Brevet FR2737546A1 — publié le 19970207

i L'invention se rapporte à un disque d'embrayage pour un embrayage à friction, comportant un moyeu pour le montage solidaire en rotation sur un arbre de transmission qui définit un axe de rotation, deux tôles de recouvrement qui sont fixées à une distance axiale sur le moyeu et qui agissent conjointement avec le moyeu comme parties de sortie, une partie d'entrée agencée au centre qui est pourvue radialement à l'extérieure de garnitures de friction, des ressorts hélicoïdaux entre la partie d'entrée et la partie de sortie qui sont comprimés lors de la sollicitation sous un couple de rotation et d'une rotation relative des parties de sortie et de la partie d'entrée, deux ressorts hélicoïdaux égaux respectifs étant agencés axialement l'un à côté de l'autre et sollicités simultanément par des éléments de pilotage. Un disque d'embrayage de ce type est connu par exemple de la demande PCT WO 92/00 470. Dans cette construction, on a prévu respectivement deux groupes de ressorts situés axialement l'un à côté de l'autre, chacun des ressorts juxtaposés étant sollicité par des éléments de pilotage séparés. Outre le nombre élevé de pièces individuelles nécessaires pour le pilotage des ressorts, il se pose des problèmes supplémentaires dus à l'augmentation des forces de friction lorsque les vitesses de rotation augmentent. L'objectif sous-jacent à la présente invention est de réaliser, dans des disques d'embrayage comportant des ressorts agencés par paire les uns à côté des autres, un pilotage amélioré qui pallie les inconvénients de l'état de la technique. Conformément à l'invention, cet objectif est atteint par le fait qu'il est prévu au moins deux groupes de ressorts hélicoïdaux agencés par paire les uns à côté des autres, les deux groupes étant montés en série, les ressorts hélicoïdaux de chaque groupe étant séparés dans les régions orientées l'une vers l'autre par des coins qui s'étendent axialement et qui sollicitent respectivement les deux ressorts hélicoïdaux agencés l'un à côté de l'autre, en prévoyant axialement entre les deux tôles de 2 2737546 recouvrement au moins un disque de support monté en rotation qui est traversé par les coins dans des ouvertures correspondantes, et les arêtes radialement extérieures des ouvertures supportent les coins radialement vers l'extérieur. Grâce à l'agencement en série des deux groupes de ressorts hélicoïdaux et grâce aux coins s'étendant axialement et sollicitant respectivement les deux ressorts hélicoïdaux agencés l'un à côté de l'autre, ainsi que grâce au fait que l'on prévoit un disque de support qui fixe les coins radialement vers l'extérieur, il est possible de maintenir la friction du système à un niveau très faible même pour des vitesses de rotation élevées. Dans ce cas, le disque de support peut être centré sur le moyeu, en particulier sur une barrette du moyeu, grâce à quoi il en résulte un guidage correct autour de l'axe de rotation. Les deux tôles de recouvrement sont fixées, de préférence rivetées, par des régions annulaires perpendiculairement à l'axe de rotation sur une barrette périphérique du moyeu (on peut imaginer ici également d'autres modes de fixation comme par exemple le soudage), elles sont bombées en forme de pot à une distance radiale de la barrette, en éloignement l'une de l'autre, et elles se terminent à la suite à nouveau par une bordure du pot s'étendant radialement, et les ressorts hélicoïdaux sont agencés entre la bordure du pot et le bombement d'une part et le disque de support d'autre part. De cette manière, les ressorts sont parfaitement guidés par les deux tôles de recouvrement radialement vers l'intérieur et en direction axiale, sans générer une friction non voulue à ces emplacements. De plus, on propose de réaliser la partie d'entrée sous forme d'un élément éventuellement composite et s'étendant concentriquement par rapport à l'axe de rotation, qui présente une section transversale en forme de U ouverte radialement vers l'intérieur, dont les deux bras s'étendent parallèlement et à faible distance de la paroi intérieure des deux bordures de pot des tôles de recouvrement. La partie d'entrée est ainsi guidée en direction axiale à travers les bordures de pot des tôles de recouvrement, 3 2737546 et elle recouvre radialement vers l'extérieur l'espace occupé par les ressorts hélicoïdaux. Selon une autre caractéristique de l'invention, on prévoit que des pattes s'étendant latéralement depuis le fond de la forme en U des tôles de recouvrement forment un centrage par rapport au diamètre extérieur des bordures de pot. Grâce à ce simple mode de construction, on assure sans prévoir d'autres détails également le guidage radial entre la partie d'entrée et les parties de sortie. Le support des extrémités des ressorts hélicoïdaux, qui s'étendent en sens opposé aux coins, s'effectue via deux éléments d'écartement respectifs qui s'étendent parallèlement à l'axe de rotation et en direction radiale étroitement l'un au-dessus de l'autre, dont les surfaces de séparation orientées l'une vers l'autre s'étendent approximativement à travers les centres des surfaces frontales des ressorts hélicoïdaux, les éléments d'écartement radialement extérieurs étant ancrés dans les bras de la forme en U de la partie d'entrée et les éléments d'écartement radialement intérieurs étant ancrés dans les bordures de pot des tôles de recouvrement. Ces éléments d'écartement s'étendent ainsi horizontalement sur toute l'extension des surfaces frontales des ressorts hélicoïdaux et pilotent toujours simultanément deux ressorts hélicoïdaux respectifs agencés axialement l'un à côté de l'autre. L'ancrage mutuel s'effectue de préférence de telle sorte que les éléments d'écartement radialement extérieurs sont soudés dans les bras de la partie d'entrée, et les éléments d'écartement radialement intérieurs dans les bordures de pot sont de préférence matés. L'opération de soudage au niveau de l'un des éléments d'écartement permet une réalisation particulièrement économique en place en direction axiale, car des surlongueurs ne sont pas nécessaires. Les autres éléments d'écartement sont de préférence matés par le fait qu'ils traversent par leurs prolongements plus étroits des ouvertures correspondantes et qu'ils sont rivetés ou matés depuis la face extérieure. De plus, on propose que le disque de support présente dans la région des éléments d'écartement des ouvertures correspondantes, grâce auxquelles 4 2737546 la liberté de mouvement périphérique des éléments d'écartement est assuree. Selon une autre caractéristique de l'invention, il est avantageux de prévoir axialement entre les régions annulaires des tôles de recouvrement et le disque de support, et radialement entre la barrette du moyeu et les ressorts hélicoïdaux, un dispositif à friction qui permet un serrage par friction entre les tôles de recouvrement et le disque de support. Grâce à ceci, on peut prévoir un dispositif de friction qui est mis en actionnement par le disque de support, et ceci suivant un angle de rotation déterminé du disque d'embrayage et uniquement lorsque la force de précontrainte des ressorts hélicoïdaux sollicitant le coin dépasse la force du dispositif à friction. Dans ce cas, le dispositif de friction est constitué par au moins un ressort générant une force axiale, qui s'appuie contre une tôle de recouvrement et qui sollicite le disque de support en direction de l'autre tôle de recouvrement pour le serrage par friction. Lorsque l'on désire des forces de friction à respecter exactement, il est cependant habituel de mettre en place entre les composants individuels des anneaux de friction présentant un coefficient de friction défini. il est également possible de monter en série plus de deux groupes différents de ressorts hélicoïdaux. Lorsque l'on utilise respectivement trois groupes de ressorts hélicoïdaux, il est également nécessaire de prévoir deux groupes de coins. Dans ce cas, on propose conformément à l'invention qu'un premier disque de support soit prévu pour le premier groupe de coins, et que le second groupe de coins coopère avec deux autres disques de support qui sont agencés symétriquement des deux côtés du premier disque de support. Grâce à ceci, il est possible sans prévoir un espace structurel axial important, de décharger chaque groupe de coins indépendamment les uns des autres de la force centrifuge. L'invention sera expliquée plus en détail dans ce qui suit en se rapportant à des exemples de réalisation. Les figures montrent: 2737546 figs. 1 a 3 des vues partielles et des coupes partielles à travers un disque d'embrayage; fig. 4 une illustration partielle montrant le principe d'une réalisation en variante; fig. 5 l'agencement de plusieurs disques de support par rapport à la fig. 4. Le disque d'embrayage 1 selon les figs. 1 à 3 présente un moyeu 2 qui est agencé solidairement en rotation sur un arbre de transmission non illustré et qui s'étend concentriquement à l'axe de rotation 3. Le moyeu 2 présente une barrette 19 faisant saillie radialement vers l'extérieur, sur laquelle sont fixées deux tôles de recouvrement 4 et 5 par des rivets 21. Ces parties 2, 4, 5 sont à considérer comme parties de sortie du disque d'embrayage 1. Les deux tôles de recouvrement 4 et 5 s'appuient par leurs régions annulaires 20 latéralement contre la barrette 19 du moyeu 2, et elles présentent à une distance radiale de la barrette 19 des bombements 23 qui sont dirigés en éloignement l'un de l'autre. Ensuite, les bombements 23 qui confèrent aux tôles de recouvrement 4 et 5 une configuration en forme de pot se transforment à nouveau en bordures de pot 22 s'étendant radialement. Dans l'espace de ces bombements 23 sont agencés des ressorts hélicoïdaux 6 et 7. Les parties d'entrée du disque d'embrayage 1 sont constituées par deux tôles de recouvrement 25 et 26 qui sont fermement reliées à un support de garniture 24. Le support de garniture 24 s'étend radialement vers l'extérieur et porte les garnitures de friction 18. Les deux tôles de recouvrement 25 et 26 présentent approximativement une forme en L, l'un des bras s'étendant parallèlement à l'axe de rotation et se transformant à distance du support de garniture 24 respectivement en un bras 27 s'étendant radialement vers l'intérieur. Les deux bras 27 s'étendent à proximité de la paroi intérieure des bordures de pot 22 des tôles de recouvrement 3 et 4. Comme on le voit en particulier aux figs. 2 et 3, on a agencé respectivement deux ressorts hélicoïdaux égaux 6, 7 axialement l'un à côté de l'autre. Comme le montre en particulier la fig. 3, leur pilotage s'effectue via des éléments d'écartement 16 ou 17 qui s'étendent parallèlement à l'axe de rotation 3, qui sont agencés radialement étroitement l'un au-dessus de l'autre et dont les surfaces de séparation orientées l'une vers l'autre s'étendent 6 2737546 approximativement à travers les centres des surfaces frontales des ressorts hélicoidaux. Dans ce cas, les éléments d'écartement radialement extérieurs 16 sont fermement ancrés dans les bras 27 des parties d'entrées, et les éléments d'écartement 17 s'étendant radialement à l'intérieur sont fermement ancrés dans les bordures de pot 22 des parties de sortie. La fixation des éléments d'écartement 16 ou 17 peut s'effectuer de différentes manières. Dans le présent cas, la liaison est réalisée de telle sorte que les éléments d'écartement pénètrent par des prolongements dans des ouvertures correspondantes des parties d'entrée ou de sortie et y sont soudés, pour ce qui est des éléments d'écartement 16, et sont fixés par surlongueur et rivetage, pour ce qui est des éléments d'écartement 17. Un rivetage des éléments d'écartement 16 serait également possible, cependant, on doit assurer que les éléments d'écartement ne pénètrent pas dans les deux directions axiales au-delà des bras 27, car ils généreraient autrement une friction non contrôlable par rapport aux faces intérieures des bordures de pot 22. Comme on voit en particulier à la fig. 1, on a prévu plusieurs groupes de ressorts hélicoïdaux 6, 7 qui sont respectivement montés en série. A cet effet, on a agencé des coins 9 respectifs entre les faces frontales des ressorts hélicoïdaux 6 ou 7 qui sont dirigés en sens opposé aux éléments d'écartement 16 et 17. Ces coins 9 transmettent la sollicitation par force depuis un groupe de ressorts hélicoïdaux à l'autre. Ils sont donc en flottement libre en direction périphérique et supportés en direction radiale dans le but d'une décharge de la force centrifuge. Ce support est assuré par un disque de support 11 qui s'étend, selon les figs. 1 et 3, axialement entre les ressorts hélicoïdaux respectivement égaux 6 ou 7 en direction radiale, le disque de support 11 étant guidé en périphérie sur le diamètre extérieur de la barrette 19 du moyeu 2 et présentant des ouvertures 13 qui sont traversées chacune par un coin 9 qui peut s'appuyer radialement contre une arête 14 de l'ouverture 13. Grâce à l'agencement du disque de support 11 axialement entre les deux ressorts, les coins 9 sont supportés dans la région de leur centre de gravité et peuvent ainsi être supportés également sans risque de basculement. Les figs. 2 et 3 montrent en outre que le disque de support 11 est serré dans sa région radialement intérieure, c'est-à-dire axialement entre les régions annulaires 20 des tôles de recouvrement 4 et 5, par un 7 2737546 dispositif à friction. Ce dispositif à friction est constitué par au moins un ressort 29 qui s'appuie contre une région annulaire et qui produit une force de serrage entre le disque de support 11 et les régions annulaires 20. Dans le présent cas, on a encore prévu un anneau de pression 30 qui est relié solidairement en rotation à l'une des régions annulaires 20 mais qui est monté de façon axialement mobile. Un tel agencement est connu par des disques d'embrayage conventionnels. De plus, on a prévu plusieurs anneaux de friction 31 qui sont agencés directement entre l'anneau de pression 30 et la région annulaire opposée 20, et qui assurent une force de friction exactement définie. Le guidage axial entre les parties d'entrée et les parties de sortie est atteint par les bras 27 des tôles de recouvrement et 26 par rapport aux surfaces intérieures des bordures de pot 22 des tôles de recouvrement 4 et 5, et le guidage radial s'effectue via des pattes 28 qui s'étendent parallèlement à l'axe de rotation 3 et qui partent axialement depuis la région des bras 27 des tôles de recouvrement 25 et 26. Ces pattes 28 forment le guidage radial par rapport aux régions périphériques radialement extérieures des bordures de pot 22. On voit également à la fig. 3 que les éléments d'écartement 16, 17 traversent le disque de support 11 dans des ouvertures 15 présentant une taille correspondante. Le fonctionnement du disque d'embrayage selon les figs. 1 à 3 est comme suit: Lorsque le disque d'embrayage 1 est sollicité par un couple de rotation via les garnitures de friction 18 et un moyeu fixe 2 imaginaire, la transmission du couple de rotation aux éléments d'écartement 16 s'effectue via les deux tôles de recouvrement 25 et 26 reliées au support de garniture 24. Les éléments d'écartement 16 transmettent le couple de rotation aux ressorts hélicoïdaux 6 ou 7, selon la direction de rotation. Lorsqu'un couple de rotation est reçu à la fig. 1 en sens opposé aux aiguilles d'une montre, les ressorts hélicoïdaux 7 sont sollicités tout d'abord qui transmettent le couple de rotation via les coins 9 aux ressorts hélicoïdaux 6 et ceux-ci le transmettent via les éléments d'écartement 17 aux parties de sortie 4, 5 et au moyeu 2. Conjointement avec le mouvement relatif des coins 9, le 8 2737546 disque de support 11 tourne également par rapport aux parties de sortie 4, , grâce à quoi le dispositif à friction constitué par les parties 29, 30, 31 est mis en actionnement. Il n'est pas nécessaire de noter plus en détail que la force de friction du dispositif à friction doit être surmontée uniquement lorsque la précontraminte des ressorts hélicoïdaux 7 surmonte la grandeur correspondante. Dans ce cas, le dispositif à friction agit en liaison avec le disque de support 11 dans les deux directions de rotation. Grâce au support radial des coins 9 dans les ouvertures 13 du disque de support 11, il est possible de supporter les ressorts hélicoïdaux 6, 7 également en direction radiale à l'encontre de la force centrifuge via des évidements correspondants dans les coins 9 qui pénètrent jusque dans les diamètres intérieurs des ressorts hélicoïdaux 6, 7. Ces évidements sont désignés par la référence 32 à la fig. 1. Les figs. 4 et 5 illustrent le principe d'une variante de réalisation, dans laquelle trois groupes de ressorts hélicoïdaux 6, 7, 8 au total sont pilotés en série. A cet effet, on a prévu pour chaque groupe de ressorts hélicoïdaux 6 à 8 le montage de deux coins 8 et 10. Les deux coins 9 et sont réalisés de la même manière et ils présentent un fonctionnement correspondant à la description du fonctionnement des figs. 1 à 3. Le pilotage de chaque groupe de ressorts hélicoïdaux 6 à 8 s'effectue de la manière déjà décrite via les éléments d'écartement 16 et 17. Pour supporter à l'encontre de la force centrifuge le premier groupe de coins 9, on a prévu le disque de support 11 déjà décrit qui est agencé au centre des parties de sortie. Pour supporter les coins 10, on a recours à deux disques de support 12 qui sont agencés symétriquement par rapport au disque de support 11, à savoir un disque de support 12 sur chaque côté de ce disque de support 11. Dans ce cas, les disques de support 12 présentent dans la région des ouvertures 13 du disque de support 11 des ouvertures 33 qui sont réalisées plus grandes et qui servent uniquement au passage d'un coin 9 qui s'appuie seulement contre le disque de support 11 via l'arête 14 et qui peut se déplacer librement dans les ouvertures 33 des disques de support 12. Les coins 10 sont supportés radialement de manière analogue dans des disques de support 12 dans des ouvertures correspondantes 13, et le disque de support 11 présente dans cette région 9 2737546 des fenêtres également agrandies pour le passage des coins 10. Le fonctionnement d'une telle réalisation correspond au fonctionnement selon les figs. 1 à 3. L'application de la force s'effectue via l'un des ressorts hélicoïdaux d'extrémité, et elle est transmise via un premier coin, via le ressort hélicoïdal médian, via un second coin et via l'autre ressort d'extrémité. On peut utiliser dans cet agencement également deux types de disques de support 11 et 12 grâce à l'utilisation de dispositifs à friction pour amortir des oscillations de torsion. 2737546 Revendications 1. Disque d'embrayage pour un embrayage à friction, comportant un moyeu pour le montage solidaire en rotation sur un arbre de transmission qui définit un axe de rotation, deux tôles de recouvrement qui sont fixées à une distance axiale sur le moyeu et qui agissent conjointement avec le moyeu comme parties de sortie, une partie d'entrée agencée au centre qui est pourvue radialement à l'extérieur de garnitures de friction, des ressorts hélicoïdaux entre la partie d'entrée et les parties de sortie, qui sont comprimés lors de la sollicitation sous un couple de rotation et d'une rotation relative des parties de sortie et de la partie d'entrée, deux ressorts hélicoïdaux égaux respectifs étant agencés axialement l'un à côté de l'autre et sollicités simultanément par des éléments de pilotage, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins deux groupes de ressorts hélicoïdaux (6 à 8) agencés par paire les uns à côté des autres, les deux groupes étant montés en série, les ressorts hélicoïdaux (6 à 8) de chaque groupe étant séparés dans les régions orientées l'une vers l'autre par des coins (9, 10) qui s'étendent axialement et qui sollicitent respectivement les deux ressorts hélicoïdaux agencés l'un à côté de l'autre, en prévoyant axialement entre les deux tôles de recouvrement (4, 5) au moins un disque de support (11, 12) monté en rotation qui est traversé par les coins (9, 10) dans des ouvertures correspondantes (13), et les arêtes (14) radialement extérieures des ouvertures (13) supportent les coins (9, 10) radialement vers l'extérieur. 2. Disque d'embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le disque de support (11, 12) est centré sur le moyeu (2). 3. Disque d'embrayage selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les deux tôles de recouvrement (4, 5) sont fixées, de préférence rivetées, par des régions annulaires (20) perpendiculairement à l'axe de rotation (3) sur une barrette périphérique (19) du moyeu (2), en ce qu'elles sont bombées (bombement 23) en forme de pot en s'éloignant l'une de l'autre à une distance radiale de la barrette (19), et en ce qu'elles débouchent par la suite dans une bordure de pot (22) s'étendant à nouveau il 2737546 radialement, et en ce que les ressorts hélicoïdaux (6 à 8) sont agencés entre la bordure de pot (22) et le bombement (23) d'une part et le disque de support (11) d'autre part. 4. Disque d'embrayage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie d'entrée est réalisée sous forme d'un élément, éventuellement composite (tôles de recouvrement 25, 26), s'étendant concentriquement autour de l'axe de rotation et présentant une section transversale en forme de U, ouvert radialement vers l'intérieur, dont les deux bras (27) s'étendent parallèlement et à faible distance par rapport à la paroi intérieure des deux bordures de pot (22) des tôles de recouvrement (4, 5). 5. Disque d'embrayage selon la revendication 4, caractérisé en ce que les pattes (28) partant latéralement du fond de la forme en U des tôles de recouvrement (25, 26) forment un centrage par rapport au diamètre extérieur des bordures de pot (22). 6. Disque d'embrayage selon la revendication 5, caractérisé en ce que le support des extrémités des ressorts hélicoïdaux (6, 8), qui se trouvent à l'opposé des coins (9 à 11) s'effectue via des éléments d'écartement (16, 17) qui s'étendent respectivement parallèlement à l'axe de rotation (3) et en direction radiale étroitement les uns au-dessus des autres, dont les surfaces de séparation orientées l'une vers l'autre s'étendent approximativement à travers les centres des surfaces frontales des ressorts hélicoïdaux (6 à 8), les éléments d'écartement (16) radialement extérieurs étant ancrés dans les bras (27) de la forme en U de la partie d'entrée (24 à 26), et les éléments d'écartement (17) radialement intérieurs étant ancrés dans les bordures de pot (22) des tôles de recouvrement (4, 5). 7. Disque d'embrayage selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est prévu dans la région des éléments d'écartement (16, 17) des ouvertures correspondantes (15) dans le disque de support (11). 8. Disque d'embrayage selon la revendication 6, caractérisé en ce que les éléments d'écartement (16) dans les bras (27) sont de préférence soudés et en ce que les éléments d'écartement (17) dans les bordures de pot (22) sont de préférence matés. 9. Disque d'embrayage selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il est prévu, axialement entre les régions annulaires (20) des tôles de recouvrement (4, 5) et le disque de support (11) et radialement entre la barrette (19) du moyeu (2) et les ressorts hélicoïdaux (6 à 8), un dispositif à friction pour le serrage par friction entre les tôles de recouvrement (4, 5) et le disque de support (11). 10. Disque d'embrayage selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif à friction est constitué par au moins un ressort (29) générant une force axiale. 1. Disque d'embrayage selon la revendication 3, caractérisé en ce que lors de l'agencement par paire de trois groupes de ressorts hélicoïdaux (6 à 8), leurs groupes sont montés en série, un premier disque de support (11) étant prévu pour l'agencement des coins (9) entre le premier et le second groupes de ressorts (6, 7), et deux seconds disques de support (12) étant prévus des deux côtés du premier disque de support (11) pour l'agencement des coins (10) entre le second et le troisième groupe de ressorts (7, 8).