Brevet FR2787844A1 — publié le 20000630

Amortisseur de torsion pour un embrayage à friction, en particulier pour véhicule automobile L'invention concerne un amortisseur de torsion pour un embrayage à friction, en particulier pour véhicule automobile. De façon connue et comme décrit dans le document EP-0 488 859, un amortisseur de torsion du type concerné par l'invention comprend un amortisseur principal interposé entre un élément d'entrée tel qu'un disque de friction et un voile annulaire entourant un moyeu d'un arbre mené, des dentures formées sur le moyeu et sur le voile pour engrener l'une avec l'autre avec un jeu circonférentiel, et un pré-amortisseur interposé entre le voile et le moyeu et comprenant une bague annulaire solidaire en rotation du voile et délimitant avec le moyeu des logements pour des organes élastiques à action circonférentielle, tels par exemple que des ressorts. Le pré-amortisseur permet d'absorber les vibrations au régime de ralenti d'un moteur à combustion interne. Quand le couple transmis par l'embrayage augmente, les organes élastiques du pré- amortisseur sont comprimés et la denture du voile vient buter sur celle du moyeu, les chocs de ces dentures pouvant être relativement importants. Pour amortir ces chocs, on a prévu une rondelle de frottement (également appelée rondelle d'hystérésis ou rondelle tiroir) qui est en appui élastique sur une face radiale du voile annulaire et qui comporte une denture engrenant avec celle du moyeu, avec un jeu circonférentiel inférieur à celui qui est prévu entre les dentures du moyeu et du voile. Ainsi, cette rondelle de frottement ou rondelle tiroir est d'abord entraînée en rotation par le voile 2 2787844 annulaire au régime de ralenti, puis quand le couple transmis augmente, sa denture vient buter sur celle du moyeu alors que celle du voile annulaire est encore écartée de la denture du moyeu. A partir de ce moment, la venue en butée de la denture du voile sur celle du moyeu est freinée par le frottement du voile sur la rondelle tiroir, ce qui réduit les chocs entre les dentures du voile et du moyeu et évite les bruits correspondants. Dans certaines réalisations, cette rondelle tiroir est serrée entre le voile annulaire et une bague de frottement qui est interposée entre le voile et une rondelle de guidage solidaire du disque de friction, et qui est soumise à la force élastique développée par une rondelle Belleville placée entre cette bague de frottement et cette rondelle de guidage, le frottement de la bague sur le voile étant destiné à amortir les vibrations et les oscillations de couple absorbées par l'amortisseur principal. Dans ce cas, c'est la même force élastique développée par la rondelle Belleville précitée qui sert à créer le frottement de la rondelle tiroir sur le voile annulaire et celui de la bague de frottement sur le voile annulaire ou sur la rondelle de guidage solidaire du disque de friction, alors que les phénomènes destinés à être amortis par ces frottements sont très différents en intensité et en énergie. Dans une autre réalisation, la rondelle tiroir frottant sur le voile annulaire lors du fonctionnement du pré-amortisseur, est associée à une rondelle de répartition et une rondelle élastique telle qu'une rondelle Belleville et cet empilement de trois rondelles est serré axialement entre le voile 3 2787844 annulaire et une bague de frottement interposée entre ce voile et une rondelle de guidage solidaire du disque de friction, pour amortir les vibrations et oscillations absorbées par l'amortisseur principal. Dans ce cas, lorsque la denture de la rondelle tiroir est en butée sur celle du moyeu, la venue en butée de la denture du voile sur celle du moyeu peut produire des bruits désagréables, du fait du frottement de la rondelle de répartition sur la rondelle Belleville et/ou de la rondelle Belleville sur la bague de frottement. L'invention a notamment pour but d'éviter les inconvénients de ces réalisations connues, tout en conservant leurs avantages respectifs et sans augmenter pour autant la complexité ou le coût de l'amortisseur de torsion. Elle propose, à cet effet un amortisseur de torsion pour un embrayage à friction, en particulier pour véhicule automobile, comprenant un amortisseur principal interposé entre un élément d'entrée tel qu'un disque de friction et un voile annulaire entourant un moyeu d'un arbre mené, des dentures formées sur le moyeu et sur le voile pour engrener avec un jeu circonférentiel, un pré-amortisseur interposé entre le voile et le moyeu et comprenant une bague annulaire solidaire en rotation du voile et délimitant avec le moyeu des logements pour des organes élastiques à action circonférentielle, et une rondelle élastique d'application d'une rondelle de frottement sur le voile annulaire, les deux rondelles étant axialement interposées entre le voile et la bague annulaire du pré-amortisseur, la rondelle de frottement comprenant une denture engrenant avec celle du moyeu avec un jeu circonférentiel inférieur 4 2787844 au jeu précité pour freiner les chocs de la denture du voile sur celle du moyeu, caractérisé en ce que ladite rondelle élastique est solidaire en rotation de la bague annulaire du pré-amortisseur et comprend une face d'appui sur la rondelle de frottement et des doigts radiaux, appliqués sur ladite bague annulaire. Dans cet amortisseur, la rondelle élastique agissant sur la rondelle de frottement est solidaire en rotation de la bague annulaire du préamortisseur et ne peut donc frotter sur celle-ci quand la denture du voile annulaire vient en butée sur celle du moyeu. De plus, la force d'application de la rondelle de frottement sur le voile annulaire est déterminée par la rondelle élastique associée à cette rondelle de frottement et non pas par la rondelle Belleville associée à la bague de frottement de l'amortisseur principal. Avantageusement, les doigts radiaux de la rondelle élastique forment des lames de ressort, déterminant la force d'appui de la rondelle de frottement sur le voile. Selon une autre caractéristique de l'invention, la bague annulaire précitée et la rondelle élastique sont solidarisées en rotation par les doigts radiaux de la rondelle élastique, qui coopèrent par butée avec des creux et/ou des saillies d'une face d'extrémité de cette bague annulaire. Les doigts radiaux de la rondelle élastique ont ainsi une fonction multiple d'appui élastique sur la bague annulaire et de liaison en rotation avec celle- ci, et la force exercée par la rondelle élastique est déterminée par la profondeur des creux de la face d'extrémité de la bague annulaire qui reçoivent les doigts radiaux de la rondelle élastique. En réglant 2787844 la profondeur de ces creux, on règle la force élastique exercée par la rondelle. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, les doigts radiaux de la rondelle élastique sont groupés par paires et s'étendent, dans chaque paire, de part et d'autre d'un téton axial formé en saillie sur une face d'extrémité de la bague pour la solidariser en rotation avec le voile précité. On tire alors parti des organes qui solidarisent en rotation la bague annulaire et le voile annulaire précités pour solidariser en rotation la rondelle élastique avec la bague annulaire. Avantageusement, la face d'appui de la rondelle élastique sur la rondelle de frottement est convexe, par exemple de forme torique. Cela permet un appui élastique correct de la rondelle de frottement sur le voile annulaire tout en réduisant les frottements entre cette face de la rondelle élastique et la rondelle de frottement. Dans l'amortisseur selon l'invention, la bague annulaire précitée constitue un organe de frottement serré entre le voile annulaire et une rondelle de guidage sur laquelle est fixé le disque de friction de l'embrayage, et elle comporte un rebord périphérique axial d'appui sur le voile annulaire, ce rebord périphérique délimitant un logement cylindrique dans lequel sont reçues la rondelle élastique et la rondelle de frottement précitées. Cette solution intéressante par sa compacité axiale facilite le montage de la rondelle élastique et de la rondelle de frottement dans l'amortisseur selon l'invention et évite en outre toute interférence entre la rondelle de frottement et la bague annulaire précitée. 6 2787844 L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un amortisseur de torsion selon l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective éclatée de la bague annulaire, de la rondelle élastique et de la rondelle de frottement selon l'invention; la figure 3 est une demi-vue schématique, en coupe radiale, permettant d'expliciter le fonctionnement de la rondelle de frottement; - la figure 4 est une vue schématique partielle en coupe axiale d'une variante de réalisation de l'invention. De façon très générale, un embrayage à friction, notamment pour véhicule automobile, comprend un disque portant des garnitures de friction qui sont serrées entre un volant relié à l'arbre moteur et un plateau de pression commandé par un mécanisme d'embrayage, pour transmettre un couple de rotation à un arbre mené, tel par exemple que l'arbre d'entrée d'une boite de vitesses. Un amortisseur de torsion est interposé entre le disque de friction et l'arbre mené pour absorber les vibrations et les oscillations de couple, et comprend en général un amortisseur principal 10 qui est interposé entre le disque 12 portant les garnitures de friction et un voile annulaire 14 entourant un moyeu 16 solidaire en rotation de l'arbre mené 18, et un pré-amortisseur 20 agissant entre le voile annulaire 14 et le moyeu 16. 7 2787844 Le voile annulaire 14 comprend une denture périphérique interne 22 qui engrène avec un jeu circonférentiel prédéterminé avec une denture périphérique externe 24 du moyeu 16 (figure 3) et des organes élastiques à action circonférentielle, tels que des ressorts hélicoïdaux 26 à faible raideur (figure 1), sont interposés entre le voile annulaire 14 et le moyeu 16 pour absorber les vibrations au régime de ralenti du moteur à combustion interne auquel est associé l'embrayage. De même, des ressorts hélicoïdaux 28 à forte raideur sont interposés entre le voile annulaire 14 et le disque de friction 12 pour absorber les vibrations et les oscillations de couple aux autres régimes de fonctionnement du moteur. Plus précisément, les ressorts 28 sont logés dans des lumières allongées 30 du voile 14 et sont maintenus dans des ouvertures formées dans deux rondelles de guidage 32 et 34 parallèles, situées de part et d'autre du voile 14 et reliées rigidement l'une à l'autre par des colonnettes non représentées, l'une 32 de ces rondelles de guidage portant le disque 12 qui est fixé à sa périphérie interne sur cette rondelle 32. Les lumières 30 du voile et les ouvertures (ici en forme de fenêtres) des rondelles de guidage 32, 34 peuvent être remplacées respectivement par des échancrures ouvertes vers l'extérieur et par des emboutis. De façon similaire, les ressorts 26 du pré- amortisseur 20 sont reçus dans des logements en forme d'échancrures ouvertes radialement d'un côté, qui sont délimités, d'une part, par une denture interne d'une bague annulaire 36 solidaire en rotation du voile 14 et, d'autre part, par une denture externe 8 2787844 d'une bague 38 montée fixe en rotation sur le moyeu 16, cette bague 38 faisant également office de palier conique de support et de guidage de la rondelle 32 sur laquelle est fixé le disque de friction 12. De façon connue, cet amortisseur de torsion fonctionne de la façon suivante: Au régime de ralenti du moteur à combustion interne, le disque de friction 12 et ses rondelles de guidage 32 et 34 sont solidaires en rotation du voile 14, en raison de la forte raideur des ressorts 28, et la rotation du voile 14 est transmise au moyeu 16 de l'arbre mené 18 par l'intermédiaire des ressorts 26 du pré-amortisseur 20, qui absorbent les vibrations. Quand le couple de rotation transmis par l'embrayage augmente, les ressorts 26 du pré- amortisseur sont comprimés jusqu'à ce que la denture 22 du voile 14 vienne en appui sur la denture externe 24 du moyeu 16 qui est alors lié en rotation au voile 14, les vibrations et les oscillations de couple étant alors absorbées par les ressorts 28 de l'amortisseur principal jusqu'à ce que ces ressorts soient comprimés au maximum, le voile 14 devenant alors lié en rotation aux rondelles de guidage 32 et 34 et au disque de friction 12. En variante, ce sont les colonnettes de liaison des rondelles 32, 34 qui limitent le débattement angulaire entre le voile et ces rondelles. De façon également connue, une rondelle plate de frottement ou rondelle tiroir 40 est associée au voile annulaire 14 pour freiner les chocs de sa denture 22 sur la denture 24 du moyeu 16, qui sont provoqués par une augmentation du couple de rotation transmis par l'embrayage. La rondelle 40 entoure la denture 24 du moyeu 16 et comporte elle- même à sa périphérie interne une 9 2787844 denture 42 qui engrène avec la denture 24 du moyeu, avec un jeu circonférentiel prédéterminé inférieur au jeu circonférentiel entre les dentures 22 et 24 du voile 14 et du moyeu 16, comme on peut le voir sur la figure 3. Cette rondelle 40, qui est interposée entre le voile 14 et le pré-amortisseur 20, est appliquée sur le voile par une rondelle élastique 44 du type rondelle Belleville. Selon l'invention, la rondelle 44 prend appui, à sa périphérie externe, sur la bague annulaire 36 du pré-amortisseur 20 et, à sa périphérie interne, sur la rondelle tiroir 40 pour l'appliquer élastiquement sur le voile annulaire 14. La périphérie externe de la rondelle élastique 44 est formée avec des doigts radiaux 46, groupés par paires comme représenté en figure 2, qui sont pliés ou coudés en forme de dièdre dont les sommets sont tournés vers la bague annulaire 36, et qui s'engagent, avec un jeu circonférentiel sensiblement nul, de part et d'autre de tétons axiaux 48 formés en saillie sur une face d'extrémité de la bague 36 pour la solidariser en rotation avec le voile 14, ces tétons 48 étant engagés dans des orifices correspondants du voile. Les doigts radiaux 46 de la rondelle 44 forment des lames de ressort et déterminent en majeure partie l'élasticité de cette rondelle. Comme on le voit en figure 2, les tétons 48 de la bague 36 ont des méplats latéraux, formant des surfaces de guidage des doigts 46 de la rondelle 44. A sa périphérie interne, la rondelle élastique 44 est de forme incurvée en direction radiale, par exemple de forme torique, sa face d'appui sur la rondelle d'appui 40 étant convexe. Dans le mode de réalisation représenté, la face d'extrémité de la 2787844 bague 36 tournée vers le voile annulaire 14 est formée avec un rebord périphérique axial 50 délimitant un logement cylindrique 52 dans lequel sont reçues la rondelle élastique 44 et la rondelle tiroir 40, ce qui permet à cette dernière d'être appliquée sur le voile annulaire 14 sans être comprimée axialement par la bague 36 et en étant donc soumise uniquement à la force axiale développée par la rondelle élastique 44. On évite également ainsi tout risque de frottement parasite entre la rondelle tiroir 40 et la bague annulaire 36. Des découpes 54 sont formées dans le rebord 50 pour le passage des doigts radiaux 46 de la rondelle 44, ces découpes débouchant sur des surfaces radiales planes 56 de la bague 36, s'étendant de part et d'autre des tétons 48 et servant de faces d'appui aux sommets des dièdres formés par les doigts 46. La profondeur des découpes 54 permet de régler la charge élastique exercée par la rondelle 44. De façon déjà connue, la bague annulaire 36 est serrée axialement entre le voile annulaire 14 et la rondelle 32 de guidage du disque 12, par l'intermédiaire d'une rondelle de frottement 58 et d'une rondelle Belleville 60 interposée entre le voile annulaire 14 et l'autre rondelle de guidage 32. Une autre rondelle de frottement 62 associée à une autre rondelle Belleville 64 est prévue entre la deuxième rondelle de guidage 34 et une face d'extrémité du moyeu 16, les rondelles 62, 64 étant entourées par les rondelles 58, 60. Dans cet amortisseur de torsion, le fonctionnement de la rondelle tiroir 40 est le suivant: Au régime de ralenti, la denture 22 du voile 14 et la denture 42 de la rondelle tiroir 40 restent écartées de la denture 24 du moyeu 16, comme représenté en figure 3. Quand le couple transmis augmente, les ressorts 26 du pré-amortisseur sont comprimés et les dentures 22 du voile 14 et 42 de la rondelle tiroir 40 se déplacent dans le sens indiqué par la flèche en figure 3, par rapport au moyeu 16, la rondelle tiroir 40 étant appliquée à pression sur le voile annulaire 14 par la rondelle élastique 44 qui est solidaire en rotation de la bague annulaire 36 elle-même solidaire en rotation du voile 14, de sorte que, dans ces conditions, la rondelle tiroir 40 est solidaire en rotation du voile 14. Quand le couple transmis augmente, la denture 42 de la rondelle tiroir 40 vient buter sur la denture 24 du moyeu 16, de sorte que la rondelle tiroir 40 devient alors solidaire en rotation du moyeu 16. Quand le couple transmis augmente encore, la denture 22 se rapproche de la denture 24 du moyeu 16 jusqu'à venir en butée sur celle-ci, mais ce mouvement est freiné par le frottement du voile 14 sur la rondelle tiroir 40, l'importance de ce frottement étant déterminée par la force axiale développée par la rondelle élastique 44. Le frottement de la rondelle 62 sur la face d'extrémité du moyeu 16 contribue également à freiner la rotation du voile annulaire 14 par rapport au moyeu 16. Dans cette réalisation, la bague annulaire 36 est en matière plastique moulable, la bague 38 est en matière plastique moulable ou en matériau fritté, et les rondelles 40 et 44 sont métalliques, comme le voile annulaire 14, ce qui permet d'obtenir un fort coefficient de frottement par contact métal sur métal et un freinage important du voile 14. 12 2787844 Les découpes 54 du rebord 50 permettent de loger la rondelle élastique 44 et la rondelle de frottement à l'intérieur de la bague 36. Le nombre des ressorts 26 et 28 précités dépend des applications. Dans le mode de réalisation décrit et représenté, quatre ressorts 26 sont prévus et sont disposés dans quatre logements (non référencés) de la bague 36 (figure 2). Le moyeu 16 est l'élément de sortie de l'amortisseur de torsion, dont l'élément d'entrée est le disque 12 équipé de garnitures de friction. En variante, le disque 12 ou un prolongement de la rondelle de guidage 32 peut être fixé directement sur le volant moteur. Dans le mode de réalisation des figures 1 à 3, la bague 38 du préamortisseur engrène avec la denture 24 du moyeu 16 grâce à des pattes axiales s'étendant dans les échancrures définies par la denture 24, dont le diamètre extérieur est égal à celui de la bague 38 et de ses pattes axiales. Dans la variante de réalisation de la figure 4, o les éléments correspondant à ceux des figures 1 à 3 sont désignés par les mêmes références augmentées d'une centaine, le pré-amortisseur ne comprend qu'une bague annulaire 136 réalisée en une matière moulable telle qu'une matière plastique et comprenant des tétons axiaux 148 de liaison en rotation avec le voile annulaire 114, ces tétons 148 pénétrant dans des échancrures ou encoches 149 formées dans les fenêtres 130 du voile (ce qui permet de supprimer les trous formés dans le voile 14 pour la réception des tétons 48 du mode de réalisation des figures 1 à 3). Ces tétons 148 sont profilés extérieurement pour épouser la forme des ressorts 128. 13 2787844 On notera également que, dans la réalisation de la figure 4, la disposition des rondelles 162 et 164 est inversée par rapport à celle de la figure 1, et que la rondelle 158 est calée en rotation sur les ressorts 128 de l'amortisseur principal et présente à cet effet au moins un bras radial 159 qui pénètre dans une fenêtre 130 du voile 114. Le moyeu 116 est étagé en diamètre à sa périphérie externe pour former des échancrures de logement des ressorts 126 du pré- amortisseur et comporte une denture 124 de longueur axiale réduite engrenant avec la denture 122 du voile 114. La bague 136 forme palier et coopère avec un rebord cylindrique radialement interne de la rondelle de guidage 132. La bague 136 est également formée avec une portée tronconique interne qui coopère avec une partie tronconique complémentaire du moyeu 116. La rondelle de frottement 140 est appliquée sur le voile 114 par la rondelle élastique 144 en forme de rondelle Belleville qui comporte des doigts radiaux 146 élastiquement déformables formant ressort et s'étendant dans des découpes 154 d'un rebord périphérique axial 150 de la bague 136, ce rebord 150 venant en appui sur le voile 114. Pour le reste, le mode de réalisation de la figure 4 correspond à celui des figures 1 à 3 et le fonctionnement est identique à celui précédemment décrit. 14 2787844 REVENDICATIONS 1 - Amortisseur de torsion pour un embrayage à friction, en particulier pour véhicule automobile, comprenant un amortisseur principal (10) interposé entre un élément d'entrée tel qu'un disque de friction (12) et un voile annulaire (14, 114) entourant un moyeu (16, 116) d'un arbre mené (18), des dentures (22, 24; 122, 124) formées sur le moyeu et sur le voile pour engrener avec un jeu circonférentiel, un pré-amortisseur (20) interposé entre le voile (14, 114) et le moyeu (16, 116) et comprenant une bague annulaire (36, 136) solidaire en rotation du voile et délimitant avec le moyeu des logements pour des organes élastiques (26, 126) à action circonférentielle, et une rondelle élastique (44, 144) d'application d'une rondelle de frottement (40, 140) sur le voile (14, 114), ces deux rondelles étant axialement interposées entre le voile et la bague annulaire (36, 136) du pré-amortisseur et la rondelle de frottement (40, 140) comprenant une denture (42, 142) engrenant avec la denture précitée (24, 124) du moyeu avec un jeu circonférentiel inférieur au jeu circonférentiel précité pour freiner les chocs de la denture (22, 122) du voile sur celle du moyeu, caractérisé en ce que ladite rondelle élastique (44, 144) est solidaire en rotation de la bague annulaire (36, 136) du pré-amortisseur et comprend une face d'appui sur la rondelle de frottement (40, 140) et des doigts radiaux (46, 146) appliqués sur ladite bague annulaire (36, 136). 2 - Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague annulaire (36, 136) et la rondelle élastique (44, 144) sont solidarisées en 2787844 rotation par les doigts radiaux (46, 146) de la rondelle élastique, qui coopèrent par butée avec des creux et/ou des saillies d'une face d'extrémité de la bague annulaire (36, 136). 3 - Amortisseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les doigts radiaux (46, 146) de la rondelle élastique forment des lames de ressort. 4 - Amortisseur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les doigts radiaux (46) de la rondelle élastique (44) sont groupés par paires et s'étendent, dans chaque paire, de part et d'autre d'un téton axial (48) formé en saillie sur une face d'extrémité de la bague (36) pour la solidariser en rotation avec le voile (14). - Amortisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les doigts radiaux (46) de la rondelle élastique (44) sont coudés ou pliés en forme de dièdre dont les sommets sont appliqués sur des surfaces radiales planes (56) d'une face d'extrémité de la bague annulaire (36). 6 - Amortisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face d'appui de la rondelle élastique (44) sur la rondelle de frottement (40) est convexe. 7 - Amortisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bague annulaire (36, 136) constitue un organe de frottement serré entre le voile annulaire (14, 114) et une rondelle de guidage (32, 132) sur laquelle est fixé le disque de friction (12), et comporte un rebord périphérique 1 6 2787844 axial (50, 150) d'appui sur le voile annulaire (14, 114), ce rebord périphérique délimitant un logement cylindrique (52) dans lequel sont reçues la rondelle élastique (44, 144) et la rondelle de frottement (40, 140) précitées. 8 - Amortisseur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les doigts radiaux (46, 146) de la rondelle élastique s'étendent dans des découpes (54, 154) formées dans un rebord périphérique (50, 150) de la bague annulaire (36, 136).