Brevet FR2796434A1 — publié le 20010119

L'invention concerne un volant flexible pour un embrayage, en particulier pour véhicule automobile. De façon connue, un volant flexible d'un embrayage à friction comprend un disque flexible fixé à sa périphérie interne sur un arbre moteur, par exemple sur un vilebrequin d'un moteur à combustion interne, et fixé à sa périphérie externe sur un plateau faisant partie de l'embrayage à friction. Le disque précité est flexible en direction axiale et rigide dans le sens circonférentiel, respectivement pour l'absorption de vibrations de flexions transmises par l'arbre moteur et pour la transmission d'un couple moteur au plateau de l'embrayage. Il a été proposé (document US-A-5515745) d'interposer une rondelle élastique de butée entre le disque flexible et le plateau, cette rondelle étant fixée sur le disque par les vis de fixation du disque sur l'arbre moteur, et sa périphérie externe étant destinée à s'appliquer sur le plateau. Ce montage connu a pour fonction de solliciter élastiquement le disque flexible dans le sens l'écartant du plateau et de limiter sa déformation en flexion. Cette disposition ne permet toutefois pas de contrôler la force exercée sur le disque flexible par la rondelle élastique, dans la mesure où cette force varie avec la déformation de la rondelle. Cela a pour conséquence que l'absorption des vibrations en flexion par le volant flexible varie non seulement avec la fréquence, mais aussi avec l'amplitude des vibrations et qu'il n'est pas possible d'adapter ce montage connu à des modes vibratoires particuliers à absorber, comme c'est le cas par exemple dans des embrayages à volant flexible pour véhicule automobile où l'on a constaté l'existence de deux fréquences de résonance, l'une voisine de 100 Hz, l'autre voisine de 150 Hz avec un risque de couplage de ces fréquences et de génération de bruit. L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique à ce problème. Elle propose à cet effet un volant flexible pour embrayage, en particulier pour véhicule automobile, comprenant un disque flexible fixé à sa périphérie interne sur un arbre moteur et à sa périphérie externe sur un plateau d'un embrayage à friction, et des moyens élastiquement déformables agencés entre le disque flexible et le plateau pour exercer sur le disque flexible une force sensiblement axiale tendant à l'écarter du plateau, caractérisé en ce que lesdits moyens élastiquement déformables comprennent une rondelle élastique telle qu'une rondelle Belleville ou analogue, montée libre en translation et en rotation par rapport au disque flexible, des moyens de butée étant prévus sur le plateau pour centrer et retenir radialement ladite rondelle. Dans le volant flexible selon l'invention, la rondelle élastique qui n'est fixée ni sur le disque flexible ni sur le plateau et qui est maintenue radialement par les moyens de butée prévus sur le plateau, exerce sur le disque flexible une force élastique qui reste sensiblement constante quand la déformation axiale de la rondelle varie. I1 devient ainsi possible de contrôler la charge exercée sur le disque flexible du volant selon l'invention et de l'adapter aux modes vibratoires à absorber. Selon une autre caractéristique de l'invention, le plateau comporte un renfoncement de réception de ladite rondelle élastique, ce renfoncement étant centré sur l'axe de rotation et délimité par un épaulement ou rebord à contour circulaire coopérant par butée avec la périphérie externe de cette rondelle. La profondeur du renfoncement formé dans le plateau pour la réception de la rondelle élastique est déterminée par les caractéristiques de la rondelle élastique et des modes vibratoires à absorber. Selon encore d'autres caractéristiques de l'invention, une rondelle de frottement est interposée entre le disque flexible et la rondelle élastique, cette rondelle de frottement étant réalisée en matière plastique, en caoutchouc, en élastomère ou analogue, et étant immobilisée sur le disque flexible, par exemple par les moyens de fixation de ce disque sur l'arbre moteur. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, cette rondelle de frottement comporte des manchons ou des collets cylindriques orientés parallèlement à l'axe de rotation et recevant des moyens de fixation du disque flexible sur l'arbre moteur, par exemple des têtes de vis de fixation ou des bagues entourant les vis de fixation. Cette rondelle de frottement permet, par coopération avec la rondelle élastique dont le bord périphérique interne est en appui à contact glissant sur la rondelle de frottement, de freiner les mouvements relatifs entre le disque flexible et le plateau et donc d'amortir les vibrations de flexion transmises par l'arbre moteur au disque flexible. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront 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 embrayage à friction comprenant un volant flexible selon l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique en coupe axiale d'une variante de réalisation de ce volant flexible ; - la figure 3 est une vue schématique en perspective d'une variante de réalisation de la rondelle de frottement utilisée dans ce volant flexible. Dans l'exemple de réalisation de la figure 1, un embrayage à friction est monté entre un arbre moteur 10, tel que le vilebrequin d'un moteur à combustion interne, et un arbre mené (non représenté) tel que l'arbre d'entrée d'une boîte de vitesses, qui est solidaire en rotation d'un moyeu 12 relié par un amortisseur de torsion 14 à un disque de friction 16 portant des garnitures de friction 18 interposées entre un plateau de pression 20 et un plateau de réaction 22. Les garnitures de friction 18 sont serrées sur le plateau de réaction 22 par le plateau de pression 20 soumis à la poussée axiale de moyens embrayeurs 24 formés, dans cet exemple, par la partie périphérique radialement externe d'un diaphragme annulaire 26 porté, par exemple au moyen de colonnettes 28, par un couvercle d'embrayage 30. Celui-ci est fixé sur le plateau de réaction 22 et porte le plateau de pression 20 qui est solidaire en rotation du couvercle 30 et déplaçable axialement par rapport à celui-ci. La partie radialement interne du diaphragme 26 est formée de doigts radiaux 32 sur l'extrémité desquelles est appliquée une butée de débrayage 34 déplaçable en translation le long de l'axe de rotation 36 de l'embrayage au moyen d'une commande telle par exemple qu'une fourchette de débrayage 38 articulée sur une rotule 40 portée par le carter 42 de la boîte de vitesses. Pour ce faire la butée 34 comporte un manchon coulissant axialement le long d'un tube de guidage fixe traversé par l'arbre mené. En moitié supérieure de la figure 1, la butée de débrayage 34 a été poussée par la fourchette 38 en direction de l'arbre moteur 10 et a fait basculer le diaphragme 26 autour de son appui sur le couvercle d'embrayage 30. Dans cette position, aucune force axiale n'est plus exercée sur le plateau de pression 20 par le diaphragme 26 et le plateau de pression 20 est rappelé axialement vers le couvercle 30 par des moyens tels que des languettes élastiquement déformables 29 le reliant au couvercle. Les garnitures de friction n'étant plus serrées entre les plateaux 20 et 22, aucun couple de rotation n'est transmis à l'arbre mené par l'ensemble formé du disque 16, de l'amortisseur de torsion 14 et du moyeu 12. En moitié inférieure de la figure 1, la butée de débrayage 34 a été déplacée dans le sens opposé à l'arbre moteur 10 par la fourchette 38, et le diaphragme 26 exerce une poussée axiale sur le plateau de pression 20 pour le serrage des garnitures de friction sur le plateau de réaction 22. I1 y a alors transmission d'un couple de rotation à l'arbre mené, par l'ensemble formé du disque 16, de l'amortisseur de torsion 14 et du moyeu 12. Le plateau de réaction 22 fait partie d'un volant flexible destiné à absorber et à amortir les vibrations de flexion transmises par l'arbre moteur 10. Ce volant flexible comprend essentiellement un disque flexible 44 dont la périphérie interne est fixée par des vis 46 sur une extrémité de l'arbre moteur 10 et dont la périphérie externe est fixée par des vis 48 sur le plateau de réaction 22. De façon connue, le disque flexible 44 comporte trois parties annulaires coaxiales 50, 52, 54 décalées axialement les une par rapport aux autres, la partie annulaire interne 50 étant fixée sur l'extrémité de l'arbre moteur 10, la partie annulaire intermédiaire 52 étant décalée axialement par rapport à la partie interne 50 dans le sens opposé à l'arbre moteur 10, et la partie annulaire externe 54 étant décalée axialement par rapport à la partie annulaire intermédiaire 52 dans le même sens, ces trois parties annulaires étant reliées par des zones annulaires tronconiques. Le disque 44 agit donc à l'encontre de la force de débrayage. Une rondelle Belleville 56 est interposée entre le disque flexible 44 et le plateau de réaction 22, plus précisément entre la partie périphérique radialement interne du plateau 22 et la partie annulaire intermédiaire 52 du disque flexible 44, au voisinage immédiat de la zone annulaire tronconique reliant cette partie intermédiaire 52 à la partie annulaire interne 50 du disque flexible 44. Un renfoncement annulaire 58 est formé dans la face du plateau 22 tourné vers le disque flexible 44, au voisinage de la périphérie interne du plateau 22 et est délimité extérieurement par un épaulement 60 formant une surface cylindrique centrée sur l'axe 36 de l'embrayage. Le bord périphérique externe de la rondelle Belleville 56 est en appui sur la surface annulaire radiale du renfoncement 58 et est centré sur l'axe 36 par l'épaulement annulaire 60 précité. Le bord périphérique radialement interne de la rondelle Belleville 56 est en appui à contact glissant sur la partie annulaire 52 du disque flexible 44 et exerce sur cette partie une force axiale orientée vers l'arbre moteur 10 et tendant à l'écarter du plateau de réaction 22. Une des fonctions de la rondelle Belleville 56 est de stabiliser en flexion la partie annulaire intermédiaire 52 du disque 44, ce dernier étant flexible dans le sens axial et rigide dans le sens circonférentiel. De plus, la rondelle Belleville 56, qui n'est fixée ni sur le disque flexible 44, ni sur le plateau 22, exerce sur le disque flexible 44 une charge élastique qui reste sensiblement constante quand l'écrasement axial de cette rondelle varie, contrairement à ce qui se passerait si la rondelle 56 était remplacée par une rondelle élastique comportant une partie annulaire de fixation soit sur le disque 44, soit sur le plateau 22. La charge élastique sensiblement constante exercée par la rondelle 56 sur le disque 44 permet d'adapter le volant flexible selon l'invention à des modes vibratoires à absorber, transmis par l'arbre moteur 10. Cette adaptation peut être réalisée par une détermination appropriée des caractéristiques de la rondelle Belleville 56 et de la profondeur du renfoncement 58. Le frottement du bord périphérique interne de la rondelle élastique 56 sur la partie annulaire 52 du disque 44 permet d'amortir les vibrations de flexion transmises par l'arbre moteur 10. Pour améliorer cet amortissement, l'invention prévoit comme représenté en figure 2 d'interposer une rondelle de frottement 62 entre la rondelle Belleville 56 et la face correspondante du disque flexible 44. Plus précisément, cette rondelle de frottement 62 est interposée entre la périphérie interne de la rondelle Belleville 56 et la face correspondante de la partie annulaire intermédiaire 52 du disque 44 et est centrée par tout moyen approprié, la rondelle de frottement 62 pouvant être fixée sur le disque 44 au moyen de clips, par emboîtement, par montage à force, etc. Avantageusement, cette rondelle de frottement est formée avec des manchons ou des collets axiaux 64 de forme cylindrique, dans lesquels sont engagées des bagues 66 enfilées sur les vis 46 de fixation du disque 44 sur l'extrémité de l'arbre moteur 10, les bagues 66 étant interposées entre les têtes des vis 45 et la partie annulaire interne 50 du disque 44. La rondelle de frottement 62 est ainsi positionnée, centrée et retenue par les moyens de fixation du disque 44 sur l'arbre moteur 10. En variante, les têtes des vis 46 pourraient rentrer directement dans les collets 64 de la rondelle 62. Dans une autre variante représentée en figure 3, la rondelle de frottement 62 comprend deux parties annulaires 66, 68 coaxiales qui sont décalées axialement l'une par rapport à l'autre, la partie annulaire interne 66 étant formée avec des collets cylindriques ou semi-cylindriques 70 correspondant aux collets précités 64, la partie annulaire externe étant destinée à s'appliquer sur la face correspondante du disque 44, ces deux parties étant reliées l'une à l'autre par une zone cylindrique intermédiaire 72. La rondelle de frottement est réalisée en toute matière appropriée, par exemple en matière plastique, en caoutchouc, en élastomère, etc-, ses caractéristiques étant déterminées en fonction des forces de frottement à développer au contact de l'extrémité périphérique interne de la rondelle élastique 56 pour l'amortissement des vibrations de flexion transmises par l'arbre moteur 10. Dans une variante de réalisation de l'invention, la rondelle élastique 56 peut être une rondelle annulaire du type ondulé. On appréciera que la rondelle élastique 56 des figures 1 et 2 présente une arête externe arrondie et que cette rondelle est implantée sur un diamètre externe légèrement inférieur à celui des colonnettes 28. Cette rondelle 56 est ainsi une rondelle du type standard utilisée pour constituer l'appui secondaire du diaphragme comme décrit dans le document FR-A-2585424 auquel on se reportera pour plus de précision. REVENDICATIONS 1 - Volant flexible pour embrayage, en particulier pour véhicule automobile, comprenant un disque flexible (44) fixé à sa périphérie interne sur un arbre moteur (10) et à sa périphérie externe sur un plateau (22) d'un embrayage à friction, et des moyens élastiquement déformables (56) agencés entre le disque flexible (44) et le plateau (22) pour exercer sur le disque flexible (44) une force sensiblement axiale tendant à l'écarter dudit plateau (22), caractérisé en ce que les moyens élastiquement déformables comprennent une rondelle élastique (56) telle qu'une rondelle Belleville ou analogue, montée libre en translation et en rotation par rapport au disque flexible (44), des moyens de butée (60) étant prévus sur le plateau (22) pour le centrage et la retenue radiale de ladite rondelle (56). 2 - Volant flexible selon la revendication 1, caractérisé en ce que le plateau (22) comporte un renfoncement (58) de réception de ladite rondelle (56), ce renfoncement étant centré sur l'axe de rotation et délimité par un épaulement ou rebord (60) à contour circulaire coopérant par butée avec la périphérie externe de ladite rondelle (56). 3 - Volant flexible selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la périphérie interne de la rondelle élastique (56) est en appui à contact glissant sur le disque flexible (44). 4 - Volant flexible selon la revendication 3, caractérisé en ce que la périphérie interne (56) est en appui sur une partie annulaire (52) du disque flexible, décalée axialement par rapport à sa partie annulaire (50) fixée sur l'arbre moteur (10). 5 - Volant flexible selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une rondelle de frottement (62) est interposée entre le disque flexible (44) et la rondelle élastique (56). 6 - Volant flexible selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite rondelle de frottement (62) est en matière plastique, en caoutchouc, en élastomère ou analogue. 7 - Volant flexible selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que ladite rondelle de frottement (62) est positionnée et retenue sur le disque flexible (44) par les moyens (46) de fixation de ce disque sur l'arbre moteur (10). 8 - Volant flexible selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que ladite rondelle de frottement (62) comporte des manchons ou des collets cylindriques (64, 70) orientés parallèlement à l'axe de rotation et recevant les moyens (46) de fixation du disque flexible (44) sur l'arbre moteur (10). 9 - Volant flexible selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que ladite rondelle de frottement (62) est fixée sur le disque flexible (44) par emboîtement ou par montage à force.