les rondelles de guidage 13, 14 d'une part et le voile de moyeu 22 d'autre part, pour former les moyens élastiques à action circonférentielle de cet étage d'amortissement principal. Le voile de moyeu 22 comporte des dentures intérieures 25 susceptibles de coopérer avec des dentures extérieures 26 du moyeu. Un jeu circonférentiel prédéterminé est prévu entre les dentures du voile de moyeu et celles du moyeu, de façon à déterminer un débattement angulaire possible entre celles-ci. Ici, chaque denture 25, 26 comprend des dents de forme trapézoïdale en alternance avec des échancrures. En outre, un sous-ensemble de préamortissement de torsion 28 est interposé entre le moyeu 17 et le voile de moyeu 22. Ce sous-ensemble est intercalé axialement entre l'une des rondelles de guidage (ici la rondelle de guidage 13), et le voile de moyeu 22. Il comprend, radialement en dessous des ressorts 23a 23~, deux flasques 30, 31 formant rondelles de guidage, de plus petit diamètre, réunis entre eux par encliquetage à la faveur de pattes d'orientation axiale 32 issues du flasque 30, lesquelles sont engagées dans des trous 33 du voile de moyeu 22 pour liaison en rotation des rondelles de guidage 30, 31 avec le voile 22. Un voile auxiliaire 35 intercalé axialement entre les deux petites rondelles de guidage 30, 31 est fixé par sertissage au moyeu 17. De façon analogue à l'étage d'amortissement principal, des moyens élastiques à action circonférentielle sont agencés dans des fenêtres en vis-à-vis des petites rondelles de guidage 30, 31 et du voile auxiliaire 35 pour intervenir circonférentiellement entre eux. Ces moyens élastiques à action circonférentielle sont constitués par des ressorts 38 de plus faible raideur que ceux qui équipent l'étage d'amortissement principal. La rondelle de guidage 13 est solidaire en rotation, d'un palier conique 40 qui est monté avec friction sur une portée conique 41 correspondante, définie à l'extérieur du moyeu 17. Le palier 40 présente, de manière connue en soi, des pions (non représentés) engagés dans des ouvertures de la rondelle de guidage 13 pour sa liaison en rotation avec celle-ci. D'autre part, une rondelle de friction 43 est intercalée entre la face intérieure de cette rondelle de guidage 13 et la rondelle de guidage adjacente 30, de petit diamètre, du sous-ensemble de préamortissement de torsion 20, de manière à éviter un contact métal sur métal, les rondelles de guidage 30, 13 étant métalliques. Selon une caractéristique importante de l'invention, un étage de frottement principal 45 est agencé de part et d'autre de la rondelle de guidage 14, axialement. Il comporte deux rondelles d'appui 47, 48 disposées de part et d'autre de la rondelle de guidage 14 et réunies par des entretoises 49 d'orientation axiale, traversant la rondelle de guidage 14. Une rondelle de frottement 50 est couplée en rotation au voile de moyeu 22 et intercalée entre la rondelle de guidage 14 et l'une des rondelles d'appui, ici la rondelle d'appui 48 intérieure. La liaison en rotation entre cette rondelle de frottement 50 et le voile de moyeu 22 est réalisée par des pattes 54 pliées de ladite rondelle de frottement, engagées dans les fenêtres du voile de moyeu qui abritent les moyens élastiques de l'étage d'amortissement principal.Cette liaison est établie avec un jeu circonférentiel choisi, les pattes 54 pénétrant & BR Comme on peut le remarquer sur le dessin, le montage qui vient d'être décrit permet de disposer d'une rondelle de frottement 50 et d'une rondelle élastique 56 d'un assez grand diamètre, ce qui est favorable au réglage et à la reproductibilité de la force de frottement désirée. En outre, il est formé de manière avantageuse un sous-ensemble rondelle de guidage 14 - étage de frottement principal. Par ailleurs, cet agencement libère un espace annulaire radialement à l'intérieur des éléments constitutifs dudit étage de frottement principal. Ceci est mis à profit pour loger un autre étage de frottement 60 (développant un frottement faible en rapport avec l'amortissement élastique du sous-ensemble de préamortissement 28).Cet étage de frottement comprend un palier annulaire 62 de maintien et de centrage de la rondelle de guidage 14, monté en rotation à jeu radial sur une portée cylindrique du moyeu, une rondelle de protection 64 intercalée axialement entre un épaulement radial du moyeu et ledit palier annulaire et une rondelle élastique à action axiale 63 intercalée entre ledit palier 62 et ladite rondelle de guidage 14. La rondelle élastique 63 conditionne également le frottement du palier conique 40 et de la rondelle de friction 43. La rondelle 64 évite une détérioration du palier 62, ici en matière plastique comme le palier 40. On notera que le palier 62 est centré par la rondelle de guidage 14 et a, en section, la forme d'un L. Enfin, un étage de frottement intermédiaire 70 peut aussi être installé entre le voile de moyeu 22 et la rondelle de guidage 14 dudit étage de frottement principal, à une distance radiale sensiblement égale à celle où se situe l'étage de frottement principal 45. Cet étage de frottement intermédiaire 70 comporte ainsi une rondelle élastique à action axiale 72 ayant sensiblement le même diamètre que celle de l'étage de frottement principal. Cette rondelle de serrage élastique est intercalée entre la rondelle d'appui intérieure 48 de l'étage de frottement principal 45 et une rondelle d'appui 74 en contact avec une rondelle de frottement 76, elle-même en contact frottant avec une face du voile de moyeu 22. Cette rondelle de frottement 76 comprend des dentures d'engrènement à dents et échancrures coopérant avec les dentures extérieures 26 du moyeu. La rondelle d'appui 74 est solidaire en rotation de la rondelle de guidage 14 par des pattes 78 repliées suivant une direction axiale et engagées dans des trous 79 de ladite rondelle de guidage 14. Les pattes 78 s'étendent radialement au dessus des entretoises 49 traversant les trous 79.La rondelle de frottement 76 constitue une rondelle tiroir et permet d'atténuer les bruits dus aux chocs provoqués par les venue en prise des dents des dentures 25 du voile 22 avec les dents des dentures 26 en forme de canelures du moyeu 17. Bien entendu, pour ce faire, la rondelle 76 engrène avec le moyeu 17 avec un jeu circonférentiel inférieur à celui prévu entre les dentures 25, 26. On peut donc choisir la valeur de la tare de la rondelle 72, inférieur ici à la valeur de la tare de la rondelle 56. Pour mémoire, on rappellera que, dans une première phase du débattement angulaire entre le moyeu 17 et le disque 15, l'étage d'amortissement principal 20 forme un bloc du fait de la forte raideur des ressorts 23a, 23b. Les ressorts 38 du sous-ensemble de préamortissement de torsion 28 sont donc comprimés. Cette phase se poursuit jusqu'à ce que le jeu entre les dentures 25 et 26 soit annulé. A partir de cet instant, le voile de moyeu 22 se déplace par rapport aux rondelles de guidage 13, 14, avec intervention de la rondelle de frottememnt 50, les ressorts 38 restant bandés. Bien entendu, la rondelle 76 permet d'amortir les chocs provoqués par la venue en prise des dents du voile 22 avec celles du moyeu 17 de manière précitée. La présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit. En particulier, le palier 40 n'est pas forcément conique, il peut avoir en section, la forme du palier 62, la partie 41 étant alors cylindrique. D'une manière générale, ce palier 40 centre la rondelle de guidage 13 et donc la rondelle de guidage 14. Alors que dans la figure illustrée, la limitation du débattement angulaire entre le disque 15 et le moyeu 17 est réalisée par butée des entretoises reliant entre elles les rondelles de guidage 13, 14 avec les bords concernés des évidements du voile de moyeu 22 qu'elles traversent, cette limitation du débattement peut être réalisée par venue à spires jointives des ressorts 23a 23~. Le disque 15 peut être dépourvu de garnitures de frottement et être fixé directement sur le vilebrequin du moteur. En variante, c'est la rondelle 13 qui est fixée sur ledit vilebrequin. Les rondelles de guidage 30, 31 peuvent être en matière plastique en sorte que la présence de la rondelle 43 n'est pas obligatoire. Enfin, les pattes 78 de la rondelle 74 peuvent être prolongées et être déformées à leur extrémité libre pour former des épaulements. Ainsi, les rondelles 74 et 72 peuvent être intégrées au sous-ensemble rondelle de guidage 14 - étage de frottement principal. Bien entendu, au lieu d'être métalliques, comme à la figure 1, les rondelles 74, 50, 47, 48 peuvent être en matière plastique. REVENDICATIONS 1- Amortisseur de torsion comportant plusieurs étages d'amortissement élastique à action circonférentielle et plusieurs étages de frottement à action axiale, du type comprenant un moyeu (17) destiné à être relié à un arbre et un étage d'amortissement principal (20) comportant un voile de moyeu (22) muni de dentures intérieures montées avec jeu angulaire prédéterminé sur des dentures extérieures dudit moyeu, deux flasques annulaires ou rondelles de guidage (13, 14) disposés axialement de part et d'autre dudit voile de moyeu et des moyens élastiques (23a, 23b) interposés circonférentiellement entre le voile et lesdites rondelles de guidage, caractérisé en ce qu'un étage de frottement principal (45) est agencé de part et d'autre d'une (14) des rondelles de guidage (13, 14), axialement, et comporte deux rondelles d'appui (47, 48) disposées de part et d'autre de ladite rondelle de guidage et réunies par des entretoises (49) d'orientation axiale traversant ladite rondelle de guidage, une rondelle de frottement (50) couplée en rotation audit voile de moyeu et intercalée entre la rondelle de guidage et une rondelle d'appui (48) et une rondelle de serrage élastique (56) intercalée entre la même rondelle de guidage et l'autre rondelle d'appui (47). 2- Amortisseur de torsion selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un autre étage de frottement (60) est agencé dans un espace annulaire laissé libre radialement à l'intérieur des éléments constitutifs dudit étage de frottement principal (45) entre ledit moyeu et la même rondelle de guidage (14). 3- Amortisseur de torsion selon la revendication 2, caractérisé en ce que cet autre étage de frottement comprend un palier annulaire (62), centré par ladite rondelle de guidage (14), une rondelle de protection (64) intercalée axialement entre un épaulement radial dudit moyeu et ledit palier et une rondelle élastique à action axiale (63), intercalée entre ledit palier et ladite rondelle de guidage. 4- Amortisseur de torsion selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un étage de frottement intermédiaire (70) est agencé entre ledit voile de moyeu (22) et la rondelle de guidage (14) dudit étage de frottement principal. 5- Amortisseur de torsion selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit étage de frottement intermédiaire (70) comporte une rondelle de frottement (76) en contact avec ledit voile, cette rondelle de frottement comprenant des moyens d'engrènement à jeu avec ledit moyeu, une rondelle d'appui (74) en contact avec ladite rondelle de frottement (76), liée en rotation par des pattes (78) à ladite rondelle de guidage et une rondelle de serrage élastique (72) intercalée entre cette rondelle d'appui et une rondelle d'appui dudit étage de frottement principal. 6- Amortisseur de torsion selon la revendication 5, caractérisé en ce que les rondelles précitées constituant l'étage de frottement principal (45) et l'étage de frottement intermédiaire (70) ont des diamètres voisins. 7- Amortisseur de torsion selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un étage de préamortissement (28), connu en soi, est intercalé axialement entre ledit voile de moyeu (22) et l'autre rondelle de guidage (13). 8- Amortisseur de torsion selon la revendication 7, caractérisé en ce que, de façon connue en soi, ladite autre rondelle de guidage (13) est montée sur ledit moyeu par l'intermédiaire d'un palier conique (40) et en ce que ce palier conique forme un élément de frottement chargé par la rondelle élastique à action axiale (63) dudit autre étage de frottement, agencé dans l'espace annulaire laissé libre radialement à l'intérieur des éléments constitutifs dudit étage de frottement principal.