Brevet FR2895770A1 — publié le 20070706

AMORTISSEUR DE TORSION POUR EMBRAYAGE, EN PARTICULIER DE VEHICULE AUTOMOBILE L'invention concerne un amortisseur de torsion pour un embrayage, en particulier de véhicule automobile. Un embrayage traditionnel pour véhicule automobile comprend, de façon générale, un plateau de réaction fixé en bout du vilebrequin du moteur à combustion interne du véhicule, un plateau de pression solidaire en rotation du plateau de réaction et axialement déplaçable par rapport à celui-ci, et un disque de friction dont la périphérie extérieure porte des garnitures de friction destinées à être serrées entre les plateaux de réaction et de pression pour la transmission d'un couple de rotation, par un ressort annulaire prenant appui sur le couvercle de l'embrayage. Un amortisseur de torsion relie le disque de friction à un arbre d'entrée d'une transmission, tel par exemple que l'arbre d'entrée d'une boîte de vitesses, pour amortir les vibrations et les à-coups générés par le moteur à combustion interne, cet amortisseur de torsion étant en général associé à un pré-amortisseur destiné à filtrer les vibrations et les bruits quand la transmission est en position neutre. Dans les véhicules récents équipés d'un moteur puissant et en particulier d'un moteur diesel du type à rampe commune, on utilise des doubles volants amortisseurs dans lesquels un amortisseur de torsion est monté entre deux volants d'inertie dont l'un est fixé en bout du vilebrequin et dont l'autre forme le plateau de réaction de l'embrayage dont le disque de friction est relié directement à l'arbre d'entrée de la transmission. Ces doubles volants amortisseurs sont plus performants, en ce qui concerne l'amortissement des vibrations et à-coups générés par le moteur, que les amortisseurs de torsion des embrayages traditionnels, mais ils sont aussi plus complexes et beaucoup plus coûteux. L'invention a pour but de combiner les avantages des amortisseurs de torsion des embrayages traditionnels et ceux des doubles volants amortisseurs tout en évitant leurs inconvénients respectifs. Elle propose à cet effet un embrayage, en particulier pour véhicule automobile, comprenant un plateau de réaction solidaire d'un arbre moteur, un plateau de pression solidaire en rotation du plateau de réaction et axialement déplaçable par rapport à celui-ci, un disque de friction portant des garnitures de friction, monté entre les plateaux de réaction et de pression, des moyens à ressorts d'appui sur le plateau de pression pour le serrage des garnitures de friction entre les plateaux, et au moins un amortisseur de torsion reliant le disque de friction à un arbre d'entrée d'une transmission, caractérisé en ce que l'amortisseur de torsion est logé dans un espace annulaire ménagé entre le plateau de réaction et un disque fixé en bout de l'arbre moteur et est monté en série avec un autre amortisseur de torsion et avec un pré-amortisseur. L'embrayage selon l'invention présente un certain nombre d'avantages par rapport à un embrayage traditionnel et à un double volant amortisseur : -il présente un encombrement égal ou légèrement inférieur à celui d'un double volant amortisseur, tout en ayant des performances voisines en termes d'amortissement des vibrations et des à-coups générés par le moteur du véhicule, grâce aux montages en série de deux amortisseurs de torsion et d'un pré-amortisseur, - il est beaucoup moins coûteux qu'un double volant amortisseur, - contrairement au double volant amortisseur, il n'a pas de fréquence de résonance pour une vitesse de rotation inférieure au régime de ralenti du moteur, ce qui évite de l'équiper d'un limiteur de couple, - il fait appel à une technologie traditionnelle, très éprouvée et bien maîtrisée. Dans un premier mode de réalisation de l'invention, l'amortisseur de torsion logé dans l'espace annulaire est relié d'une part au disque de friction par l'autre amortisseur de torsion et d'autre part à l'arbre d'entrée de la transmission par le pré-amortisseur. Dans ce cas, l'amortisseur de torsion logé dans l'espace annulaire précité comprend un élément d'entrée formé par une rondelle de guidage reliée fixement aux rondelles de guidage de l'autre amortisseur de torsion, et un élément de sortie formé par un voile annulaire qui constitue l'élément d'entrée du pré-amortisseur. L'amortisseur de torsion logé dans l'espace annulaire précité est radialement à l'extérieur de l'autre amortisseur de torsion relié au disque de torsion et le pré-amortisseur est dans le même plan radial que l'amortisseur de torsion logé dans l'espace annulaire. Par ailleurs, l'amortisseur de torsion relié au disque de fritcion peut être centré, au moyen d'un palier, sur un moyeu cannelé qui forme l'organe de liaison du pré-amortisseur à l'arbre d'entrée de la transmission. Dans un second mode de réalisation de l'invention, l'amortisseur de torsion logé dans l'espace annulaire précité comprend un élément d'entrée fixé sur le disque de friction et un élément de sortie qui est relié à un élément d'entrée de l'autre amortisseur de torsion, dont l'élément de sortie est relié par le pré-amortisseur à l'arbre d'entrée de la transmission. Dans ce cas, l'élément d'entrée de l'amortisseur de torsion logé par l'espace annulaire précité est une rondelle de guidage dont la partie annulaire radialement interne est fixée sur le disque de friction. L'élément de sortie de cet amortisseur de torsion est un voile annulaire dont la partie radialement interne forme l'élément d'entrée de l'autre amortisseur de torsion. Cet autre amortisseur de torsion est situé radialement entre l'amortisseur de torsion logé dans l'espace annulaire précité et le pré-amortisseur et peut être centré au moyen d'un palier sur le moyeu cannelé qui relie le pré-amortisseur à l'arbre d'entrée de la transmission. Quant à l'amortisseur de torsion logé dans l'espace annulaire précité, il peut être centré au moyen d'un palier sur une rondelle de guidage du pré-amortisseur. Avantageusement, le disque fixé sur l'arbre moteur et qui délimite avec le plateau de réaction l'espace dans lequel est logé au moins un amortisseur de torsion, est un disque axialement flexible. Cette caractéristique contribue à l'amortissement des vibrations axiales générées par le moteur. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le plateau de réaction est relié au disque fixé sur l'arbre moteur par un rebord annulaire périphérique qui comporte des orifices de passage d'air de ventilation. Cela permet de refroidir le plateau de réaction de l'embrayage, qui peut être soumis à un échauffement relativement élevé du fait du frottement des garnitures de friction lors de l'ouverture et de la fermeture de l'embrayage. 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 demi-vue schématique en coupe axiale d'un embrayage selon l'invention, La figure 2 représente un détail de réalisation d'un amortisseur de torsion ; La figure 3 est une autre demi-vue schématique en coupe axiale représentant un autre mode de réalisation de l'invention ; La figure 4 est une vue schématique partielle en coupe axiale du plateau de réaction ; La figure 5 est une demi-vue schématique en coupe axiale illustrant une variante de réalisation de l'invention ; Les figures 6, 7 et 8 sont des vues partielles schématiques en coupe axiale illustrant des détails de réalisation de l'invention ; Les figures 9 et 10 sont des vues partielles de face illustrant des détails de la variante de réalisation de la figure 8 ; Les figures 11, 12, 13 et 14 sont des diagrammes illustrant le fonctionnement des amortisseurs de torsion d'un embrayage selon l'invention. En figure 1, la référence 10 désigne l'extrémité d'un arbre moteur tel que le vilebrequin d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, sur lequel est fixé un disque 12, rigide ou axialement flexible, au moyen de vis 14. Un plateau de réaction 16 comportant un rebord périphérique 18 est fixé sur la périphérie extérieure du disque 12 au moyen de vis 20 traversant axialement le rebord 18 du plateau 16. Un plateau de pression 22 est associé au couvercle 44 par des languettes élastiquement déformable (non représentées) qui solidarisent en rotation les deux plateaux 16 et 22 tout en permettant un déplacement axial du plateau de pression 22 par rapport au plateau de réaction 16. Un disque de friction 24 portant des garnitures de friction 26 à sa périphérie extérieure est monté entre les deux plateaux et est fixé à sa périphérie intérieure sur le voile annulaire 28 d'un amortisseur de torsion 30 comprenant des ressorts 32, 34 coaxiaux, montés l'un à l'intérieur de l'autre dans des fenêtres du voile annulaire 28 et de deux rondelles de guidage 35 disposées de part et d'autre du voile annulaire 28 et qui sont fixées ensemble sur un moyeu 36 par des rivets 38 à leur périphérie radialement internes. Le plateau de pression 22 est sollicité vers le plateau de réaction 16 pour le serrage des garnitures de friction 26 entre les deux plateaux, par un ressort annulaire 40 qui prend appui à sa périphérie extérieure sur un jonc 42 porté par un couvercle 44 fixé sur le plateau de réaction 16, le ressort annulaire 40 comprenant des doigts radiaux 46 orientés vers l'axe de rotation et coopérant avec une butée d'embrayage 48. L'amortisseur de torsion 30 qui est monté sur le disque de friction 24 est associé à un autre amortisseur de torsion 50 et à un pré-amortisseur 52 qui sont logés dans l'espace annulaire compris entre le disque 12 fixé en bout de l'arbre moteur 10 et le plateau de réaction 16. L'amortisseur de torsion 50 est du même type que l'amortisseur de torsion 30 et comprend des ressorts coaxiaux 52, 54 à disposition circonférentielle, montés les uns à l'intérieur des autres dans des fenêtres de deux rondelles de guidage 56 et d'un voile annulaire 58 monté entre les rondelles de guidage 56. L'amortisseur de torsion 50 se trouve radialement au niveau des garnitures de friction 26 et sa rondelle de guidage 56 située du côté du plateau de réaction 16 est prolongée en direction de l'axe de rotation par une partie annulaire 60 qui comporte à sa périphérie interne un rebord cylindrique 62 de support du moyeu 36 de l'amortisseur de torsion 30. Dans l'exemple de réalisation représenté, la périphérie interne du moyeu 36 comporte des dents qui sont engagées dans des échancrures du rebord 62 pour solidariser en rotation le moyeu 36 et la rondelle de guidage 56, 60 de l'amortisseur de torsion 50. La périphérie radialement interne de l'amortisseur de torsion 30 formée par le moyeu 36 et les rondelles de guidage 35, est portée par la partie annulaire 60 de la rondelle de guidage 56 et est bloquée axialement par un circlip ou anneau fendu 64. Les deux rondelles de guidage 56 de l'amortisseur de torsion 50 sont fixées l'une à l'autre à leur périphérie externe, comme représenté sur le dessin. La partie annulaire radialement interne du voile annulaire 58 forme le voile annulaire du pré-amortisseur 52 qui comprend des petits ressorts 68 montés dans des fenêtres de ce voile annulaire et de deux rondelles de guidage 70 qui sont prolongées au-delà du voile annulaire en direction de l'axe de rotation pour être fixées par leur périphérie interne, au moyen de rivets 72, sur un rebord radial d'un moyeu cannelé 74 monté sur l'extrémité cannelée de façon correspondante d'un arbre 76 d'entrée de la transmission du véhicule, tel que l'arbre d'entrée d'une boîte de vitesses. Comme représenté en figure 1, cet arbre d'entrée 76 peut comporter un prolongement axial 78 s'étendant du côté de l'arbre moteur 10 et guidé dans un palier 80 monté dans l'orifice central du disque 12. Le pré- amortisseur 52 se trouve sensiblement dans le même plan radial que l'amortisseur de torsion 50 et est situé sensiblement à la même distance de l'axe de rotation que l'amortisseur de torsion 30 porté par le disque de friction 24 et qui se trouve lui-même autour du moyeu 74 de liaison à l'arbre 76 d'entrée de la transmission. Avantageusement, l'amortisseur de torsion 50, qui a un diamètre supérieur à celui de l'amortisseur de torsion 30, comprend des groupes de ressorts 52, 54 qui sont associés en série deux par deux au moyen de rondelles de phasage 66 qui sont montées entre les rondelles de guidage 56 et de part et d'autre du voile annulaire 58 comme représenté en figure 2. Ces rondelles de phasage sont reliées fixement l'une à l'autre par exemple au moyen de rivets et comportent des fenêtres dans lesquelles sont montées deux paires de deux ressorts 52, 54, les fenêtres des rondelles de phasage étant décalées d'un pas par rapport à celles des rondelles de guidage et du voile annulaire 58 dans lesquelles les ressorts sont également montés par deux paires de deux ressorts. Cette disposition particulière permet de faire travailler en série les paires de deux ressorts, pour obtenir le même débattement angulaire qu'avec des ressorts de plus grande longueur, mais sans en avoir les inconvénients (sensibilité aux forces centrifuges et risques de coincement des spires en appui sur une surface périphérique extérieure). Les rondelles de phasage sont avantageusement serrées entre les rondelles de guidage 56 et le voile annulaire 58 et forment ainsi des rondelles de friction participant à l'amortissement des vibrations et des à- coups de rotation. L'amortisseur de torsion 50 de la figure 2 peut par exemple comprendre 4, 5, 6 ou 8 paires de ressorts 52, 54. Dans le mode de réalisation de l'invention qui est représenté en figure 3, l'amortisseur de torsion 50 qui se trouve à hauteur des garnitures de friction 26 dans l'espace annulaire ménagé entre le disque 12 et le plateau de réaction 16, est relié au disque de friction 24 par la partie annulaire 60 de sa rondelle de guidage 56, qui est fixée sur le disque de friction 24 par des moyens tels que des vis 82, par exemple. Le voile annulaire 58 de l'amortisseur de torsion 50 forme le voile annulaire d'un autre amortisseur de torsion 84 comprenant des ressorts coaxiaux 86, 88 à disposition circonférentielle, qui sont montés les uns à l'intérieur des autres dans des fenêtres de la partie radialement interne du voile annulaire 58 et de rondelles de guidage 90 dont l'une située du côté du disque de friction 24 forme une rondelle de guidage d'un pré-amortisseur 92 monté sur un moyeu cannelé 94 de liaison à l'arbre 96 d'entrée de la transmission. Dans ce mode de réalisation, l'amortisseur de torsion 84 est situé radialement à l'intérieur de l'amortisseur de torsion 50 et est légèrement décalé axialement en direction du disque de friction 24. Le pré-amortisseur 92 se trouve radialement à l'intérieur de l'amortisseur de torsion 84 et est décalé axialement par rapport à celui-ci en direction du disque de friction 24. De la façon habituelle, l'élément de sortie du pré-amortisseur 92 est un voile annulaire qui engrène avec jeu dans une denture extérieure du moyeu cannelé 94. Des circlips assurent le maintien axial du pré- amortisseur et de la périphérie interne de la rondelle de guidage 90 de l'amortisseur de torsion 84 sur le moyeu cannelé 94. Comme on l'a représenté schématiquement en figure 4, le rebord périphérique externe du plateau de réaction 16 comporte des orifices traversants 98 de passage d'air de ventilation, permettant de refroidir les surfaces de friction formées sur le plateau de réaction 16. La variante de réalisation représentée en figure 5 correspond pour l'essentiel au mode de réalisation de la figure 3, et en diffère par la disposition de paliers de centrage et de guidage en rotation entre l'amortisseur de torsion 84 et le moyeu cannelé 94 d'une part et entre la partie annulaire 60 de la rondelle de guidage 56 de l'amortisseur de torsion 50 et le pré-amortisseur 92 d'autre part. Plus précisément, la périphérie interne de la rondelle de guidage 90 de l'amortisseur de torsion 84 qui est située du côté de l'arbre moteur, est guidée et centrée dans un palier 100 monté sur le moyeu 94 et retenu axialement par un circlip. La périphérie interne de la partie annulaire 60 de la rondelle de guidage 56 de l'amortisseur de torsion 50 est centrée et guidée par un palier 102 porté par une rondelle de guidage 104 du pré-amortisseur 92, elle-même centrée et guidée par un palier 106 sur le moyeu cannelé 94. La figure 6 représente schématiquement des moyens de centrage et de guidage en rotation du moyeu 36 de l'amortisseur de torsion 30 de l'embrayage de la figure 1 et de la partie annulaire 60 de la rondelle de guidage de l'amortisseur de torsion 50, sur le moyeu 74 de liaison à l'arbre d'entrée de la transmission, ces moyens de centrage et de guidage en rotation étant ici constitués par un manchon 110 en matériau à faible coefficient de frottement, monté sur la surface cylindrique extérieure du moyeu 74. Dans la variante de réalisation de la figure 7, le disque de friction 24 est centré sur un rebord cylindrique 112 de la partie annulaire 60 de la rondelle de guidage 56 de l'amortisseur de torsion 50 de la figure 2 et est fixé au moyen d'un écrou 114 vissé sur la surface extérieure filetée de ce rebord 112. La partie annulaire 60 sur laquelle s'appuie le disque de friction 24 comporte des tétons emboutis 116 qui sont engagés dans des orifices correspondants du disque de friction 24, pour solidariser celui-ci en rotation avec la partie annulaire 60 de la rondelle de guidage 56 de l'amortisseur de torsion 50. Les figures 8, 9 et 10 représentent schématiquement d'autres détails de réalisation de l'embrayage de la figure 1, dans lequel la partie radialement interne de la rondelle de guidage 70 de l'amortisseur de torsion 50 comporte un rebord cylindrique 118 formé avec une denture externe qui engrène avec jeu avec une denture correspondante de la périphérie interne du voile annulaire 58 de l'amortisseur de torsion 52. De même, le rebord cylindrique 62 de la périphérie interne de la rondelle de guidage 56 de l'amortisseur de torsion 50 comporte une denture externe qui engrène sans jeu avec une denture correspondante du moyeu 36 de l'amortisseur de torsion 30 portée par le disque de friction 24. Le fonctionnement de l'embrayage selon l'invention est illustré par les figures 11 à 14. La figure 11 représente un exemple de débattement angulaire de l'amortisseur de torsion 50 de l'embrayage de la figure 3, en fonction du couple de rotation transmis, ce débattement angulaire étant de 25 environ de part et d'autre d'une position de repos. La figure 12 représente le débattement angulaire de l'amortisseur de torsion 84 de l'embrayage de la figure 3, en fonction du couple transmis, ce débattement angulaire étant de 20 environ de part et d'autre d'une position de repos. Le débattement angulaire du pré-amortisseur 92 en fonction du couple transmis est représenté schématiquement en figure 13 et est dans cet exemple de 8 dans le sens rétro et de 17 dans le sens direct pour un couple transmis de 10Nm, avec un changement de pente pour un débattement angulaire de 10 dans le sens direct. Le montage en série des deux amortisseurs de torsion 50 et 84 et du pré-amortisseur 92 permet d'obtenir le débattement angulaire représenté schématiquement en figure 14, qui est de 53 dans le sens rétro pour un couple de 342Nm et de 62 dans le sens direct pour un couple de rotation de 342Nm également. La courbe de la figure 14 permet de constater que les performances d'amortissement des vibrations et des à-coups des amortisseurs de torsion de l'embrayage selon l'invention sont au moins équivalentes à celles d'un double volant amortisseur, pour un prix de revient nettement inférieur. REVENDICATIONS 1. Embrayage, en particulier pour véhicule automobile, comprenant un plateau de réaction (16) solidaire d'un arbre moteur (10), un plateau de pression (22) solidaire en rotation du plateau de réaction et axialement déplaçable par rapport à celui-ci, un disque de friction (24) portant des garnitures de friction (26), monté entre les plateaux de réaction et de pression, des moyens à ressort (40) d'appui sur le plateau de pression pour le serrage des garnitures de friction entre les plateaux et au moins un amortisseur de torsion (50) reliant le disque de friction à un arbre d'entrée (76) d'une transmission, caractérisé en ce que l'amortisseur de torsion (50) est logé dans un espace annulaire ménagé entre le plateau de réaction (16) et un disque (12) fixé en bout de l'arbre moteur et est monté en série avec un autre amortisseur de torsion (30) et avec un pré-amortisseur (52). 2. Embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'amortisseur de torsion (50) logé dans l'espace annulaire est relié d'une part au disque de friction (24) par l'autre amortisseur de torsion (30) et d'autre part à l'arbre (76) d'entrée de la transmission par le pré-amortisseur (52). 3. Embrayage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'amortisseur de torsion (50) logé dans l'espace annulaire comprend un élément d'entrée formé par une rondelle de guidage (56) reliée fixement aux rondelles de guidage de l'autre amortisseur de torsion (30), et un élément de sortie formé par un voile annulaire (58) qui constitue l'élément d'entrée du pré-amortisseur (52). 4. Embrayage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'amortisseur de torsion (50) logé dans l'espace annulaire est radialement à l'extérieur de l'autre amortisseur de torsion (30) relié au disque de friction (24). 5. Embrayage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pré-amortisseur (52) est sensiblement dans lemême plan radial que l'amortisseur de torsion (50) logé dans l'espace annulaire précité. 6. Embrayage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pré-amortisseur (52) est relié à l'arbre d'entrée de la transmission par un moyeu cannelé (74) sur lequel est monté un palier (110) de centrage de l'autre amortisseur de torsion (30). 7. Embrayage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'amortisseur de torsion (50) logé dans l'espace annulaire comprend un élément d'entrée (56, 60) fixé sur le disque de friction (24) et un élément de sortie relié à un élément d'entrée de l'autre amortisseur de torsion (84), dont l'élément de sortie (90) est relié par le pré-amortisseur (92) à l'arbre d'entrée de la transmission. 8. Embrayage selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élément d'entrée de l'amortisseur de torsion (50) logé dans l'espace annulaire est une rondelle de guidage (56) dont la partie annulaire radialement interne (60) est fixé sur le disque de friction (24). 9. Embrayage selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que l'élément de sortie de l'amortisseur de torsion (50) logé dans l'espace annulaire précité est un voile annulaire (58) dont la partie radialement interne forme l'élément d'entrée de l'autre amortisseur de torsion (84). 10. Embrayage selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que l'autre amortisseur de torsion (84) est situé radialement et axialement entre l'amortisseur de torsion (50) logé dans l'espace annulaire précité et le pré-amortisseur (92). 11. Embrayage selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que le pré-amortisseur (92) est relié à l'arbre d'entrée de la transmission par un moyeu cannelé (94) qui supporte un palier (100) de centrage dudit autre amortisseur de torsion (84). 12. Embrayage selon l'une des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que l'amortisseur de torsion (50) logé dans l'espace annulaire précité estcentré au moyen d'un palier (102) sur une rondelle de guidage (104) du pré-amortisseur (92). 13. Embrayage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'amortisseur de torsion (50) de plus grand diamètre comprend des paires de ressorts (52, 54) travaillant en série, montées dans des fenêtres des rondelles de guidage (56) et du voile annulaire (58) et dans des fenêtres décalées d'un pas de rondelles de phasage (66). 14. Embrayage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le disque (12) fixé sur l'arbre de moteur (10) est axialement flexible. 15. Embrayage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le plateau de réaction (16) est relié au disque (12) fixé sur l'arbre moteur (10) par un rebord annulaire périphérique (18) comportant des orifices (98) de passage d'air de ventilation.