Brevet FR2812696A1 — publié le 20020208

Description La présente invention concerne un disque d'embrayage comprenant une zone de moyeu et un dispositif de garniture de friction porté par la zone radiale extérieure de la zone de moyeu. Dans de tels disques d'embrayage, le dispositif de garniture de friction est destiné à être pincé entre les surfaces de friction opposées d'un volant moteur et par exemple d'un plateau de pression, pour trans- mettre le couple. En mode de patinage, c'est-à-dire lorsqu'il y a un mou- vement relatif entre le dispositif de garniture de friction et le volant moteur ou le plateau de pression, on risque d'exciter des oscillations de friction qui donnent en particulier en cas d'excitations en phase de plusieurs zo- nes, des oscillations de basse fréquence audible, et aussi des oscillations de la force de friction ou du couple, c'est-à-dire un effet de broutage. Les disques d'embrayage comportent fréquemment des amortisseurs d'oscillations de torsion comportant des ressorts amortis- seurs placés dans le chemin de transmission du couple entre le dispositif de garniture de friction et la zone de sortie, c'est-à-dire par exemple la zone du disque d'embrayage destinée à être couplée à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses; ces ressorts amortisseurs sont destinés à absorber ou à amortir les irrégularités de rotation produites en phase d'entramnement. Les ressorts amortisseurs ont toutefois une raideur pour offrir des carac- téristiques optimales pour les oscillations de rotation correspondant au mode de rotation. Les oscillations de friction qui ont d'autres fréquences et d'autres amplitudes ne sont pas en général amorties par de tels ressorts amortisseurs. La présente invention a pour but de développer un disque d'embrayage permettant d'éviter dans une très large mesure la production d'oscillations de friction. Ce problème est résolu selon l'invention par un disque d'embrayage du type défini ci-dessus, caractérisé par un dispositif de masse d'amortissement mobile contre l'action d'un dispositif d'appui élas- tique par rapport au dispositif de garniture de friction et par rapport à la zone de moyeu dans la direction périphérique autour de l'axe de rotation. Le dispositif à masse d'amortissement prévu dans le disque d'embrayage selon l'invention peut osciller librement sous l'effet élastique du dispositif de support par rapport au dispositif de garniture de friction et/ou par rapport à la zone du moyeu, essentiellement de manière libre et engendrer ainsi une oscillation opposée en cas d'éventuelles excitations provenant d'oscillations de friction; cette oscillation opposée finalement supprime les oscillations de friction. Par une sélection appropriée de l'élasticité du dispositif de support et de la masse du dispositif à masse d'amortissement ou par la mise en forme de ces moyens, on peut s'accorder sur une certaine fréquence d'excitation. Cela permet d'amortir surtout des oscillations de friction spécifiques au système et ayant en général une fréquence d'excitation propre, connue. Pour rendre l'effet de la suppression ou de la compensation des oscillations de friction aussi efficace que possible, il est proposé que la zone de masse du dispositif à masse d'amortissement qui participe essen- tiellement à l'amortissement des oscillations, se trouve radialement dans la zone du dispositif de garniture de friction. On peut par exemple prévoir que le dispositif de garniture de friction comporte plusieurs éléments de garniture de friction répartis les uns à la suite des autres dans la direction périphérique autour de l'axe de rotation et entre au moins deux éléments de garniture de friction qui se suivent dans la direction périphérique, on a une partie de masse d'amortissement. Il est avantageux dans ce cas que la partie de masse d'amortissement soit supportée dans la direction périphérique par rapport à au moins l'un des deux éléments de garniture de friction ou une zone de support de la zone de moyeu, en étant appuyée par le dispositif de support élastique. Pour éviter en même temps toute sollicitation radiale exces- sive du dispositif de support élastique, on peut en outre prévoir un dispo- sitif de guidage du mouvement périphérique pour au moins une partie de la masse d'amortissement en guidant cette partie pour se déplacer dans la direction périphérique et assurer son support radialement vers l'extérieur et contre les forces centrifuges. On peut par exemple avoir une construction telle que la zone du moyeu comporte deux éléments de disque de recouvrement dis- tants axialement et portant dans leur zone radiale extérieure, les éléments de garniture de friction et au moins l'un des deux éléments de disque de recouvrement déborde radialement au moins d'une partie de la masse d'amortissement pour constituer un dispositif de guidage du mouvement périphérique. Il est avantageux dans ce cas que la zone de moyeu com- porte un élément de disque central s'appuyant par rapport aux éléments de disque de recouvrement par un dispositif à éléments amortisseurs et que cet élément central comporte des moyens de liaison avec un arbre. Selon une variante de réalisation, le dispositif de masse d'amortissement est supporté par plusieurs éléments amortisseurs cons- tituant principalement le dispositif de support élastique, par rapport à la zone du moyeu portant le dispositif de garniture de friction. La réalisation peut être telle que le dispositif de masse d'amortissement comporte deux éléments de disque de recouvrement prévus axialement au niveau des deux côtés de l'élément de disque central portant le dispositif de garniture de friction et ayant dans la zone radiale extérieure plusieurs parties de masse d'amortissement et que les éléments d'amortissement s'appuient contre les éléments de disque de recouvrement et l'élément de disque central. L'élément de disque central est réalisé de préférence relié à un arbre. Dans le disque d'embrayage selon l'invention pour qu'indépendamment du couple transmis instantanément par le disque d'embrayage, le dispositif de masse d'amortissement puisse remplir de manière optimale sa fonction de compensation ou de suppression des os- cillations de friction, l'invention propose de ne pas installer le dispositif de masse d'amortissement dans le chemin de transmission du couple du dis- que d'embrayage. La présente invention concerne également un embrayage à friction équipé d'un disque d'embrayage selon l'invention. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de modes de réalisation préférentiels représentés dans les dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue axiale partiellement arrachée du disque d'embrayage selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II du disque d'embrayage de la figure 1, la figure 3 montre un premier mode de réalisation d'appui élastique des parties de masse d'amortissement dans la direction périphérique, - la figure 4 montre un second mode de réalisation selon l'invention d'un appui élastique pour des parties de masse d'amortissement, - la figure 5 est une vue correspondant à la figure 1 d'une variante de réalisation du disque d'embrayage selon l'invention, - la figure 6 est une vue en coupe selon la ligne VI-VI du disque d'embrayage de la figure 5; Les figures 1 et 2 montrent un premier mode de réalisation d'un disque d'embrayage 10 selon l'invention. Ce disque d'embrayage 10 comprend une zone de moyeu 12 portant radialement à l'extérieur un dis- positif de garniture de friction 14 sous la forme de plusieurs éléments de garniture de friction 16 répartis dans la direction périphérique. Selon la figure 2, la zone de moyeu 12 comporte en outre un amortisseur d'oscillations de torsion 15. Deux éléments de disque de re- couvrement 18, 20 sont prévus avec un intervalle axial. Ces deux élé- ments sont reliés solidairement par plusieurs goujons 22. Entre les éléments de disque de recouvrement 18, 20, on a un élément de disque central 24 radialement à l'intérieur, un moyeu 26 par exemple en une seule pièce. Le moyeu 26 est réalisé pour être relié solidairement en rota- tion mais mobile axialement, à un arbre de sortie, par exemple l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses. Les éléments de disque de recouvrement 18, 20 et l'élément de disque central 24 ont des fenêtres à ressort avec des arêtes de commande contre lesquelles des ressorts amortisseurs 28 s'appuient dans la direction périphérique. Les éléments de disque de re- couvrement 18, 20 et l'élément de disque central 24 peuvent ainsi tourner les uns par rapport aux autres dans la direction périphérique selon une plage d'angle de rotation limitée, contre l'action des ressorts amortisseurs 24; une limitation de l'angle de rotation est réalisée ici par les goujons 22 qui pénètrent dans des découpes correspondantes 30 de l'élément de dis- que central 28. De plus, entre les éléments de disque de recouvrement 18, ou l'élément de disque central 24, on a une installation d'amortissement par friction portant globalement la référence 32. Les pattes de support 34 radialement en saillie, d'au moins l'un des éléments de disque de recouvrement 18, 20 portent les éléments de garniture de friction 16 fixés par des rivets 36. La figure 3 montre que les deux éléments de disque de re- couvrement 18, 20 ont de préférence des pattes 34 radialement en saillie et des éléments de garniture de friction 16 fixés chaque fois par paires sur les deux faces axiales, solidairement, par des rivets 36 et/ou collés sur les pattes 34. Entre les deux pattes 34 des éléments de disque de recouvre- ment 18, 20, on a inséré chaque fois un élément de support périphérique 38 dont le rôle sera décrit ci-après. Selon la figure 1, dans la direction périphérique entre cha- que fois deux éléments de garniture de friction 16 ou paires d'éléments de garniture de friction 16, il est prévu une partie portant globalement la ré- férence 40 d'un dispositif de masse d'amortissement. Cette pièce peut comporter une partie de masse d'amortissement 42 située radialement sensiblement dans la même zone que l'élément de garniture de friction 16. Dans la vue de la figure 3, la partie de masse d'amortissement 42 qui peut être réalisée en plusieurs pièces, est soute- nue dans la direction périphérique par des éléments élastiques 44, res- pectifs par exemple des éléments en caoutchouc ou en matière analogue sur les zones d'appui d'extrémité 46, recourbées des éléments d'appui pé- riphériques 38. Les éléments élastiques 44 sont de préférence vulcanisés sur la partie de masse d'amortissement 42 et sur la zone d'appui 46. On obtient ainsi la disposition représentée à la figure 1 selon laquelle une partie de masse d'amortissement 42 respective est appuyée dans la direc- tion périphérique par rapport aux deux éléments de garniture de friction 16 prévus sur les deux faces périphériques ou sur la patte de support 34 qui porte ces éléments, en s'appuyant par l'intermédiaire d'un élément d'appui périphérique 38. Grâce à l'élasticité des éléments élastiques 44, chacune des parties de masse d'amortissement 42 peut exécuter une os- cillation périphérique par rapport aux éléments de garniture de friction 16 ou de la zone de moyeu 12 du disque d'embrayage 10. Deux segments d'appui radial 50, 52 des éléments de disque de recouvrement 18, 20 as- surent l'appui radial extérieur; parmi ces éléments, l'un se prolonge ra- dialement à l'extérieur par un segment 54 s'étendant essentiellement dans la direction radiale, pour entourer la partie de masse d'amortissement 42 respective et vient dans une cavité correspondante de l'autre pièce. Les segments 50, 52, 54 assurent ainsi un appui radial pour le guidage selon le mouvement périphérique des parties de masse d'inertie 42. Notamment dans la zone du segment 54, par insertion d'une matière lubrifiante, on peut assurer un mouvement périphérique de la partie de masse d'amortissement 42 libre dans une très large mesure de tout effet de fric- tion. Si en mode de patinage, des oscillations de friction se déve- loppent dans un embrayage à friction équipé d'un disque d'embrayage, et ont de manière générale une certaine fréquence propre (c'est-à-dire elles ont un maximum prononcé pour une certaine fréquence), alors les parties de masse d'amortissement 42 du dispositif de masse d'amortissement 40 qui se suivent dans la direction périphérique développent une oscillation opposée dont la fréquence est essentiellement définie par l'élasticité des éléments élastiques 44 et la masse des éléments de masse d'amortissement 42. Par un accord approprié entre ces paramètres sur la fréquence d'oscillations en mode de patinage, on peut créer une oscillation opposée qui absorbe l'excitation engendrée. Il est ainsi possible grâce aux éléments de masse d'inertie avec des masses différentes ou des éléments élastiques 42 avec des modules d'élasticité différents, d'obtenir un spectre de compensation à bande large ou de s'accorder sur plusieurs fréquences d'excitation. Comme les parties de masse d'amortissement 42 ne se si- tuent pas dans le chemin de transmission du couple du disque d'embrayage 10, indépendamment du couple instantanément transmis par le disque d'embrayage, ces éléments assurent la fonction de compen- sation, c'est-à-dire qu'ils créent une oscillation opposée. La figure 4 montre une variante de réalisation de la fixation des parties de masse d'inertie 42 sur la zone de moyeu 12. Dans ce cas, les éléments d'appui périphériques 38 sont réalisés dans la direction péri- phérique sur les deux côtés des éléments de garniture de friction 16 en forme de soufflets, à la manière de ressorts ondulés, avec des segments élastiques 60. Les parties de masse d'amortissement 42 qui peuvent avoir ici deux segments 42', 42", sont alors fixées par des rivets 64 ou des moyens analogues sur les éléments d'appui périphériques 38. Dans une telle réalisation, du fait de la plus grande solidité de liaison, on peut le cas échéant supprimer les segments 50, 52, 54, des éléments de disque de recouvrement 18, 20. Dans le mode de réalisation représenté aux figures 1 à 4, en plus des amortisseurs d'oscillations de torsion situés dans le chemin de transmission du couple dans le disque d'embrayage 10, et dont le rôle consiste principalement à amortir les irrégularités de rotation produites par le mouvement d'entraînement, on a déjà une autre élasticité qui n'est pas intégrée dans le chemin de transmission du couple, mais sert à géné- rer une oscillation opposée dans le cas des oscillations de friction. On peut ainsi accorder l'élasticité supplémentaire, de manière optimale sur les ef- fets à développer, sans avoir à tenir compte des couples à transmettre et le cas échéant des éventuelles irrégularités de rotation. Les figures 5 et 6 montrent une variante de réalisation. Les composants qui correspondent à ceux déjà décrits ci-dessus de par leur structure ou leur fonction portent les mêmes références que précédem- ment, complétées par le suffixe " a ". Dans le mode de réalisation des figures 5 et 6, les éléments de garniture de friction 16a ne sont pas portés par les éléments de disque de recouvrement 18a, 20a, mais par des segments 70a de l'élément de disque central 24a; ces segments sont radialement en saillie. Entre deux éléments de garniture de friction 16a qui se suivent dans la direction péri- phérique ou paires d'éléments de garniture de friction 16a, les éléments de disque de recouvrement 18a, 20a ont des segments de prolongement 72a, 74a qui viennent radialement en saillie et entre lesquels on a chaque fois une partie de masse d'amortissement 76a. Les segments de prolongement 72a, 74a sont reliés solidairement à la partie de masse d'inertie 76a res- pective par des rivets 78a ou des moyens analogues. Entre l'élément de disque central 24a et les éléments de disque de recouvrement 18a, 20a, les ressorts amortisseurs 28a s'appuient dans la direction périphérique contre les arêtes de commande respectives des éléments de disque de recouvrement 18a, 20a et l'élément de disque central 24a. Ces ressorts 28a ne se situent pas dans le chemin de transmission du couple du disque d'embrayage entre les éléments de garniture de friction 16a et le moyeu 26a mais assurent finalement la liai- son élastique entre le dispositif de masse d'amortissement 40a et la zone de moyeu 12a ou entre les éléments de garniture de friction 16a du dispo- sitif de garniture de friction 14a. Dans ce mode de réalisation, lorsque des oscillations de friction se produisent, les différentes parties de masse d'amortissement 76a peuvent générer par déformation élastique des res- sorts 28a dans la direction périphérique (par rapport à l'axe de rotation A) un mouvement d'amortissement dont la fréquence propre dépend princi- palement de l'élasticité des ressorts 28a (c'est-à-dire de leur constante de ressort) et de la masse des parties de masse d'amortissement 76a ou de la répartition de cette masse. Comme décrit précédemment, par un choix approprié des paramètres, on peut absorber une fréquence d'excitation ou même s'accorder sur plusieurs fréquences d'excitation. Pour avoir un effet d'amortissement des oscillations de friction éventuelles aussi efficace que possible, la zone de la masse qui participe à l'établissement d'une oscilla- tion opposée ou le moment d'inertie qui participe essentiellement, se trouve dans la zone radiale des éléments de garniture de friction 16a à sa- voir dans cette zone par le positionnement des parties de la masse d'amortissement 76a. De la même manière, les zones des éléments de dis- que de recouvrement 18a, 20a radialement en saillie vers l'intérieur, parti- cipent à la masse d'ensemble du dispositif à masse d'amortissement 40a même si la distance radiale par rapport à l'axe de rotation A est réduite et que la participation au moment d'inertie est ainsi diminuée. Le mode de réalisation des figures 5 et 6 constitue finale- ment une construction comme celle connue des disques d'embrayage dont les éléments de disque de recouvrement 18a, 20a portent comme le mon- tre la figure 1, les éléments de garniture de friction; la sortie du couple se fait alors par l'élément de disque central 24a. Du point de vue de la cons- truction, il suffit d'une faible modification nécessaire pour assurer la fixa- tion des éléments de garniture de friction 16a sur l'élément de disque central 24a et de fixer les parties de masse d'amortissement 76a sur les éléments de disque de recouvrement 18a, 20a. De plus, la constante des ressorts 28a sera adaptée à la fréquence d'excitation de l'oscillation à amortir. Dans ce mode de réalisation, il faut remarquer que dans le chemin de transmission du couple, entre les éléments de garniture de friction 16a et le moyeu 26a, on a un amortisseur d'oscillations de torsion par exemple sous la forme d'un amortisseur à course libre, comme ceux connus selon les disques d'embrayage classiques. REVENDICATIONS 1 ) Disque d'embrayage comprenant une zone de moyeu (12, 12a) et un dispositif de garniture de friction (14, 14a) porté par la zone radiale exté- rieure de la zone de moyeu (12, 12a), caractérisé par un dispositif de masse d'amortissement (40, 40a) mobile contre l'action d'un dispositif d'appui élastique (44, 28a) par rapport au dispositif de gar- niture de friction (14, 14a) et par rapport à la zone de moyeu (12, 12a) dans la direction périphérique autour de l'axe de rotation (A). 2 ) Disque d'embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone de masse du dispositif de masse d'amortissement (40, 40a) qui participe principalement à l'amortissement des oscillations, se trouve ra- dialement dans la zone du dispositif de garniture de friction (14, 14a). 3 ) Disque d'embrayage selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de garniture de friction (14, 14a) comporte plusieurs éléments de garniture de friction (16, 16a) qui se suivent dans la direction périphé- rique autour de l'axe de rotation (A), et entre au moins deux éléments de garniture de friction (16, 16a) qui se suivent dans la direction périphéri- que, il est prévu une partie de masse d'amortissement (42, 42a). 4 ) Disque d'embrayage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie de masse d'amortissement (42) est supportée dans la direction périphérique par rapport à au moins l'un des deux éléments de garniture de friction (16) ou une zone de support (34) portant celui-ci et appartenant à la zone de moyeu (12) par un dispositif d'appui élastique (44). ) Disque d'embrayage selon la revendication 4, caractérisé par un dispositif de guidage de mouvement périphérique (50, 52, 54) pour au moins une partie de masse d'amortissement (42). 6 ) Dispositif d'embrayage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la zone de moyeu (12) comprend deux éléments de disques de recouvre- ment (18, 20), écartés axialement l'un par rapport à l'autre et portant les éléments de garniture de friction (16) par leur zone radiale extérieure, et au moins l'un (18) des éléments de disque de recouvrement (18, 20) en- toure radialement à l'extérieur au moins une partie de masse d'amortissement (42) pour constituer un dispositif de guidage de chemin périphérique (50, 52, 54). 7 ) Disque d'embrayage selon la revendication 6, caractérisé en ce que la zone de moyeu (12) comporte par rapport aux éléments de disque de recouvrement (18, 20), un élément de disque central (24) appuyé par l'intermédiaire d'un dispositif d'éléments amortisseurs (28), cet élément de disque central (24) étant réalisé pour être relié à un arbre. 8 ) Disque d'embrayage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif de masse d'amortissement (40a) est supporté par rapport à une zone (24a) de la zone de moyeu (12a) qui porte le dispositif de garni- ture de friction (14a) par plusieurs éléments amortisseurs (28a) formant le dispositif de support élastique (28a). 9 ) Disque d'embrayage selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif de masse d'amortissement (40a) comprend deux éléments de disque de recouvrement (18a, 20a) prévus axialement sur les deux faces d'un élément de disque central (24a) portant le dispositif de garniture de friction (14a) et dont la zone radiale extérieure comporte plusieurs parties de masse d'amortissement (42a) et les éléments d'amortisseur (28a) s'appuient contre les éléments de disque de recouvrement (18a, 20a) et l'élément de disque central (24a). ) Disque d'embrayage selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'élément de disque central (24a) est réalisé pour être relié à un arbre. 11 ) Disque d'embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de masse d'amortissement (40, 40a) n'est pas prévu dans le chemin de transmission du couple du disque d'embrayage. 12 ) Embrayage à friction comprenant un dispositif d'embrayage selon l'une des revendications 1 à 11.