Brevet FR2819566A1 — publié le 20020719

L'invention concerne un volant flexible pour embrayage, en particulier pour véhicule automobile. On connaît, par EP-A-0 990 817, un volant flexible dans lequel une masse annulaire formant un volant d'inertie est montée par une tôle annulaire flexible en bout d'un arbre menant tel que le vilebrequin d'un moteur à combustion interne. Un renfort annulaire est rapporté sur la partie radialement interne de la tôle annulaire flexible et des trous formés dans cette partie et dans le renfort annulaire reçoivent des boulons de fixation du volant flexible sur l'arbre menant. Une rondelle élastique, telle qu'une rondelle Belleville par exemple, est interposée entre une partie centrale de la tôle flexible et la partie radialement interne de la masse annulaire pour absorber les vibrations en flexion transmises par l'arbre menant et pour les amortir par frottement sur la tôle flexible et sur la masse annulaire. On a déjà proposé de centrer cette rondelle élastique dans un lamage de la tôle flexible ou de la masse annulaire et dont le bord forme une butée radiale de la périphérie interne ou externe selon les cas de la rondelle élastique. Toutefois, cette rondelle élastique est en général formée par découpe et a des tolérances dimensionnelles relativement importantes, qui peuvent atteindre un millimètre au rayon. La rondelle élastique est donc susceptible de se déplacer radialement d'un millimètre environ dans le lamage de la tôle flexible ou de la masse annulaire après équilibrage de l'ensemble, ce déplacement créant un balourd deux fois supérieur à celui autorisé et n'étant pas acceptable. De plus, les périphéries des rondelles élastiques formées par découpe ont des arêtes vives dont le frottement sur la tôle flexible et/ou sur la masse annulaire peut provoquer une usure importante. Un usinage des rondelles élastiques permettrait de réduire leurs tolérances dimensionnelles et de supprimer leurs arêtes vives, mais serait trop coûteux. La présente invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique à ces problèmes. Elle a pour objet un volant flexible du type précité, équipé d'une rondelle élastique pour l'absorption et l'amortissement des vibrations en flexion, qui est centrée de façon précise et permanente pour éviter les problèmes de balourd après équilibrage du volant et qui ne provoque pas d'usure anormale au cours du temps. Elle a également pour objet un volant flexible de ce type, dont l'assemblage est simplifié et facilité. Elle propose à cet effet un volant flexible pour embrayage, en particulier pour véhicule automobile, comprenant une masse annulaire fixée sur une partie radialement externe d'une tôle annulaire flexible dont une partie radialement interne comporte des moyens de fixation sur un arbre menant, au moins une rondelle élastique axialement déformable interposée entre la masse annulaire et une partie médiane de la tôle annulaire flexible, et des moyens de centrage de la rondelle élastique, caractérisé en ce que la rondelle élastique est en appui axial sur des parties arrondies en saillie de la masse annulaire et de la tôle annulaire flexible et ses bords périphériques externe et interne sont écartés de la tôle annulaire flexible et de la masse annulaire. Dans le volant flexible selon l'invention, la rondelle élastique utilisée pour l'absorption et l'amortissement des vibrations en flexion peut être réalisée par découpe, puisque ses bords périphériques externe et interne présentant des arêtes vives sont écartés de la tôle annulaire flexible et de la masse annulaire et ne peuvent donc frotter sur ces deux pièces et les user. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la rondelle élastique est une rondelle Belleville et ses moyens de centrage comprennent des pattes incurvées ou pliées parallèlement à l'axe, formées à sa périphérie interne ou externe et engagées dans des orifices de la masse annulaire ou de la tôle annulaire flexible. Ces moyens de centrage remplissent leur rôle en permanence et empêchent tout déplacement radial de cette rondelle lors de l'utilisation du volant flexible. L'équilibrage qui est réalisé après assemblage du volant flexible est donc permanent. Les pattes de centrage de la rondelle élastique sur la tôle annulaire flexible ou sur la masse annulaire peuvent également, de façon avantageuse, servir au maintien de la rondelle élastique sur la tôle annulaire flexible ou sur la masse annulaire avant et pendant l'assemblage du volant flexible selon l'invention. Selon une autre caractéristique de l'invention, le volant flexible comprend une pièce annulaire de renfort qui est rapportée sur la partie radialement interne de la tôle flexible et qui comporte des orifices de passage des moyens de fixation sur l'arbre menant, cette pièce annulaire de renfort comportant également des moyens de calage angulaire et radial sur la tôle annulaire flexible et des moyens de centrage de la rondelle élastique. Dans cette réalisation, la rondelle élastique est centrée sur la pièce annulaire de renfort et elle peut avantageusement être fixée élastiquement sur cette pièce annulaire par ses moyens de centrage. Lors de l'assemblage du volant flexible selon l'invention, la pièce annulaire de renfort est maintenue en place par la rondelle élastique et est correctement centrée par rapport à la masse annulaire et à la tôle annulaire flexible, jusqu'à ce que le volant flexible soit monté et fixé en bout de l'arbre menant. Cela facilite et simplifie l'assemblage et la fixation du volant flexible selon l'invention. 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 de trois éléments constitutifs d'un volant flexible selon l'invention, représentés espacés les uns des autres ; - la figure 2 est une vue semblable à la figure 1, mais représente la rondelle élastique montée sur la pièce annulaire de renfort ; la figure 2A est une vue de face de la rondelle élastique montée sur la pièce annulaire de renfort ; - la figure 3 est une vue correspondant aux figures 1 et 2, mais représente les trois éléments assemblés ; - la figure 4 est une vue en coupe axiale d'un volant flexible selon l'invention avant sa fixation en bout d'un arbre menant ; la figure 5 est une vue schématique en perspective éclatée de la tôle annulaire flexible, de la pièce de renfort et de la rondelle élastique ; - les figures 6 à 11 sont des vues schématiques partielles illustrant différentes variantes de réalisation de l'invention. Dans le premier mode de réalisation représenté aux figures 1 à 5, la référence 10 désigne une tôle annulaire flexible dont une partie radialement interne 12 comporte des trous 14 de passage des vis de fixation du volant flexible selon l'invention en bout d'un arbre menant tel que le vilebrequin d'un moteur à combustion interne. La partie radialement externe 16 de cette tôle annulaire flexible comporte des trous 18 de passage des moyens 20 de fixation d'une masse annulaire 22 qui forme un volant d'inertie et un plateau de réaction d'un embrayage (non représenté) permettant de transmettre le couple moteur fourni par l'arbre menant à un arbre mené, tel que par exemple l'arbre d'entrée d'une boîte de vitesses. Des orifices supplémentaires formés dans la partie radialement externe 16 de la tôle flexible 10 sont destinés à recevoir des goupilles 24 de positionnement angulaire sur la masse annulaire 22 (figure 4). La partie radialement interne 12 de la tôle annulaire 10 qui comprend les trous 14 de passage des boulons de fixation du volant flexible sur l'arbre menant, a une épaisseur relativement faible, qui risque de ne pas être suffisante pour supporter les efforts de transmission du couple et les vibrations en flexion. Elle est donc de préférence associée à une pièce annulaire de renfort 26, dont l'épaisseur est supérieure à celle de la tôle flexible 10 et qui comporte des trous 28 alignés avec les trous 14 de la tôle 10 pour le passage des vis de fixation précitées. Ainsi, quand le volant flexible est fixé en bout de l'arbre menant, la partie radialement interne 12 de la tôle 10 est plaquée sur l'extrémité de l'arbre menant par la pièce annulaire 26 de sorte que les efforts résultant de la transmission du couple moteur et des vibrations en flexion sont supportés par l'ensemble de la partie radialement interne 12 de la tôle flexible et ne sont plus concentrés sur les bords des trous 14. Sur sa face tournée vers la tôle flexible 10, la pièce annulaire 26 comporte un téton 30 en saillie, reçu dans un trou 32 de la tôle 10 et permettant de positionner angulairement et radialement la pièce 26 sur la tôle 10. Ce téton 30 est, par exemple, formé de façon simple à la presse par estampage. En variante, la pièce annulaire 26 et la tôle 10 peuvent être positionnées et reliées par une goupille élastique ou une goupille montée serrée, reçue dans des trous correspondants de la pièce 26 et de la tôle 10. La périphérie externe de la pièce annulaire 26 comporte des échancrures ou encoches 34 de forme rectangulaire ou carrée, au nombre de six dans l'exemple représenté, qui sont réparties régulièrement sur la périphérie de la pièce annulaire 26 et qui sont destinées à recevoir des pattes 36 formées à la périphérie interne d'une rondelle élastique 38 telle qu'une rondelle Belleville par exemple. Les pattes 36 sont sensiblement en forme de T et sont formées par découpe avec la rondelle 38. Elles s'étendent radialement vers l'intérieur puis sont pliées pour que leurs extrémités soient sensiblement parallèles à l'axe de rotation. Comme on le voit bien sur les dessins, les pattes 36 s'étendent dans la direction opposée à la tôle flexible 10, dans le même sens que la partie tronconique de la rondelle 38 depuis sa petite base. Le diamètre intérieur de la rondelle 38 est légèrement supérieur au diamètre extérieur de la pièce de renfort 26 et, à l'état libre, le diamètre du cercle délimité par les extrémités 40 des pattes 36 est sensiblement égal ou légèrement supérieur au diamètre passant par le fond 42 des échancrures 34 de la pièce 26. La rondelle 38 peut alors être montée par translation axiale sur la pièce de renfort 26, ses pattes 36 étant engagées dans les échancrures 34 et leurs extrémités 40 venant en butée sur les bords de ces échancrures pour former une retenue axiale de la rondelle 38 sur la pièce 26. Comme représenté schématiquement aux figures 2 et 3, les parties coudées des pattes 36 peuvent venir en appui élastique sur le fond 42 des échancrures 34, ce qui fixe la rondelle 38 sur la pièce 26. En variante, et comme représenté schématiquement en figure 4, les pattes 36 peuvent être écartées radialement des fonds 42 des échancrures 34. Dans tous les cas, les pattes 36 ont une largeur qui correspond sensiblement à celle des échancrures 34 et l'engagement des pattes 36 dans les échancrures 34 assure un positionnement radial et circonférentiel précis et permanent de la rondelle 38 sur la pièce 26. Dans une variante, les pattes 36 sont radiales et leurs bords latéraux ou leurs flancs assurent le centrage radial et circonférentiel de la rondelle 38 sur la pièce 26. La partie médiane de la tôle annulaire flexible 10 comporte un bourrelet annulaire 44 en saillie vers la rondelle élastique 38, ce bourrelet 44 ayant un diamètre légèrement supérieur au diamètre interne de la rondelle 38. La masse annulaire 22 comporte, de façon similaire, un bourrelet annulaire 46 en saillie sur sa face tournée vers la rondelle élastique 38, ce bourrelet 46 ayant un diamètre légèrement inférieur au diamètre externe de la rondelle 38. Dans ces conditions, lorsque le volant flexible est assemblé par montage de la tôle annulaire flexible 10 au moyen des organes de fixation 20 et des goupilles cylindriques 24 sur la masse annulaire 22, la rondelle élastique 38 est en appui axial sur les bourrelets annulaires 44 et 46 au voisinage de sa périphérie interne et de sa périphérie externe respectivement. Les bords périphériques de la rondelle 38, qui sont susceptibles de comporter des arêtes vives, sont écartés de la tôle flexible 10 et de la masse annulaire 22 et ne peuvent venir en contact avec elles lorsque la rondelle élastique 38 est plus ou moins aplatie par les vibrations en flexion transmises par l'arbre menant à la tôle annulaire flexible 10. Le volant flexible représenté en figure 4 constitue un sous-ensemble pré-assemblé qui peut facilement être monté en bout de l'arbre menant, par introduction de vis dans les trous 14 et 28 et vissage de ces vis. Dans ce mode de réalisation, le bossage 44 est formé par emboutissage sur la tôle 10 et le bossage 46 est usiné sur la masse annulaire 22. Dans une variante de réalisation non représentée, les pattes de centrage peuvent être formées sur la périphérie externe de la pièce de renfort 26, et les échancrures recevant ces pattes sont formées dans la périphérie interne de la rondelle élastique 38. Dans d'autres variantes de réalisation représentées schématiquement aux figures 6 à 11, les moyens de centrage de la rondelle élastique 38 comprennent des pattes formées soit à la périphérie interne, soit à la périphérie externe de cette rondelle et qui coopèrent avec des orifices, des fentes ou des bossages formés dans la tôle annulaire flexible 10 ou dans la masse annulaire 22. En figure 6, les pattes de centrage 50 de la rondelle 38 sont formées à sa périphérie externe et s'étendent sensiblement parallèlement à l'axe dans des trous 52 de la masse annulaire 22. En figure 7, la rondelle 38 est sensiblement identique à celle du premier mode de réalisation et ses pattes de centrage 36 s'étendent dans des échancrures 54 de la périphérie interne de la masse annulaire 22. En figure 8, les pattes de centrage 56 sont formées à la périphérie interne de la rondelle 38 et s'étendent en direction de la tôle annulaire flexible 10, pour être reçues dans des trous ou dans des fentes 58 de cette tôle. En figure 9, les pattes de centrage 60 sont formées à la périphérie externe de la rondelle élastique 38 et sont incurvées et reçues dans des orifices ou des fentes 62 de la tôle 10. Lorsque la rondelle 38 est masquée par la masse annulaire 22 (cas des figures 8 et 9 notamment), on peut former une échancrure dans le bord périphérique interne de la masse annulaire 22, sensiblement comme l'échancrure 54 de la figure 7, pour permettre un contrôle de la présence et de l'orientation de la rondelle 38 dans le volant flexible. En figure 10, les pattes de centrage 64 sont rectilignes et sensiblement radiales et sont formées à la périphérie externe de la rondelle élastique 38. La masse annulaire 22 comporte, sur sa face tournée vers la tôle 10, des paires de bossages 66 entre lesquels s'étendent les pattes 64. Avantageusement, chaque paire de bossages 66 est obtenue par usinage radial (trait de coupe, de scie, etc) d'un bossage unique. En figure 11, la rondelle élastique 38 est du type représenté aux figures 1 à 5, mais ses pattes 36 ont une étendue radiale supérieure et prennent appui sur la tôle flexible 10 en des points éloignés de la rondelle Belleville proprement dite, ce qui permet un effet de bras de levier et une démultiplication de l'effort appliqué sur cette rondelle. REVENDICATIONS 1-Volant flexible pour embrayage, en particulier pour véhicule automobile, comprenant une masse annulaire (22) fixée sur une partie radialement externe d'une tôle annulaire flexible (10) dont une partie radialement interne comporte des moyens de fixation sur un arbre menant, au moins une rondelle élastique (38) axialement déformable interposée entre la masse annulaire (22) et une partie médiane de la tôle annulaire flexible (10), et des moyens de centrage de la rondelle élastique (38), caractérisé en ce que les moyens de centrage comprennent des pattes qui sont formées sur la rondelle élastique (38) et qui coopèrent avec la tôle annulaire (10) ou avec la masse annulaire (22). 2-Volant flexible selon la revendication 1, caractérisé en ce que la rondelle élastique (38) est en appui axial sur des parties arrondies (44,46) en saillie de la masse annulaire (22) et de la tôle annulaire flexible (10) et ses bords périphériques externe et interne sont écartés de la tôle annulaire flexible (10) et de la masse annulaire (22). 3-Volant flexible selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la rondelle élastique (38) est une rondelle Belleville. 4-Volant flexible selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les pattes de centrage (36,50, 56,60) sont radiales et rectilignes ou incurvées ou pliées parallèlement à l'axe et assurent un centrage de la rondelle élastique (38) par coopération de formes avec la masse annulaire (22) ou la tôle annulaire flexible (10). 5-Volant flexible selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdites pattes sont formées en plusieurs points de la périphérie de la rondelle élastique (38). 6-Volant flexible selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une pièce annulaire de renfort (26) rapportée sur la partie radialement interne (12) de la tôle flexible (10) et comportant des orifices (28) de passage des moyens de fixation sur l'arbre menant. 7-Volant flexible selon la revendication 6, caractérisé en ce que cette pièce annulaire de renfort (26) comporte des moyens (30) de calage angulaire et radial sur la tôle annulaire flexible (10) et des orifices (34) recevant les pattes de centrage de la rondelle élastique (38). 8-Volant flexible selon la revendication 7, caractérisé en ce que les orifices (34) formés dans la pièce de renfort (26) sont des échancrures de sa périphérie externe et en ce que les pattes (36) sont formées à la périphérie interne de la rondelle élastique (38). 9-Volant flexible selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les pattes (36) sont pliées axialement dans la direction opposée à la tôle flexible (10). 10-Volant flexible selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que lesdites pattes (36) comportent à leur extrémité libre des moyens (40) de retenue axiale de la pièce de renfort (26). 11-Volant flexible selon la revendication 10, caractérisé en ce que lesdits moyens de retenue axiale sont des élargissements des extrémités libres des pattes (36). 12-Volant flexible selon la revendication 7 à 11, caractérisé en ce que lesdites pattes (36) sont en forme de T. 13-Volant flexible selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les pattes de centrage (50,60) sont formées à la périphérique externe de la rondelle élastique (38). 14-Volant flexible selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les pattes de centrage (36) forment des bras de levier démultipliant l'effort appliqué à la rondelle élastique (38). 15-Volant flexible selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la masse annulaire (22), la tôle annulaire flexible (10), la rondelle élastique (38) et éventuellement la pièce annulaire (26) de renfort forment un module pré-assemblé. 16-Volant flexible selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que le bord périphérique interne de la masse annulaire (22) comprend une échancrure permettant un contrôle de la présence d'une rondelle élastique (38) et de son orientation.