Brevet FR2731257A1 — publié le 19960906

La présente invention concerne un dispositif d'amortissement comportant au moins deux composants pouvant tourner l'un par rapport à l'autre autour d'un axe de rotation et entre lesquels il est prévu un dispositif de friction. Des dispositifs d'amortissement de ce genre sont connus par exemple d'après les brevets des Etats-Unis US-2 636 363, US-4 669 595 et US-4 583 959. D'après le brevet des Etats-Unis précité n 4 583 959, il a déjà été proposé d'utiliser deux composants de forme annulaire qui sont en prise par friction et qui comportent des ondulations axiales réparties sur le pourtour. Les deux composants sont serrés axialement l'un contre l'autre au moyen d'un accumulateur d'énergie particulier en forme de ressort annulaire. Lors d'une rotation relative entre les deux composants de friction de forme annulaire, l'accumulateur d'énergie est serré axialement sous l'action des ondulations s'accrochant axialement l'une dans l'autre et du décalage axial résultant de l'un des composants de forme annulaire, la grandeur de l'amortissement par friction étant modifiable. Les deux pièces de forme annulaire qui sont en prise par friction sont reliées de façon non tournante à un composant respectif, lesdits composants pouvant également tourner l'un par rapport à l'autre. La présente invention a pour but de créer un dispositif de friction qui puisse être fabriqué et monté d'une manière particulièrement simple. En outre, également les composants entre lesquels est prévu le dispositif de friction doivent avoir une structure simple et pouvoir ainsi être fabriqués d'une façon peu coûteuse. Conformément à l'invention, ce problème est résolu par le fait que le dispositif de friction comporte une pièce de friction de forme annulaire et une pièce annulaire formant ressort, ondulée dans une direction axiale sur le pourtour, la pièce de friction étant en prise par friction avec un des deux composants par l'intermédiaire d'une surface de friction et étant pourvue, sur le côté opposé à la surface de friction et sur le pourtour, d'ondulations orientées dans une direction axiale, au moins une desdites ondulations étant axialement en prise avec des ondulations de la pièce élastique formant ressort, qui est serrée axialement entre la pièce de friction et l'autre des composants précités, la pièce de friction étant ainsi empêchée de tourner d'une part par rapport à la pièce élastique formant ressort par l'intermédiaire des ondulations s'accrochant axialement les unes dans les autres et d'autre part par rapport à l'autre desdits composants par l'intermédiaire de ladite pièce élastique. L'invention fait en sorte d'une manière simple, sous l'effet de l'accrochage axial établi entre les ondulations de la pièce de friction et de la pièce élastique formant ressort, que le frottement se produise également effectivement entre la surface de friction de la pièce de friction et la surface de contre-friction d'un des composants, et non comme cela est le cas lors de l'utilisation de pièces élastiques ondulées qui sont reliées à des composants plats de forme annulaire, entre les sommets d'ondulations de la pièce élastique et la surface de la pièce de friction contre laquelle s'appuient lesdits sommets d'ondulations. Ce dernier agencement présente notamment l'inconvénient qu'on n'est pas assuré d'un frottement constant et qu'en outre la pièce élastique est soumise à usure dans les zones des sommets d'ondulations et également la force de serrage de la pièce élastique est réduite, ce qui se traduit à nouveau par une diminution de l'hystérésis de friction se manifestant entre les deux composants pouvant tourner l'un par rapport à l'autre. Le dispositif de friction conforme à l'invention se différencie de celui décrit dans le brevet des Etats- Unis précité n 4 583 959 par le fait qu'aucun accumulateur d'énergie additionnel n'est nécessaire pour produire le serrage axial des composants comportant chacun une ondulation. En outre, la pièce de friction de forme annulaire est empêchée de tourner par rapport au composant contre lequel s'appuie la pièce élastique ondulée formant ressort. La surface de friction de la pièce de friction de forme annulaire est alors située sur le côté opposé aux ondulations alors que par contre, dans le brevet des Etats-Unis précité, l'action de friction entre les deux composants annulaires comportant des ondulations orientées dans une direction circonférentielle se produit dans la zone des ondulations. Bien qu'il puisse être judicieux que la pièce ondulée formant ressort soit empêchée de tourner sous l'effet d'une liaison établie par conjugaison de formes avec le composant situé sur le côté opposé à la pièce de friction de forme annulaire, il peut être suffisant dans de nombreux cas que le blocage anti-rotation de la pièce élastique formant ressort par rapport à ce composant soit produit seulement sous l'effet de l'accrochage par friction établi par suite d'un serrage axial mutuel. Un tel blocage anti-rotation par action de friction permet de simplifier le dispositif d'amortissement du fait qu'aussi bien la pièce élastique de forme annulaire que le composant soutenant celle-ci peuvent être réalisés d'une manière plus simple, et notamment du fait qu'aucun de ces deux composants ne nécessite des creux ou saillies quelconques pour produire un blocage anti-rotation. Pour garantir un blocage anti-rotation de la pièce de friction de forme annulaire par rapport au composant soutenant axialement la pièce élastique de forme annulaire, il est judicieux que le coefficient de frottement ou le moment de frottement entre la pièce de friction de forme annulaire et le composant relié à celle- ci par friction soit plus petit que le coefficient de frottement ou le moment de frottement entre la pièce élastique formant ressort et l'autre composant soutenant celle-ci axialement. En outre, il peut être particulièrement avantageux pour le dispositif d'amortissement de placer entre les deux composants prévus, et entre lesquels agit le dispositif de friction, des ressorts élastiques en torsion dans une direction circonférentielle et agissant parallèlement au dispositif de friction. Ainsi le dispositif de friction conforme à l'invention peut être utilisé notamment dans des disques d'embrayage pour embrayages à friction de véhicules. Dans le cas de disques d'embrayage qui comportent ce qu'on appelle un amortisseur principal et un pré-amortisseur séparé, le dispositif de friction conforme à l'invention peut être utilisé dans la plage d'angles de torsion de l'amortisseur principal et/ou dans la plage d'angles de torsion du pré-amortisseur. Pour le montage du dispositif d'amortissement, il peut être particulièrement judicieux que la pièce de friction de forme annulaire comporte un nombre d'ondulations quisoit un multiple du nombre d'ondulations de la pièce élastique formant ressort. On peut être ainsi assuré que, également dans le cas d'une disposition angulaire non optimale des ondulations entrant axialement en prise, il puisse se produire, lors de la mise en service du dispositif d'amortissement, un glissement des sommets d'ondulations de la pièce élastique de forme annulaire dans les creux d'ondulations de la pièce de friction de forme annulaire. Le rapport entre le nombre d'ondulations de la pièce élastique et le nombre d'ondulations de la pièce de friction peut avantageusement être de l'ordre de grandeur compris entre 1:1 et 1:6, en étant avantageusement de 1:4. Pour que le dispositif d'amortissement ou le dispositif de friction remplisse correctement sa fonction, il peut être particulièrement avantageux que les ondulations de la pièce élastique formant ressort soient S plus hautes dans une direction axiale que les ondulations de la pièce de friction. Le rapport entre la hauteur des ondulations de la pièce annulaire de friction et la hauteur des ondulations de la pièce élastique formant ressort peut alors avantageusement être de l'ordre de grandeur compris entre 1:2 et 1:7, en étant avantageusement de l'ordre de grandeur de 1:4. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la Figure 1 est une vue en coupe partielle d'un disque d'embrayage, - la Figure 2 représente le détail x de la Figure 1 à plus grande échelle, - la Figure 3 représente un anneau de friction et la pièce élastique formant ressort qui assure sa sollicitation, - la Figure 4 représente l'anneau de friction en vue en élévation et - la Figure 5 représente la pièce élastique formant ressort en vue en élévation. Le disque d'embrayage 1 représenté en partie sur les Figures 1 et 2 comporte une partie d'entrée 2 et une partie de sortie 3, qui peuvent tourner l'une par rapport à l'autre autour de l'axe de rotation 7 et en opposition à l'action d'accumulateurs d'énergie, sous la forme de ressorts hélicoïdaux 4, et de moyens de friction 5,6. La partie d'entrée 3 est constituée par deux disques 9,10 espacés axialement l'un de l'autre et reliés de façon non tournante au moyeu 8. Entre les deux disques 9,10, il est prévu un composant 11 de forme annulaire constituant la partie d'entrée 2 et sur lequel sont fixés radialement à l'extérieur des segments 12 de support de garnitures de friction, axialement souples et portant les garnitures de friction 13, 14. Dans les composants 9,10 et 11 en forme de disques, il est prévu des évidements dans lesquels les ressorts 4 sont reçus et guidés. Les moyens de friction ,6 disposés radialement à l'intérieur des ressorts 4 sont constitués d'une part par un anneau de friction 5, qui est serré axialement entre le disque 10 et le composant 11 en forme de flasque, et d'autre part par un anneau de friction 15 et par une pièce axialement élastique 16, de forme annulaire, qui sont disposés entre le composant 11 en forme de flasque et l'autre disque 9. Comme le montre notamment la Figure 2, la pièce élastique 16 est constituée par une pièce formant ressort, agencée en forme de disque, ondulée dans une direction axiale sur le pourtour et qui est serrée entre le disque 9 et l'anneau de friction 15. Sous l'effet de la précontrainte axiale de la pièce formant ressort 16, les composants 15,11,5 et 10 sont serrés dans une direction axiale de telle sorte que, lors d'une rotation relative entre le composant 11 et la partie de sortie 3 de l'amortisseur, il se produit une hystérésis de frottement qui amortit les oscillations engendrées entre la partie d'entrée 2 et la partie de sortie 3. L'anneau de friction 15 est en prise par friction, par l'intermédiaire d'une surface de friction 15a, avec une surface de contre-friction lla du composant 11. Comme cela ressort des Figures 3 et 4, l'anneau de friction 15 comporte, sur son côté axial opposé à la surface de friction 15a, une ondulation axiale 17 orientée dans une direction circonférentielle. Comme le montrent les Figures 3 et 5, la pièce formant ressort 16 comporte également une ondulation axiale 18 orientée dans une direction circonférentielle. Les Figures 3 et 5 montrent en outre que l'anneau de friction 15 comporte un nombre d'ondulations 17a qui est plus grand que celui de la pièce formant ressort 18. Dans l'exemple de réalisation représenté, l'anneau de friction 15 comporte quatre fois plus d'ondulations 17a que les ondulations 18a de la pièce formant ressort 16. Comme cela ressort de la Figure 3, les sommets d'ondulations 18b qui sont dirigés vers l'anneau de friction 15 plongent axialement dans des creux 17b formés entre les ondulations 17a de l'anneau de friction 15. Sous l'effet de l'accrochage axial s'établissant entre les ondulations 17,18, il se produit une liaison d'entraînement en rotation, par conjugaison de formes, entre les deux composants 15 et 16, cette liaison d'entraînement agissant parallèlement à la liaison par friction engendrée entre les pièces 15 et 16. Sur la Figure 3, la pièce élastique ondulée 16 a été représentée dans un état complètement détendu. Comme le montre la Figure 2, lors de l'assemblage du disque d'embrayage 1, la pièce formant ressort 16 et par conséquent également les ondulations 18a sont partiellement aplaties. Le degré de précontrainte axiale de la pièce formant ressort 16 détermine la grandeur de l'amortissement par friction engendré entre la partie d'entrée 2 et la partie de sortie 3. Le rapport entre la hauteur axiale 19 des ondulations de la pièce formant ressort 16 et la hauteur axiale 20 des ondulations de l'anneau de friction est de l'ordre de grandeur d'environ 5:1 dans l'exemple de réalisation représenté. Les différents composants 11,15,16 et 9 entrant en prise par friction ont des propriétés de friction qui sont mutuellement adaptées de telle sorte qu'entre les 8 2731257 surfaces de friction 15a et lia, le coefficient de frottement ou le moment de frottement soit plus petit que le coefficient de frottement ou le moment de frottement s'exerçant entre les surfaces des composants 16 et 9 qui s'appuient directement l'une contre l'autre. On est ainsi assuré qu'il se produise toujours un frottement défini entre l'anneau de friction 15 et le composant 11 en forme de flasque car l'anneau de friction 15 est empêché de tourner par rapport au disque 9 par l'intermédiaire des ondulations 17,18 s'accrochant axialement les unes dans les autres et faisant respectivement partie de cet anneau et de la pièce élastique 16. Grâce à l'agencement conforme à l'invention de l'anneau de friction 15 par rapport à la pièce élastique ondulée 16, il est possible de supprimer les systèmes de blocage anti-rotation additionnels qui doivent habituellement être prévus entre l'anneau de friction 15 et le disque 9 ou bien entre la pièce élastique 16 et le disque 9 pour obtenir un amortissement par friction d'un degré défini. Il n'est également plus nécessaire de prévoir sur un des composants des parties profilées, comme des saillies, qui s'accrochent dans des évidements, adaptés en correspondance, d'un autre composant. Ainsi les pièces peuvent être de conception plus simple et être ainsi fabriquées également d'une manière moins coûteuse. Avantageusement, au moins l'anneau de friction peut être fabriqué par moulage par injection et à cet égard on peut avantageusement utiliser une matière plastique, comme par exemple un polyamide. Cette matière plastique peut, comme cela est connu, être renforcée par fibres, par exemple au moyen de fibres de verre. Pour faire en sorte qu'un anneau de friction 15 fabriqué de cette manière possède initialement les propriétés de friction nécessaires, il est possible de traiter cette pièce au moins dans sa surface de friction 15a après l'opération de moulage par injection. Ainsi par exemple, il est possible de rendre rugueuse la surface de friction a par une action mécanique afin que par exemple les fibres noyées dans la matière plastique soient dégagées. Il peut être judicieux qu'à cet effet l'anneau de friction 16 soit soumis, au moins dans la zone de sa surface de friction 15, à une opération de grenaillage ou de meulage ou même que l'anneau de friction soit soumis en totalité à un traitement par abrasion, comme par exemple dans un tambour. En outre, pour de nombreuses applications, il peut être judicieux que la pièce élastique formant ressort 16 comporte une liaison par conjugaison de formes avec le composant 9 la soutenant axialement. Cette liaison peut être établie par exemple par au moins une languette formée unitairement avec la pièce élastique 16 sur son pourtour extérieur et/ou sur son pourtour intérieur et s'accrochant par conjugaison de formes avec le disque 9 - par exemple par engagement dans une découpure -, ou bien inversement. Les revendications de brevet déposées avec cette demande de brevet sont des propositions de rédaction sans aucun effet préjudiciable sur l'obtention ultérieure d'une protection par brevet. La Demanderesse se réserve de revendiquer encore d'autres particularités définies jusqu'à maintenant seulement dans la description et/ou les dessins. Les rattachements adoptés dans les revendications secondaires se rapportent à l'autre adaptation de l'objet de la revendication principale par les particularités de la revendication secondaire correspondante; ils ne doivent pas être considérés comme une interdiction d'obtention d'une protection indépendante en ce qui concerne les particularités des revendications secondaires rattachées. Les objets de ces revendications secondaires constituent cependant également des inventions séparées, qui concernent un agencement indépendant des objets des revendications secondaires précédentes. L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits. Au contraire, dans le cadre de l'invention, de nombreuses modifications et variations sont possibles, notamment des variantes, éléments et combinaisons et/ou matières, qui sont inventives par exemple par combinaison ou modifications de certaines particularités ou éléments, ou étapes opératoires définis dans la description générale et les revendications et contenus dans les dessins et conduisent, par une combinaison de particularités, à un nouvel objet ou bien à de nouvelles étapes opératoires, ou bien à de nouvelles séquences d'étapes opératoires, en pouvant également concerner les procédés de fabrication, de contrôle et de travail. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'amortissement comportant au moins deux composants pouvant tourner l'un par rapport à l'autre autour d'un axe de rotation et entre lesquels il est prévu un dispositif de friction, caractérisé en ce que le dispositif de friction comporte une pièce de friction de forme annulaire et une pièce annulaire formant ressort, ondulée dans une direction axiale sur le pourtour, la pièce de friction étant en prise par friction avec un des deux composants par l'intermédiaire d'une surface de friction et étant pourvue, sur le côté opposé à la surface de friction et sur le pourtour, d'ondulations orientées dans une direction axiale, au moins une desdites ondulations étant axialement en prise avec des ondulations de la pièce élastique formant ressort, qui est serrée axialement entre la pièce de friction et l'autre des composants précités, et en ce qu'en outre la pièce de friction est empêchée de tourner d'une part par rapport à la pièce élastique formant ressort par l'intermédiaire des ondulations s'accrochant axialement les unes dans les autres et d'autre part par rapport à l'autre desdits composants par l'intermédiaire de ladite pièce élastique. 2. Dispositif d'amortissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le blocage anti- rotation de la pièce élastique formant ressort par rapport à l'autre desdits composants est seulement produit sous l'effet de l'accrochage par friction engendré par suite d'une précontrainte mutuelle. 3. Dispositif d'amortissement selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le coefficient de frottement entre la pièce de friction de forme annulaire et l'un desdits composants est plus petit que le coefficient de frottement entre la pièce élastique formant ressort et l'autre desdits composants. 4. Dispositif d'amortissement selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est prévu entre les deux composants des ressorts élastiques en torsion dans une direction circonférentielle et agissant parallèlement au dispositif de friction. 5. Dispositif d'amortissement selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la pièce de friction de forme annulaire comporte un nombre d'ondulations qui est un multiple du nombre d'ondulations de la pièce élastique formant ressort. 6. Dispositif d'amortissement selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le rapport entre le nombre d'ondulations de la pièce élastique formant ressort et le nombre d'ondulations de la pièce de friction est compris entre 1:1 et 1:6 en étant avantageusement de 1:4. 7. Dispositif d'amortissement selon une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les ondulations de la pièce élastique formant ressort sont plus hautes dans une direction axiale que les ondulations de la pièce de friction. 8. Dispositif d'amortissement selon la revendication 7, caractérisé en ce que le rapport entre la hauteur des ondulations de la pièce de friction et la hauteur des ondulations de la pièce élastique formant ressort est de l'ordre de grandeur compris entre 1:2 et 1:7 en étant de préférence de l'ordre de grandeur de 1:4.