Brevet FR2913256A1 — publié le 20080905

-1- La présente invention concerne un embrayage à friction, en particulier pour véhicule automobile, à amortisseur perfectionné. Dans un véhicule automobile, un embrayage à friction a pour fonction de transmettre un couple entre un élément rotatif d'entrée et un élément rotatif de sortie, par pincement de la friction entre des plateaux de pression et de réaction liés en rotation avec un volant moteur. Habituellement, l'élément d'entrée est formé par un disque de friction et l'élément de sortie est lié en rotation, avec ou sans jeu angulaire, à un moyeu lié en rotation avec un arbre d'entrée de boîte de vitesses. L'embrayage à friction a aussi pour fonction d'assurer la continuité du couple transmis et de filtrer les vibrations en provenance du moteur, notamment grâce à des moyens d'amortissement comportant des organes élastiques, destinés à accumuler de l'énergie lorsque les éléments d'entrée et de sortie se déplacent angulairement l'un par rapport à l'autre, et des moyens de frottement, destinés à dissiper l'énergie accumulée dans les organes élastiques. On connaît déjà, dans l'état de la technique, un embrayage à friction, en particulier pour véhicule automobile, du type comportant un amortisseur muni d'éléments rotatifs d'entrée et de sortie susceptibles de se déplacer angulairement l'un relativement à l'autre dans des sens direct et rétrograde, l'amortisseur comportant : - deux rondelles de guidage solidaires en rotation d'un premier élément choisi parmi les éléments d'entrée et de sortie, - un voile solidaire en rotation d'un second élément parmi ces éléments d'entrée et de sortie, des organes élastiques à effet circonférentiel, logés dans des fenêtres ménagées dans les rondelles de guidage et le voile, de façon à solliciter élastiquement ces rondelles de guidage et voile vers une position angulaire relative de repos, les organes élastiques étant logés sans jeu circonférentiel dans les fenêtres des rondelles de guidage lorsque les rondelles de guidage et le voile sont dans leur position relative de repos. On rappelle que le sens direct est le sens dans lequel l'élément rotatif d'entrée se déplace angulairement relativement à l'élément rotatif de sortie pour entraîner cet élément rotatif de sotie en rotation, et que le sens rétrograde est le sens opposé au sens direct. -2- Habituellement, les organes élastiques sont répartis en des premier et second groupes d'organes élastiques. Lorsque les rondelles de guidage et le voile sont dans leur position relative de repos, les organes élastiques du premier groupe sont logés sans jeu circonférentiel dans les fenêtres du voile, et les organes élastiques du second groupe sont logés avec jeu circonférentiel dans les fenêtres correspondantes du voile. Ainsi, les organes élastiques du premier groupe sont activés dès que débute le débattement angulaire entre les rondelles de guidage et le voile, dans le sens direct ou rétrograde, formant ainsi un premier étage d'amortissement. Les organes élastiques du second groupe sont activés lorsque le débattement angulaire entre les rondelles de guidage et le voile atteint une valeur prédéterminée correspondant au jeu circonférentiel des fenêtres du voile, formant ainsi un second étage d'amortissement. Habituellement, l'amortisseur comporte au moins une rondelle de frottement à activation décalée, agencée entre l'une des rondelles de guidage et le voile, destinée à dissiper l'énergie accumulée dans les organes élastiques lorsque le second étage d'amortissement est activé. Une telle rondelle de frottement comporte deux paires de pattes d'activation, chaque patte d'activation coopérant avec une extrémité d'un organe élastique du second groupe. Ainsi, lorsque le débattement angulaire entre les rondelles de guidage et le voile dépasse la valeur prédéterminée, un contour de la fenêtre du voile dans laquelle est logé l'organe élastique vient coopérer à la fois avec l'une des pattes d'activation et avec l'extrémité correspondante de cet organe élastique. Un frottement est alors généré entre la rondelle de frottement et la rondelle de guidage, afin de dissiper l'énergie accumulée dans l'organe élastique. Il est connu que les vibrations en provenance du moteur sont différentes selon que les éléments rotatifs d'entrée et de sortie se déplacent angulairement l'un par rapport 25 à l'autre en sens direct ou en sens rétrograde. Par exemple, dans le cas d'un moteur de type essence, les vibrations provenant du moteur sont négligeables dans le sens direct, et importantes dans le sens rétrograde. Dans le cas d'un moteur de type Diesel, les vibrations provenant du moteur ont un même ordre de grandeur dans les sens direct et rétrograde, les vibrations dans le 30 sens rétrograde étant légèrement supérieures aux vibrations dans le sens direct. On notera que, du fait des comportements différents des moteurs essence et Diesel, les amortisseurs destinés à des applications essence ou Diesel sont généralement différents. Il est donc nécessaire de développer deux types d'amortisseurs indépendamment l'un de l'autre. 35 L'invention a notamment pour but de fournir un amortisseur permettant d'optimiser les amortiEsements des vibrations dans les sens direct et rétrograde, et dont -3- la fiabilité est améliorée par rapport à celle d'un amortisseur de l'état de la technique. L'invention a également pour but de fournir un amortisseur pouvant être adapté à un moteur Diesel ou essence moyennant seulement quelques modifications mineures. A cet effet, l'invention a pour objet un embrayage à friction du type précité, caractérisé en ce que les organes élastiques sont logés avec jeu circonférentiel dans les fenêtres du voile, de façon que, lorsque les rondelles de guidage et le voile sont dans leur position relative de repos : - chaque organe élastique coopère avec un contour de la fenêtre du voile dans laquelle il est logé, - les jeux de deux fenêtres consécutives circonférentiellement sont opposés circonférentiellement. Puisque chaque organe élastique coopère avec un contour de la fenêtre du voile dans laquelle il est logé, certains organes élastiques, dits organes élastiques d'un premier ensemble, sont activés dès que commence le déplacement angulaire relatif des rondelles de guidage et du voile dans le sens direct (premier étage d'amortissement). Les autres organes élastiques, dits organes élastiques d'un second ensemble, ne sont activés que lorsque le déplacement angulaire relatif des rondelles de guidage et du voile dans le sens direct atteint une valeur prédéterminée correspondant au jeu de la fenêtre (second étage d'amortissement). A l'inverse, les jeux de deux fenêtres consécutives étant opposés circonférentiellement, ce sont les organes élastiques du second ensemble qui sont activés dès que commence le déplacement angulaire relatif des rondelles de guidage et du voile dans le sens rétrograde (premier étage d'amortissement), et les organes élastiques du premier ensemble ne sont activés que lorsque le déplacement angulaire relatif des rondelles de guidage et du voile dans le sens rétrograde atteint une valeur prédéterminée correspondant au jeu de la fenêtre (second étage d'amortissement). En d'autres termes, contrairement aux amortisseurs de l'état de la technique, ce sont des organes élastiques différents qui sont activés au premier étage d'amortissement dans le sens direct ou dans le sens rétrograde. Ainsi, un premier avantage de l'invention consiste en ce qu'il est possible d'optimiser les amortissements des vibrations du moteur dans les sens direct et rétrograde, par exemple en fournissant des organes élastiques tels que la somme des raideurs des organes élastiques du second ensemble est supérieure à la somme des raideurs des organes élastiques du premier ensemble. -4- Dans ce cas, les vibrations dans le sens rétrograde, généralement plus importantes que les vibrations dans le sens direct, bénéficient d'un meilleur amortissement dès le premier étage d'amortissement. Par ailleurs, un deuxième avantage de l'invention consiste en ce qu'il est possible d'améliorer la résistance à l'usure d'une rondelle de frottement du second étage d'amortissement, en fournissant une rondelle de frottement à activation décalée liée angulairement avec deux organes élastiques consécutifs circonférentiellement. En effet, une telle rondelle de frottement est activée, dans les deux sens, au second étage d'amortissement. Or, les jeux de deux fenêtres consécutives étant opposés, les organes élastiques formant le second étage d'amortissement dans les deux sens sont des organes élastiques consécutifs circonférentiellement. Par exemple, la rondelle de frottement est munie d'au moins une patte d'activation s'étendant angulairement entre deux organes élastiques consécutifs. Une telle patte d'activation est alors considérablement plus large qu'une patte d'activation d'une rondelle de frottement de l'état de la technique. Sa résistance à l'usure est donc meilleure. Un troisièrne avantage de l'invention consiste en ce que les jeux des fenêtres ne dépendent que de la forme du voile. Ainsi, il suffit de changer le voile pour changer les jeux, par exemple pour passer d'une application Diesel à une application essence et réciproquement. Un embrayage selon l'invention peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : au moins deux organes élastiques consécutifs circonférentiellement ont des raideurs différentes ; - les organes élastiques se répartissent en des premier et second ensembles tels que chaque organe élastique du premier, respectivement seconcl, ensemble coopère avec un contour de la fenêtre du voile dans laquelle cet organe élastique est logé de façon à être activé dès que les éléments rotatifs d'entrée et de sortie se déplacent angulairement l'un relativement à l'autre dans le sens direct, respectivement rétrograde, la somme des raideurs des organes élastiques du second ensemble étant supérieure à la somme des raideurs des organes élastiques du premier ensemble ; - l'embrayage comporte une rondelle de frottement, agencée entre l'une des 35 rondelles de guidage et le voile, destinée à dissiper l'énergie accumulée dans les organes élastiques activés lorsque les rondelles de guidage et le -5- voile s'éloignent angulairement de leur position relative de repos, la rondelle de frottement étant destinée à coopérer angulairement avec deux organes élastiques consécutifs circonférentiellement ; la rondelle de frottement est munie d'au moins une patte radiale d'activation destinée à coopérer angulairement avec les deux organes élastiques consécutifs crconférentiellement ; la patte d'activation comporte au moins un prolongement axial d'entraînement de la rondelle de frottement, ce prolongement axial s'étendant dans un espace circonférentiel formé par le jeu circonférentiel existant entre un organe élastique et une fenêtre du voile de façon que, lorsque les éléments rotatifs d'entrée et de sortie se déplacent l'un relativement à l'autre selon le sens direct, respectivement rétrograde, le prolongement axial est susceptible de coopérer avec cet organe élastique, respectivement avec un contour de cette fenêtre, pour être entraîné dans un sens direct, respectivement rétrograde ; - deux fenêtres du voile consécutives circonférentiellement ont des jeux opposés de dimensions circonférentielles différentes ; - la dimension du jeu de la fenêtre dans le sens rétrograde est supérieure à la dimension du jeu de la fenêtre dans le sens direct ; la dimension du jeu de la fenêtre dans le sens direct est supérieure à la dimension du jeu de la fenêtre dans le sens rétrograde. L'invention à également pour objet une rondelle de frottement à activation décalée, caractérisé en ce qu'elle comporte au moins une patte radiale d'activation destinée à coopérer angulairement avec deux organes élastiques consécutifs 25 circonférentiellement d'un amortisseur d'embrayage à friction lorsque cette rondelle est agencée dans cet amortisseur. De préférence, la patte d'activation comporte au moins un prolongement axial d'entraînement de la rondelle de frottement. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, 30 donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue de face d'un embrayage à friction selon un mode de réalisation préféré de l'invention. - la figure 2 est une vue de face d'une rondelle de frottement de l'embrayage 35 de la figure 1. 10 15 20 -6- On a représenté sur la figure 1 un embrayage à friction, notamment pour véhicule automobile, selon un mode de réalisation préféré de l'invention. L'embrayage à friction comprend un dispositif à friction 10 destiné à transmettre un couple entre un volant moteur solidaire en rotation d'un arbre menant, tel que le vilebrequin d'un moteur du véhicule automobile, et un arbre mené, tel que l'arbre d'entrée d'une boîte de vitesses du véhicule automobile. Le dispositif à friction 10 est muni d'un amortisseur principal 12 couplé en série entre des éléments rotatifs d'entrée et de sortie. L'élément rotatif d'entrée est un disque de friction susceptible d'être lié en rotation avec le volant moteur par pincement entre des plateaux de pression et de réaction liés en rotation avec le volant moteur et actionnés par des moyens embrayeurs. L'élément rotatif de sortie est un moyeu, de forme générale annulaire, lié en rotation avec l'arbre d'entrée de la boîte de vitesse du véhicule automobile. L'amortisseur 12 comporte un voile 14, solidarisé en rotation avec le moyeu de sortie à l'aide de rnoyens de solidarisation 20, tels que des dentures internes du voile 14 coopérant avec une denture externe complémentaire du moyeu. L'amortisseur 12 comporte également deux rondelles de guidage 18, solidarisées en rotation avec le disque de friction à l'aide de moyens de solidarisation 16 tels que des rivets. En variante, le voile pourrait être solidarisé avec le disque de friction et les rondelles de guidage solidarisées avec le moyeu. Le voile 14 et les rondelles de guidage 18 sont couplés entre eux à l'aide de moyens d'amortissements 22 destinés à amortir les vibrations provenant du moteur du véhicule automobile. Les moyens d'amortissement 22 comprennent des organes élastiques 24 à effet circonférentiel, tels que des ressorts hélicoïdaux de forte raideur, destinés à accumuler de l'énergie lorsque le voile 14 et les rondelles de guidage 18 se déplacent angulairement l'un relativement à l'autre. Les organes élastiques 24 sont logés dans des fenêtres 26 du voile 14 et dans des fenêtres 28 des rondelles de guidage 18, de façon à solliciter élastiquement ces rondelles de guidage et voile vers une position angulaire relative de repos. On notera que, lorsque les rondelles de guidage et le voile sont dans leur position relative de repos, les organes élastiques 24 sont logés sans jeu circonférentiel dans les fenêtres 28 des rondelles de guidage 18 et avec jeu circonférentiel J1, J2 dans les fenêtres 26 du voile 14. -7- Le jeu circonférentiel J1, J2 de chaque fenêtre 26 du voile 14 est tel que chaque organe élastique 24 coopère avec un contour 29 de la fenêtre 26 du voile dans laquelle il est logé et que les jeux J1, J2 de deux fenêtres 26 consécutives circonférentiellement sont opposés circonférentiellement. Chaque organe élastique 24 est donc activé dès que débute le débattement angulaire entre les rondelles de guidage 18 et le voile 14 dans un sens, et activé avec un décalage correspondant au jeu J1, J2 de la fenêtre 26 du voile dans laquelle il est logé dans un sens opposé. Dans chaque sens de déplacement angulaire, les organes élastiques 24 qui sont activés dès que débute le débattement angulaire forment un premier étage d'amortissement, et les organes élastiques 24 qui sont activés avec un décalage forment, en combinaison avec les organes élastiques 24 activés dès que débute le débattement angulaire, un second étage d'amortissement. On appelle organes élastiques 24A du premier ensemble les organes élastiques formant le premier étage dans un sens direct D, et organes élastiques 24B du second ensemble les organes élastiques formant le premier étage dans un sens rétrograde R. De préférence, afin d'optimiser l'amortissement des vibrations dans les sens direct D et rétrograde R, au moins deux organes élastiques 24A, 24B consécutifs circonférentiellement ont des raideurs différentes. Par exemple, la somme des raideurs des organes élastiques 24B du second ensemble est supérieure à la somme des raideurs des organes élastiques 24A du premier ensemble. Ainsi, les vibrations du moteur sont amorties différemment aux premiers étages d'amortissement des sens direct D et rétrograde R. L'amortissement est notamment plus important au premier étage dans le sens rétrograde R que l'amortissement au premier étage dans le sens direct D, puisque les vibrations en provenance du moteur sont plus importantes dans le sens rétrograde. En variante, Ila somme des raideurs des organes élastiques 24B du second ensemble pourrait être inférieure, ou pourrait être égale, à la somme des raideurs des organes élastiques 24A du premier ensemble. De préférence également, deux fenêtres 26 du voile consécutives circonférentiellement, appelées première 26A et seconde 26B fenêtres, dans lesquelles sont respectivement logés des organes élastiques des premier et second ensemble, ont des jeux J1, J2 opposés de dimensions circonférentielles différentes. Ainsi, le second étage d'amortissement est activé à un débattement différent dans les sens direct D et rétrograde R. Par exemple, la dimension du jeu J2 de la seconde fenêtre 26B (sens -8-rétrograde) est supérieure à la dimension du jeu J1 de la première fenêtre 26A (sens direct). En variante, la dimension du jeu J1 de la première fenêtre 26A (sens direct) pourrait être supérieure à la dimension du jeu J2 de la seconde fenêtre 26B (sens rétrograde). Conformément à l'exemple représenté, les moyens d'amortissement 22 comportent également des organes de frottement destinés à dissiper l'énergie accumulée dans les organes élastiques 24. Les organes de frottement comportent notamment une rondelle de frottement 30 agencée entre le voile 14 et une rondelle de guidage 18. La rondelle de frottement 30 est représentée plus en détail sur la figure 2. La rondelle de frottement 30 comporte des pattes d'activation 32, de préférence venues de matière avec cette rondelle de frottement 30, destinées à s'étendre entre deux organes élastiques 24A, 24E3 consécutifs circonférentiellement. Chaque patte d'activation 32 comporte des premier et second prolongements axiaux 33 d'entraînement de la rondelle de frottement, ces prolongements axiaux 33 étant destinés chacun à s'étendre dans un espace circonférentiel formé par l'un des jeux circonférentiels J1, J2 existant entre l'un des organes élastiques 24A, 24B et l'une des fenêtres 26A, 26B correspondante du voile. Ainsi, lorsque les éléments rotatifs d'entrée et de sortie se déplacent l'un relativement à l'autre selon le sens direct D, respectivement rétrograde R, l'un des prolongements axiaux 33 est susceptible de coopérer avec l'organe élastique 24A, 24B correspondant, respectivement avec un contour 29 de la fenêtre 26A, 26B correspondante, pour être entraîné dans un sens direct, respectivement rétrograde. En d'autres termes, lorsque le voile 14 et les rondelles de guidage 18 se déplacent angulairement l'un par rapport à l'autre au delà du jeu J1, J2 de la fenêtre 26A, 26B, le contour 29 de la fenêtre 26A, 26B entraîne la rondelle de frottement 30 en rotation en même temps qu'il active l'organe élastique 24A, 24B logé dans cette fenêtre 26A, 26B. Un frottement est alors généré entre la rondelle de frottement 30 et la rondelle de guidage 18, afin de dissiper l'énergie accumulée dans l'organe élastique 24. Lorsque le voile 14 et les rondelles de guidage 18 se déplacent angulairement l'un par rapport à l'autre vers leur position de repos, l'organe élastique 24A, 24B entraîne la rondelle de frottement 30 vers une position de repos, dans laquelle la patte d'activation 32 de la rondelle de frottement 30 s'étend entre deux organes élastiques consécutifs 24A, 24B. -9- On notera enfin que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation précédemment décrit, mais englobe toute variante reprenant, avec des moyens équivalents, ses caractéristiques essentielles. REVENDICATIONS 1. Embrayage à friction (10), en particulier pour véhicule automobile, du type comportant un amortisseur (12) muni d'éléments rotatifs d'entrée et de sortie susceptibles de se déplacer angulairement l'un relativement à l'autre dans des sens direct (D) et rétrograde (R), l'amortisseur comportant : - deux rondelles de guidage (18) solidaires en rotation d'un premier élément choisi parmi les éléments d'entrée et de sortie, - un voile (14) solidaire en rotation d'un second élément parmi ces éléments d'entrée et de sortie, - des organes élastiques (24, 24A, 24B) à effet circonférentiel, logés dans des fenêtres (26, 26A, 26B, 28) ménagées dans les rondelles de guidage (18) et le voile (14), de façon à solliciter élastiquement ces rondelles de guidage (18) et voile (14) vers une position angulaire relative de repos, les organes élastiques (24, 24A, 24B) étant logés sans jeu circonférentiel dans les fenêtres (28) des rondelles de guidage (18) lorsque les rondelles de guidage (18) et le voile (14) sont dans leur position relative de repos, caractérisé en ce que les organes élastiques (24, 24A, 24B) sont logés avec jeu circonférentiel (J1, J2) dans les fenêtres (26, 26A, 26B) du voile (14), de façon que, lorsque les rondelles de guidage (18) et le voile (14) sont dans leur position relative de repos : - chaque organe élastique (24, 24A, 24B) coopère avec un contour (29) de la fenêtre (26, 26A, 26B) du voile dans laquelle il est logé, les jeux (J1, J2) de deux fenêtres (26A, 26B) consécutives circonférentiellement sont opposés circonférentiellement. 2. Embrayage à friction (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins deux organes élastiques (24A, 24B) consécutifs circonférentiellement ont des raideurs différentes. 3. Embrayage à friction (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les organes élastiques se répartissent en des premier et second ensembles tels que chaque organe élastique (24A, 24B) du premier, respectivement second, ensemble coopère avec un contour (29) de la fenêtre (26, 26A, 26B) du voile dans laquelle cet organe élastique est logé de façon à être activé dès que les éléments rotatifs d'entrée et de sortie se déplacent angulairement l'un relativement à l'autre dans le sens direct (D), respectivement rétrograde (R), la somme des raideurs des organes élastiques (24B) du-11- second ensemble étant supérieure à la somme des raideurs des organes élastiques (24A) du premier ensemble. 4. Embrayage à friction (110) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une rondelle de frottement (30), agencée entre l'une des rondelles de guidage (18) et le voile (14), destinée à dissiper l'énergie accumulée dans les organes élastiques (24, 24A, 24B) activés lorsque les rondelles de guidage (18) et le voile (14) s'éloignent angulairement de leur position relative de repos, la rondelle de frottement (30) étant destinée à coopérer angulairement avec deux organes élastiques (24A, 24B) consécutifs circonférentiellement. 5. Embrayage à friction (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la rondelle de frottement (30) est munie. d'au moins une patte radiale d'activation (32) destinée à coopérer angulairement avec les deux organes élastiques (24A, 24B) consécutifs circonférentiellement. 6. Embrayage à friction (10) selon la revendication 5, caractérisé en ce que la patte d'activation (32) comporte au moins un prolongement axial (33) d'entraînement de la rondelle de frottement, ce prolongement axial (33) s'étendant dans un espace circonférentiel formé par le jeu circonférentiel (J1, J2) existant entre un organe élastique (24, 24A, 24B) et une fenêtre (26, 26A, 26B) du voile de façon que, lorsque les éléments rotatifs d'entrée et de sortie se déplacent l'un relativement à l'autre selon le sens direct (D), respectivement rétrograde (R), le prolongement axial (33) est susceptible de coopérer avec cet organe élastique (24, 24A, 24B), respectivement avec un contour (29) de cette fenêtre (26, 26A, 26B), pour être entraîné dans un sens direct, respectivement rétrograde. 7. Embrayage à friction (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que deux fenêtres (26A, 26B) du voile consécutives circonférentiellement ont des jeux (J1, J2) opposés de dimensions circonférentielles différentes. 8. Embrayage à friction (10) selon la revendication 7, caractérisé en ce que la dimension du jeu (J2) de la fenêtre (26B) dans le sens rétrograde (R) est supérieure à la dimension du jeu (J1) de la fenêtre (26A) dans le sens direct (D). 9. Embrayage à friction (10) selon la revendication 7, caractérisé en ce que la dimension du jeu (J1) de la fenêtre (26A) dans le sens direct (D) est supérieure à la dimension du jeu (J2) de la fenêtre (26B) dans le sens rétrograde (R). 10. Rondelle de frottement (30) à activation décalée, caractérisé en ce qu'elle comporte au moins une patte radiale d'activation (32) destinée à coopérer angulairement 35 avec deux organes élastiques (24A, 24B) consécutifs circonférentiellement d'un-12- amortisseur (12) d'embrayage à friction (10) lorsque cette rondelle (30) est agencée dans cet amortisseur (12). 11. Rondelle de frottement (30) selon la revendication 10, caractérisée en ce que la patte d'activation (32) comporte au moins un prolongement axial (33) 5 d'entraînement de la rondelle de frottement (30).