Brevet FR2938061A1 — publié le 20100507

L'invention concerne un procédé et un dispositif de mesure des caractéristiques d'un amortisseur de torsion d'une friction d'embrayage, en particulier pour véhicule automobile. Dans la technique actuelle, ces amortisseurs de torsion sont fabriqués à la chaîne et certains d'entre eux passent ensuite dans une machine de contrôle de leurs caractéristiques, en termes de couple, d'hystérésis et de raideur. Ces machines de contrôle travaillent à vitesse faible car la précision des mesures, en particulier des valeurs d'hystérésis, est fortement dégradée quand on augmente la vitesse angulaire d'entraînement d'un élément d'entrée ou d'un élément de sortie de l'amortisseur de torsion pour faire les mesures de ces caractéristiques. Dans les machines de contrôle connues, la durée des mesures est donc de l'ordre de deux minutes par amortisseur de torsion, ce qui interdit de faire ces mesures en ligne sur une chaîne de fabrication. La présente invention a notamment pour but de fournir une solution 20 simple, efficace et économique à ce problème. Elle propose un procédé de mesure des caractéristiques d'un amortisseur de torsion d'une friction d'embrayage, cet amortisseur de torsion comprenant un élément d'entrée relié par un amortisseur principal et par un pré-amortisseur à un élément de sortie, caractérisé en ce qu'il 25 consiste : - à déplacer à une première vitesse un premier des éléments d'entrée et de sortie pour l'amener en fin de course dans le sens direct à partir d'une position de repos, la fin de course étant définie par la position angulaire de l'amortisseur de torsion correspondant au couple de torsion 30 maximal défini pour la mesure, et à mesurer le couple appliqué à l'autre élément et la position angulaire du premier élément dans cette position de fin de course, puis à ramener à cette première vitesse le premier élément dans sa position de repos, - à déplacer le premier élément à une deuxième vitesse plus faible dans le sens direct et dans le sens rétro sur le débattement angulaire du pré-amortisseur, à le ramener en position de repos et à mesurer les couples appliqués à l'autre élément et les positions angulaires du premier élément autour d'un point de contrôle de l'hystérésis du pré-amortisseur, - à déplacer le premier élément à la première vitesse dans le sens direct jusqu'à un point de contrôle de l'hystérésis de l'amortisseur principal, puis à le déplacer à faible vitesse autour de ce point et à mesurer les couples appliqués à l'autre élément en ce point ainsi que la position du premier élément, - et à ramener le premier élément à la première vitesse en position de repos. Ainsi, en utilisant une première vitesse relativement élevée pour amener le premier élément en fin de course et au point de contrôle de l'hystérésis de l'amortisseur principal, et une seconde vitesse plus faible pour déplacer cet élément autour du point de contrôle de l'hystérésis de l'amortisseur principal et sur la course angulaire du pré-amortisseur, on peut effectuer des mesures précises et rapides de couples et de positions angulaires qui sont suffisantes pour déterminer les caractéristiques de l'amortisseur de torsion en une durée de l'ordre de 10 à 16 secondes, ce qui permet de réaliser le contrôle de ces caractéristiques en ligne sur la chaîne de fabrication et donc de soumettre tous les amortisseurs de torsion à ce contrôle. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les premières et secondes vitesses angulaires sont de l'ordre de 25° par seconde et de 0,5° par seconde, respectivement. L'invention propose également un dispositif de mesure des caractéristiques d'un amortisseur de torsion d'une friction d'embrayage, cet amortisseur comprenant un élément d'entrée relié par un amortisseur principal et un pré-amortisseur à un élément de sortie, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend : - des moyens de guidage en rotation de l'élément d'entrée de l'amortisseur de torsion, - des moyens d'entraînement en rotation de l'élément de sortie de cet amortisseur de torsion à deux vitesses de rotation, l'une plus élevée et l'autre plus faible, - des moyens de mesure de la position angulaire de l'élément de sortie, - et les moyens de mesure du couple appliqué à l'élément d'entrée quand l'élément de sortie est entraîné en rotation, les moyens de guidage en rotation comprenant des moyens commandés de serrage des garnitures d'un disque de friction solidaire de l'élément d'entrée de l'amortisseur de torsion, les moyens d'entraînement en rotation comprenant des moyens moteurs ayant un arbre de sortie solidaire en rotation d'un moyeu cannelé formant l'élément de sortie de l'amortisseur de torsion. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, ce dispositif comprend également des moyens de mesure du déplacement angulaire de l'arbre de sortie des moyens moteurs et des moyens de mesure du déplacement angulaire du moyeu cannelé de l'amortisseur de torsion. Les moyens de mesure du déplacement angulaire du moyeu cannelé sont portés par une tête de mesure appliquée avec une force déterminée sur le moyeu, cette tête de mesure comprenant avantageusement un aimant permanent qui solidarise la tête de mesure avec le moyeu cannelé par attraction magnétique. Dans un mode de réalisation de l'invention, les moyens de guidage en rotation comprennent deux plateaux de serrage des garnitures du disque de friction et une presse agissant sur l'un des plateaux et sur la tête de mesure. Dans une variante de réalisation, les moyens de guidage en rotation comprennent des mâchoires hydrauliques de serrage des garnitures du disque de friction entre deux plateaux. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un dispositif de mesure selon l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique en coupe axiale d'une variante de réalisation de ce dispositif ; - la figure 3 est une vue schématique en coupe axiale et à plus grande échelle d'une tête de mesure de ce dispositif ; - la figure 4 est un graphe représentant les principales caractéristiques du procédé de mesure selon l'invention ; - les figures 5 et 6 représentent les courbes de variation du couple en fonction du débattement angulaire dans un amortisseur de torsion. Dans les figures 1 et 2, l'amortisseur de torsion dont on veut mesurer les caractéristiques a été schématisé sous forme d'un disque de friction 10 portant des garnitures de friction 12 sur ses deux faces à sa périphérie externe, le disque de friction étant solidaire d'un élément d'entrée relié par un amortisseur principal et par un pré-amortisseur à un élément de sortie 13 formé par un moyeu à cannelures internes d'entraînement en rotation d'un arbre d'une transmission, tel par exemple que l'arbre d'entrée d'une boîte de vitesses. Pour simplifier le dessin, on n'a représenté dans les figures 1 et 2 que les ressorts 14 de l'amortisseur principal, la structure et le fonctionnement d'un tel amortisseur de torsion étant bien connus de l'homme du métier et ne faisant pas partie de la présente invention. Dans le mode de réalisation de la figure 1, le dispositif de mesure selon l'invention comprend des moyens moteurs 16 dont l'arbre de sortie 18 est solidaire en rotation du moyeu cannelé 13 et porte des moyens de mesure de position angulaire tels qu'un codeur angulaire 20, les moyens moteurs 16 et le codeur 20 étant portés par un châssis 22. Les garnitures de friction 12 du disque 10 sont serrées entre deux plateaux 24 par le plateau supérieur 26 d'une presse hydraulique 28, le plateau inférieur 24 étant supporté par le châssis 22 par l'intermédiaire d'un roulement 30 tandis que le plateau 26 de la presse appuie sur le plateau supérieur 24 par l'intermédiaire d'un roulement 32. Des moyens de mesure de couple sont associés au plateau inférieur 24 pour mesurer le couple appliqué à l'élément d'entrée de l'amortisseur de torsion quand son élément de sortie 13 est entraîné en rotation, ces moyens comprenant par exemple un premier torsiomètre 34 fonctionnant sur la gamme 0-25Nm et un second torsiomètre 36 monté en parallèle sur le premier et fonctionnant sur la gamme 0-500Nm. Le dispositif selon l'invention comprend un autre codeur angulaire 38 qui est associé à l'élément de sortie 13 de l'amortisseur de torsion et qui permet de mesure avec une grande précision la position angulaire de ce dernier. Le codeur angulaire 38 est porté par une tête de mesure 40 représentée schématiquement en figure 3, qui comporte un embout 42 emboîtable sur les extrémités de moyeux cannelés 13 de différents types, et un aimant permanent 44 qui permet de solidariser la tête de mesure 40 et un moyeu cannelé 13 par attraction magnétique. La tête 40 est solidaire d'une tige axiale 46 qui est guidée en translation et en rotation dans un support 48 et qui entraîne en rotation l'organe mobile du codeur angulaire 38 précité. Dans la variante de la réalisation de la figure 2, les garnitures de friction 12 du disque 10 solidaire de l'élément d'entrée de l'amortisseur de torsion sont serrées entre deux plateaux 24 qui sont équipés de mâchoires hydrauliques de serrage 50, par exemple au nombre de trois réparties sur la périphérie externe d'un plateau 24 à 120° les unes des autres, la presse 28 permettant de soulever et d'abaisser le plateau supérieur 24. Le codeur angulaire 38 associé à l'élément de sortie 13 de l'amortisseur de torsion peut être relevé par le plateau supérieur 24 quand celui-ci est lui-même relevé par la presse 28. Pour le reste, le dispositif de la figure 2 reprend les éléments déjà décrits en figure 1. Le fonctionnement des dispositifs des figures 1 et 2 va maintenant être décrit en référence aux figures 4 à 6. Le disque 10 étant immobilisé en rotation par serrage des garnitures de friction entre les plateaux 24, une première étape 52 du procédé selon l'invention consiste à déplacer rapidement en rotation l'élément de sortie 13 de l'amortisseur de torsion depuis sa position de repos jusqu'à sa position de fin de course dans le sens direct, cette position de course étant désignée par le point A sur le graphe de la figure 5. Pour cela, l'élément de sortie 13 est entraîné en rotation par l'arbre 18 des moyens moteurs 16, à une vitesse de l'ordre de 25°/s. Le codeur angulaire 20 associé à l'arbre de sortie 18 des moyens moteurs 16 permet de contrôler le déplacement rapide de l'élément de sortie 13 dans sa position de fin de course. Le couple appliqué à l'élément d'entrée de l'amortisseur de torsion est mesuré au moyen du torsiomètre 36 et est par exemple de 210Nm pour un déplacement angulaire de l'élément de sortie 12 de 25°. L'étape suivante 54 du procédé consiste à ramener l'élément de sortie 13 dans sa position de repos, après une excursion dans le sens rétro au-delà de cette position de repos, ces déplacements se faisant à vitesse élevée (dans cet exemple de l'ordre de 25° par seconde). L'étape suivante 56 du procédé selon l'invention consiste à déplacer l'élément de sortie 13 de l'amortisseur de torsion à vitesse lente sur la courbe de débattement angulaire du pré-amortisseur, selon un aller-retour autour du point de contrôle de l'hystérésis du pré-amortisseur qui est représenté en figure 6. Les positions angulaires de l'élément de sortie 13 sont mesurées au moyen du codeur angulaire 38 et les couples appliqués à l'élément d'entrée de l'amortisseur de torsion sont mesurés au moyen du premier torsiomètre 34. Ces couples varient par exemple entre 0 et 3,5Nm quand la position angulaire de l'élément de sortie 13 varie entre +7° et -3° de part et d'autre de la position de repos comme représenté schématiquement en figure 6. L'élément de sortie 13 est ramené en position de repos à la fin de l'étape 56, qui se déroule à une vitesse lente par exemple de 0,5° par seconde, l'étape suivante 58 du procédé consistant à déplacer l'élément de sortie 13 du point de repos jusqu'au point de contrôle de l'hystérésis de l'amortisseur principal, ce point de contrôle étant indiqué en B en figure 5 et le déplacement étant effectué à vitesse élevée (dans cet exemple de l'ordre de 25° par seconde). Ensuite, l'élément de sortie 13 est déplacé en aller-retour autour de ce point de contrôle B à vitesse lente comme indiqué en 60 sur le graphe de la figure 4, puis l'étape suivante 62 consiste à ramener l'élément de sortie 13 à vitesse élevée dans sa position de repos. Comme déjà indiqué, les mesures des positions angulaires lors des déplacements à vitesse élevée sont réalisées au moyen du codeur 20 associé aux moyens moteurs 16 tandis que les mesures des positions angulaires en déplacement à vitesse lente sont effectuées au moyen du codeur 38 directement sur l'élément de sortie 13 de l'amortisseur de torsion, ce qui permet de mesurer le débattement angulaire réel de cet élément de sortie 13 sans tenir compte des jeux et des flexions entre cet élément de sortie 13 et ses moyens d'entraînement en rotation. De façon générale, l'invention permet de mesurer rapidement les caractéristiques d'un amortisseur de torsion, de réaliser ces mesures directement sur la chaîne de fabrication des amortisseurs de torsion et de contrôler tous les amortisseurs de torsion en sortie de cette chaîne. REVENDICATIONS1. Procédé de mesure des caractéristiques d'un amortisseur de torsion d'une friction d'embrayage, cet amortisseur de torsion comprenant un élément d'entrée (10) relié par un amortisseur principal et par un pré- amortisseur à un élément de sortie (13), caractérisé en ce qu'il consiste : - à déplacer à une première vitesse un premier (13) des éléments d'entrée et de sortie pour l'amener en fin de course dans le sens direct à partir d'une position de repos et à mesurer le couple appliqué à l'autre élément et la position angulaire du premier élément dans cette position de fin de course, puis à ramener à la première vitesse le premier élément dans sa position de repos, - à déplacer le premier élément à une seconde vitesse plus faible dans le sens direct et / ou dans le sens rétro au moins sur une partie du débattement angulaire du pré-amortisseur, à le ramener en position de repos et à mesurer les couples appliqués à l'autre élément et les positions angulaires du premier élément (13) autour d'un point de contrôle de l'hystérésis du pré-amortisseur, - à déplacer le premier élément (13) à la première vitesse dans le sens direct jusqu'à un point de contrôle de l'hystérésis de l'amortisseur principal, puis à le déplacer à faible vitesse autour de ce point et à mesurer les couples appliqués à l'autre élément en ce point ainsi que la position angulaire du premier élément (13), - et à ramener le premier élément (13) à grande vitesse dans sa position de repos. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premières et secondes vitesses sont de l'ordre de 25° par seconde et de 0,5° par seconde, respectivement. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est réalisé en ligne sur une chaîne de fabrication d'amortisseurs de torsion. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il est appliqué à tous les amortisseurs de torsion réalisés sur la chaîne de fabrication. 5. Dispositif de mesure des caractéristiques d'un amortisseur de torsion d'une friction d'embrayage, cet amortisseur de torsion comprenant un élément d'entrée (10) relié par un amortisseur principal et un pré-amortisseur à un élément de sortie (13), caractérisé en ce qu'il comprend : - des moyens de guidage en rotation de l'élément d'entrée (10) de l'amortisseur de torsion, - des moyens d'entraînement en rotation de l'élément de sortie (13) de l'amortisseur de torsion à deux vitesses de rotation, l'une plus élevée et l'autre plus faible, - des moyens de mesure de la position angulaire de l'élément de sortie (13), - et des moyens de mesure du couple appliqué à l'élément d'entrée (10) quand l'élément de sortie (13) est déplacé en rotation, les moyens de guidage en rotation comprenant des moyens commandés (28,50) de serrage des garnitures (12) d'un disque de friction (10) solidaire de l'élément d'entrée de l'amortisseur de torsion, les moyens d'entraînement en rotation comprenant des moyens moteurs (16) ayant un arbre de sortie (18) solidaire en rotation d'un moyeu cannelé formant l'élément de sortie (13) de l'amortisseur de torsion. 8. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (20) de mesure du déplacement angulaire de l'arbre de sortie (18) des moyens moteurs (16) et des moyens (38) de mesure du déplacement angulaire de l'élément de sortie (13) de l'amortisseur de torsion. 9. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens (38) de mesure du déplacement angulaire de l'élément de sortie (13) sont portés par une tête de mesure (40) appliquée avec une force déterminée sur l'élément de sortie (13).8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la tête de mesure (40) comprend un élément permanent (44) solidarisant la tête de mesure avec l'élément de sortie (13) par attraction magnétique. 9. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les moyens de guidage en rotation comprennent deux plateaux (24) de serrage des garnitures (12) du disque de friction (10) et une presse (28) agissant sur l'un des plateaux et sur la tête de mesure. 10. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les moyens de guidage en rotation comprennent des mâchoires hydrauliques (50) de serrage des garnitures (12) du disque de friction entre deux plateaux (24).