Brevet FR2781027A1 — publié le 20000114

L'invention concerne un dispositif d'amortissement de torsion destiné à être utilisé dans la ligne de transmission d'un véhicule automobile, comprenant au moins deux tôles de recouvrement coaxiales, liées de manière fixe en rotation l'une à l'autre et maintenues à distance l'une de l'autre, qui peuvent tourner relativement, à l'intérieur d'une plage angulaire déterminée, par rapport à une pièce intérieure située coaxialement à l'intérieur desdites tôles de recouvrement, la rotation relative se faisant autour de leur axe de rotation commun, et qui sont reliées de manière élastique à cette pièce intérieure par l'intermédiaire d'au moins un élément de ressort agissant dans la direction périphérique, les tôles de recouvrement étant maintenues à distance l'une de l'autre par des pièces entretoises placées transversalement à la direction périphérique. Des amortisseurs de torsion sont nécessaires pour l'amortissement des oscillations de rotation apparaissant par principe dans les moteurs à combustion interne. Les oscillations de rotation engendrent, en- dehors de bruits sourds de résonance de la carrosserie du véhicule, également des bruits dans des transmissions différentielles ou des boites vitesses en aval. Les forces élastiques typiquement mises en ouvre pour absorber l'oscillation de rotation et pour délivrer un couple le plus régulier possible, doivent, d'une part être suffisamment faibles pour assurer un amortissement efficace, et d'autre part être en mesure d'absorber des accélérations ou des forces élevées. De ce fait, il est souhaitable de disposer de grands débattements et ainsi de grands angles de rotation relative du dispositif d'amortissement de torsion. 2 2781027 Des dispositifs d'amortissement de torsion sont par exemple connus d'après le document de demande de brevet allemand P 39 22 730.8. Le disque d'embrayage qui y est proposé et qui comporte un dispositif d'amortissement de torsion, comprend deux tôles de recouvrement, qui sont fixées l'une à l'autre de manière fixe en rotation et en étant maintenues à distance l'une de l'autre, au moyen de pièces entretoises plates, l'ensemble comprenant également un disque de moyeu situé à l'intérieur. Les tôles de recouvrement peuvent tourner relativement par rapport au disque de moyeu, autour de l'axe de rotation, à l'intérieur de limites qui sont définies par des évidements dans le disque de moyeu, destinés au passage des pièces entretoises. La distance radiale de la pièce entretoise à l'axe de rotation, est dans une large mesure imposée pour des raisons de stabilité. D'une part, en vue en vue de maintenir assez basse la force sur les points d'assemblage dans les tôles de recouvrement, on vise à réaliser une distance assez grande par rapport à l'axe de rotation. D'autre part, il n'est pas souhaitable d'agrandir de trop les tôles de recouvrement, en raison du poids et de l'encombrement. En tenant compte d'une épaisseur de matériau minimum pour la zone d'assemblage des pièces entretoises dans les tôles de recouvrement, il en résulte ainsi que dans le cas de l'état actuel de la technique, les évidements s'étendant dans la direction périphérique, doivent se situer à l'extérieur de la zone des éléments de ressort. L'angle maximal de rotation relative des dispositifs d'amortissement de torsion de l'état de la technique est de ce fait limité à la zone angulaire entre deux éléments de ressort. 3 2781027 Aussi, le but de l'invention consiste-t-il à proposer un dispositif d'amortissement de torsion, qui, pour une même stabilité et de mêmes dimensions, peut effectuer un angle de rotation relative nettement plus important. Un autre but de l'invention consiste à garantir, pour des angles de rotation relative usuellement petits de dispositifs d'amortissement de torsion, une stabilité sensiblement plus élevée. La présente invention prévoit pour atteindre les buts recherchés, de choisir la distance radiale, définie par les pièces entretoises, entre la zone d'assemblage et l'axe de rotation, de façon à ce qu'elle diffère de la distance radiale entre la zone de liaison et l'axe de rotation. La zone de liaison peut ainsi être agencée, en occupant un encombrement réduit, radialement à l'extérieur de la zone des éléments de ressort. L'angle maximal de rotation relative n'est ainsi plus limité à la zone angulaire entre deux éléments de ressort, et peut être augmenté de manière sensible, sans dégrader la stabilité du dispositif d'amortissement de torsion. De la même façon, en renonçant à des angles de rotation relative plus grands, il est possible d'augmenter sensiblement la stabilité d'un dispositif d'amortissement de torsion. La pièce intérieure peut être sensiblement de forme circulaire, et les pièces entretoises peuvent être disposées de façon telle, qu'elles s'étendent radialement à l'extérieur de la pièce intérieure. Selon un mode de réalisation préféré, il est prévu dans la pièce intérieure, au moins un évidemment s'étendant le long de la périphérie et au travers duquel s'étendent les pièces entretoises. De cette manière, la 4 2781027 pièce intérieure peut être fabriquée de façon à être plus stable dans des zones critiques. Par ailleurs, en vue d'augmenter l'angle de rotation relative, on disposera l'évidement radialement à l'extérieur de la zone de l'élément de ressort, pour étendre ainsi l'évidement, dans la direction périphérique, jusque dans la zone des éléments de ressort. L'évidement peut, par exemple, être une ouverture ou une encoche de la partie intérieure, telle qu'une fente s'étendant dans la direction périphérique ou un trou oblong qui s'étend dans la direction périphérique. Selon un mode de réalisation préféré, l'évidement est prévu à la périphérie extérieure de la pièce intérieure, o il peut être réalisé de manière particulièrement rapide et économique. Les pièces entretoises, en-dehors du maintien de l'espacement entre les tôles de recouvrement, peuvent également fixer celles-ci en rotation l'une par rapport à l'autre, lorsque les zones d'assemblage des pièces entretoises sont emmanchées dans des ouvertures ajustées dans les tôles de recouvrement, tel que cela est prévu selon une configuration. Il est possible de prévoir des liaisons par emmanchement par l'intermédiaire desquelles, une ou plusieurs pièces entretoises sont liées, d'un côté ou des deux côtés, respectivement à l'une des tôles de recouvrement ou aux deux. Selon une configuration de l'invention, la liaison par emmanchement de la pièce entretoise ou des pièces entretoises avec l'une au moins 2781027 des tôles de recouvrement reste conservée à l'état monté. Lorsqu'une fixation axiale d'une tôle de recouvrement par les pièces entretoises est superflue, par exemple lorsque la fixation axiale est effectuée par une autre pièce, la liaison par emmanchement peut être utilisée sans autre usinage pour le dispositif d'amortissement de torsion dont le montage est achevé. La fixation axiale peut, par exemple, être effectuée par un dispositif de friction de construction appropriée. La fixation d'une tôle de recouvrement peut naturellement également être effectuée par une liaison par adhérence ou une liaison par complémentarité de forme. Si les zones d'assemblage des pièces entretoises sont fixées par matage dans des ouvertures des tôles de recouvrement, il est possible de renoncer à un dispositif de fixation, qui empêche la séparation des tôles de recouvrement axialement vers l'extérieur. Par ailleurs, selon une configuration avantageuse, on réalise au moins une pièce entretoise de façon à ce qu'elle interagisse avec un élément de butée de la pièce intérieure. De cette manière, il est possible de réaliser avec les dispositifs existants, un système de butée pour la protection à l'encontre d'une rotation relative excessive. Ainsi, la zone de liaison d'une pièce entretoise peut, par exemple, interagir avec l'élément de butée de la pièce intérieure. Selon un mode de réalisation préféré, l'élément de butée est simplement constitué par une face frontale de l'évidement, ce qui permet, sans opération de travail supplémentaire, de former un élément de butée approprié sur la pièce intérieure. 6 2781027 La position d'au moins une pièce entretoise par rapport aux fenêtres d'éléments de ressort et par rapport à l'axe de rotation, peut de préférence être définie sans équivoque par la forme de la zone d'assemblage. Une configuration avantageuse dans ce cas, consiste à ne pas conférer à la zone d'assemblage d'au moins une pièce entretoise, prévue en tant que partie du dispositif de butée, une configuration à symétrie de rotation par rapport à un axe qui est parallèle à l'axe de rotation. Cela permet d'empêcher une rotation relative de la pièce entretoise sous l'effet d'une sollicitation par un couple. Selon un mode de réalisation préféré, les pièces entretoises ou au moins une pièce entretoise présentent une configuration en forme de U, en vue d'obtenir des pièces entretoises à zone de liaison et zone d'assemblage séparées, qui ne sont constituées que d'une seule pièce, et sont de ce fait plus stables et plus économiques que des pièces assemblées. Pour réaliser une configuration avantageuse, il est possible d'utiliser des pièces entretoises dont la section transversale présente, transversalement à la direction périphérique, au moins deux sections transversales différentes. En outre, il s'avère avantageux que la zone centrale de la pièce entretoise en forme de U, soit sensiblement orientée radialement vers l'extérieur, dans l'état monté. Ainsi, il est possible, pour une déformation relative faible de la pièce entretoise, d'obtenir une distance importante entre la zone d'assemblage et la zone de liaison, ce qui permet de 7 2781027 gagner de l'espace pour de grands angles de rotation relative, et des épaisseurs de matériau importantes et ainsi une grande stabilité. Le même avantage est obtenu pour une zone centrale d'une pièce entretoise en forme de U, orientée radialement vers l'intérieur, pour un autre mode de réalisation, pour lequel les pièces entretoises sont placées sur un rayon qui est plus petit que celui des fenêtres d'éléments de ressort. L'important en ce qui concerne la configuration avantageuse de l'invention, est que l'évidement soit le plus éloigné possible des fenêtres d'éléments de ressort. Dans la suite, on va décrire plus en détail, en tant que modes de réalisation préférés, des disques d'embrayage présentant des configurations du dispositif d'amortissement de torsion, ces modes de réalisation étant représentés sur les dessins annexés, qui montrent: Fig. 1 vue de face et coupe longitudinale d'un disque d'embrayage montrant une configuration du dispositif d'amortissement de torsion, certaines zones étant en coupe; Fig. 2 coupe longitudinale d'un autre disque d'embrayage montrant une autre configuration du dispositif d'amortissement de torsion; Fig. 2a vue de face du disque d'embrayage selon la figure 2; Fig. 3 représentation de principe d'une configuration du dispositif d'amortissement de torsion comprenant un évidement situé radialement à l'intérieur, en vue de face; 8 2781027 Fig. 4 représentation de principe d'un disque d'embrayage montrant une configuration du dispositif d'amortissement de torsion présentant de grosses sections de matériau, en vue de face. Dans la suite on va décrire plus en détail, le mode de construction et le fonctionnement du disque d'embrayage de la figure 1. Le moyeu 10 relie le disque d'embrayage, par l'intermédiaire d'une denture 11, de manière fixe en rotation, exception faite du jeu de rotation relative, et de manière axialement coulissante, à un arbre de boite de vitesses ou à un arbre de transmission, se situant dans la direction de l'axe de rotation 8. Le disque d'embrayage est constitué d'un disque de moyeu 4 de forme annulaire, qui est relié au moyeu 10, dans une large mesure de manière fixe en rotation, par l'intermédiaire d'une denture 11, et de deux tôles de recouvrement 2 et 3 reliées l'une à l'autre de manière fixe en rotation. Ces dernières peuvent effectuer une rotation relative par rapport au disque de moyeu 4, autour de l'axe de rotation 8, le dispositif de ressort de charge 13 opposant une force élastique à cette torsion, par l'intermédiaire des éléments de ressort 7 agissant dans la direction périphérique. Les éléments de ressort 7 se trouvent dans des fenêtres d'éléments de ressort 6 dans le disque de moyeu 4 et respectivement des fenêtres d'éléments de ressort 17 dans les tôles de recouvrement 2 et 3. La liaison fixe de rotation entre les tôles de recouvrement 2 et 3 est engendrée par des pièces entretoises 1, qui sont assemblées de manière fixe en rotation dans les tôles de recouvrement 2 et 3, et 9 2781027 s'étendent au travers d'un évidement 5 dans le disque de moyeu 4. Le présent exemple utilise des pièces entretoises 1 en forme de U, ce qui permet de placer l'évidement 5 radialement à l'extérieur de la zone des fenêtres d'éléments de ressort 6. Les évidements 5 peuvent ainsi s'avancer dans la direction périphérique, jusque dans la zone des fenêtres d'éléments de ressort 6. Par adaptation de la grandeur de l'évidement et de la courbe caractéristique d'élasticité des ressorts, il est possible, au choix, de prévoir de butées, ou également de réaliser une pure liberté de pivotement du dispositif d'amortissement de torsion. A titre d'exemple, il est possible, tel que cela est indiqué sur la figure 1, que les faces frontales 9 des extrémités de chaque évidement IS 5 réalisent, avec les zones de liaison des pièces entretoises 1, une butée de limitation, qui protège le dispositif d'amortissement de torsion d'une rotation relative excessive. Il est à noter ici, que sur une pièce entretoise 1 utilisée en tant qu'élément de butée, il s'exerce, en fonctionnement, un couple, dès que cette pièce entretoise entre en contact avec l'élément de butée sur la pièce intérieure. La pièce entretoise 1 peut toutefois, tel que cela est représenté par exemple sur la figure 1, par une zone d'assemblage sans symétrie de rotation, à savoir par des zones d'assemblage allongées ou en plusieurs parties, être placée entre les tôles de recouvrement 2 et 3. A la périphérie extérieure de la tôle de recouvrement 3, sont fixées les garnitures de friction 14. Les deux tôles de recouvrement sont guidées dans la direction radiale, par l'intermédiaire de l'anneau de palier 16, au niveau du diamètre intérieur de la tôle de recouvrement 3, de manière rotative par rapport au moyeu 10. Entre le disque de moyeu 4 et la tôle de recouvrement 3 est placé un dispositif de ressort de marche à vide 15 dans lequel deux autres tôles de recouvrement sont liées de manière 2781027 active à un autre disque de moyeu, par l'intermédiaire d'éléments de ressort. Par ailleurs, il est prévu un dispositif de friction à entraînement retardé. Dans la suite, on va décrire le fonctionnement du disque d'embrayage comportant un dispositif d'amortissement de torsion conforme à l'invention. Les oscillations de rotation de l'entraînement se transmettent par l'intermédiaire des garnitures de friction 14, aux tôles de recouvrement 2 et 3 auxquelles est ainsi conféré un mouvement de rotation périodiquement accéléré. En fonctionnement en marche à vide, les oscillations de rotation qui apparaissent, sont amorties dans ce mode de réalisation, par le dispositif de ressort de marche à vide 15. Les pièces constitutives 2, 3, 4 et 7 du dispositif de ressorts de charge 13 sont à considérer comme formant une unité rigide, en fonctionnement en marche à vide. Sous charge, suite à la rotation accélérée mentionnée plus haut, les éléments de ressort 7 sont sollicités par des forces agissant dans la direction périphérique, et modifient leur longueur conformément à leur caractéristique de ressort. Il en résulte la torsion des tôles de recouvrement 2 et 3 à l'encontre du disque de moyeu 4. Pendant que les tôles de recouvrement 2 et 3 tournent par rapport au disque de moyeu 4, les pièces entretoises 1 se déplacent dans et relativement par rapport aux évidements 5, dont la longueur périphérique peut ainsi fixer l'angle maximal de rotation relative. La force de rappel des éléments de ressort 7 agit sur le disque de moyeu 4, et est il 2781027 transmise par celui-ci au moyeu 10, après que le jeu de rotation relative ait été absorbé. Les figures 2 et 2a montrent un autre mode de réalisation de la présente invention. Dans ce cas, les garnitures de friction 14 ou les supports de garnitures avec garnitures de friction sont fixés au disque de moyeu 4. Les tôles de recouvrement 2 et 3 sont assemblées l'une à l'autre, comme dans la figure 1, par des pièces entretoises 1, et de ce fait les pièces entretoises s'étendent également au travers de l'évidement 5 dans le disque de moyeu 4. L'évidement 5 est ici, de ce fait, une ouverture en forme de fente. Dans ce cas, des couples de rotation et des oscillations de rotation sont transmis par l'intermédiaire des garnitures de friction 14, au disque intérieur 4, et ensuite, par l'intermédiaire du dispositif de ressorts de charge 13, aux tôles de recouvrement 2 et 3 et au moyeu 10. Le mode de fonctionnement du dispositif d'amortissement de torsion est sensiblement le même que dans le premier mode de réalisation. Pendant que les tôles de recouvrement 2 et 3 et la pièce intérieure 4 tournent relativement, les parties centrales à savoir la zone de liaison des pièces entretoises 1, se déplacent dans l'évidement 5 et relativement par rapport à celui- ci. Par l'utilisation de pièces entretoises 1 en forme de U, l'évidement 5 peut être déporté radialement vers l'extérieur. Comme le laisse entrevoir le dessin, l'ouverture peut ainsi s'étendre, dans la direction périphérique, jusque dans la zone des éléments de ressort 7. Les épaisseurs de matériau restent malgré 12, 2781027 tout importantes dans les tôles de recouvrement 2 et 3, dans la zone d'assemblage des pièces entretoises 1, tout comme dans le disque de moyeu 4, dans la zone des fenêtres d'éléments de ressort 6 et respectivement 17. Sur la figure 3, est représenté de manière schématique, encore un autre mode de réalisation, dans lequel les pièces entretoises 1 sont prévues radialement à l'intérieur de la zone des éléments de ressort 7 et des fenêtres d'éléments de ressort 6 et respectivement 17. Comme le laisse entrevoir le dessin, la zone de liaison ou de butée de la pièce entretoise 1 doit être décalée en direction de l'axe de rotation 8, par rapport à la zone d'assemblage, en vue de pouvoir obtenir l'angle de rotation relative important, souhaité, tout en conservant des sections de matériau importantes. Le concept de l'invention peut naturellement également servir à la seule amélioration de la stabilité, pour des angles de rotation relative relativement petits. La figure 4 montre, par exemple, le principe d'un mode de réalisation comprenant un évidement 5, qui sur le plan périphérique, est disposé en-dehors de la zone de l'élément de ressort 7, c'est à dire ne permettant pas d'angle de rotation relative nettement plus important, mais d'après lequel la zone d'assemblage et la zone de liaison ou de butée sont également séparées, en vue d'éloigner l'évidement 5 de la proximité de la fenêtre d'élément de ressort 6. Il est également possible de renoncer à l'évidement 5, et d'utiliser des pièces entretoises 1 comportant, placées sur des rayons différents, des zones 13 2781027 d'assemblage et de liaison qui s'étendent radialement à l'extérieur de la pièce intérieure. Si l'on utilise un évidement sous quelque forme que ce soit, celui-ci peut également être disposé de manière asymétrique, en vue de prendre en compte les couples différents en charge et en poussée. 14 2781027 REVENDICATIONS. 1. Dispositif d'amortissement de torsion dans la ligne de transmission d'un véhicule automobile, comprenant au moins deux tôles de recouvrement (2, 3) coaxiales, liées de manière fixe en rotation l'une à l'autre et maintenues à distance l'une de l'autre, qui peuvent tourner relativement, à l'intérieur d'une plage angulaire déterminée, par rapport à une pièce intérieure (4) située coaxialement à l'intérieur desdites tôles de recouvrement, la rotation relative se faisant autour de leur axe de rotation (8) commun, et qui sont reliées de manière élastique à cette pièce intérieure (4) par l'intermédiaire d'au moins un élément de ressort (7) agissant dans la direction périphérique, les tôles de recouvrement (2, 3) étant maintenues à distance l'une de l'autre par des pièces entretoises (1) placées transversalement à la direction périphérique, caractérisé en ce que la distance radiale, définie par les pièces entretoises (1), entre la zone d'assemblage et l'axe de rotation (8), diffère de la distance radiale entre la zone de liaison et l'axe de rotation (8). 2. Dispositif d'amortissement de torsion selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce intérieure (4) est sensiblement de forme circulaire. 3. Dispositif d'amortissement de torsion selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les pièces entretoises (1) s'étendent radialement à l'extérieur de la pièce intérieure (4). 2781027 4. Dispositif d'amortissement de torsion selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que la pièce intérieure (4) présente au moins un évidement (5) s'étendant le long de la périphérie et au travers duquel s'étendent les pièces entretoises (1). 5. Dispositif d'amortissement de torsion selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'évidement (5) est disposé radialement à l'extérieur de la zone de l'élément de ressort (7). 6. Dispositif d'amortissement de torsion selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que l'évidement (5) est usiné sous la forme d'une fente, dans la pièce intérieure (4). 7. Dispositif d'amortissement de torsion selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que l'évidement (5) est disposé à la périphérie extérieure de la pièce intérieure (4). 8. Dispositif d'amortissement de torsion selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la zone d'assemblage des pièces entretoises (1) est emmanchée dans des ouvertures correspondantes dans les tôles de recouvrement (2, 3). 9. Dispositif d'amortissement de torsion selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une au moins des pièces entretoises (1) est reliée, d'un côté ou des deux côtés, aux tôles de recouvrement (2, 3), par une liaison par emmanchement. 16 2781027 10. Dispositif d'amortissement de torsion selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que la liaison par emmanchement de la pièce entretoise (1) ou des pièces entretoises (1) avec l'une au moins des tôles de recouvrement (2, 3) reste conservée à l'état monté. 11. Dispositif d'amortissement de torsion selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une pièce entretoise (1) est reliée à l'une au moins des tôles de recouvrement (2, 3) par une liaison par adhérence. 12. Dispositif d'amortissement de torsion selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une pièce entretoise (1) est reliée à l'une au moins des tôles de recouvrement (2, 3) par une liaison par complémentarité de forme. 13. Dispositif d'amortissement de torsion selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une pièce entretoise (1) est fixée dans l'une au moins des tôles de recouvrement (2, 3) par matage. 14. Dispositif d'amortissement de torsion selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une pièce entretoise (1) interagit avec un élément de butée (9) de la pièce intérieure (4). 15. Dispositif d'amortissement de torsion selon la revendication 14, caractérisé en ce que la zone de liaison de la pièce entretoise (1) interagit avec l'élément de butée (9) de la pièce intérieure (4). t? 7 2781027 16. Dispositif d'amortissement de torsion selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce qu'une face frontale de l'évidement est réalisée en tant qu'élément de butée (9). 17. Dispositif d'amortissement de torsion selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la position d'au moins une pièce entretoise (1) par rapport à l'axe de rotation (8) et par rapport aux fenêtres d'éléments de ressort (17), est définie sans équivoque par la forme de la zone d'assemblage. 18. Dispositif d'amortissement de torsion selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la zone d'assemblage de ladite au moins une pièce entretoise (1) ne présente pas de symétrie de rotation par rapport à un axe parallèle à l'axe de rotation (8). 19. Dispositif d'amortissement de torsion selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la section transversale des pièces entretoises (1) présente, transversalement à la direction périphérique, au moins deux sections transversales différentes. 20. Dispositif d'amortissement de torsion selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une pièce entretoise (1) présente une configuration en forme de U. 18 2781027 21. Dispositif d'amortissement de torsion selon la revendication 20, caractérisé en ce que la zone centrale de la pièce entretoise (1) en forme de U, est sensiblement orientée radialement vers l'extérieur, dans l'état monté. 22. Dispositif d'amortissement de torsion selon la revendication 20, caractérisé en ce que la zone centrale de la pièce entretoise (1) en forme de U est sensiblement orientée radialement vers l'intérieur, dans l'état monté.