Brevet FR3060073A1 — publié le 20180615

Volant pour embrayage de véhicule automobile, double-volant amortisseur et embrayage équipé d'un tel volant [0001] L'invention se rapporte à un volant pour embrayage de véhicule automobile et à un embrayage équipé d'un tel volant. [0002] Plus particulièrement, l'invention concerne un perfectionnement d'un double volant amortisseur comprenant un volant primaire, solidaire du vilebrequin du moteur et associé à un volant secondaire qui est mobile en rotation par rapport au volant primaire et autour d'un moyeu en enfermant de façon intercalaire un amortisseur de vibrations torsionnelles. [0003] L'invention peut également s'appliquer à d'autres types de volants destinés à équiper des embrayages tels que des volants simples rigides ou des volants dits flexibles. EXPOSÉ DE L'INVENTION [0004] Dans un embrayage de véhicule automobile traditionnel, le mécanisme d'embrayage est fixé sur le volant moteur. Les composants du mécanisme d'embrayage sont constitués, notamment, d'un plateau de pression assurant le contact d'appui du disque et des garnitures de friction sur le volant moteur en position embrayée, d'un couvercle assemblé au plateau de pression et d'un diaphragme à effet de ressort monté de façon intercalaire entre le plateau de pression et le couvercle et actionné en son centre par une butée d'embrayage raccordée, via un circuit hydraulique ou un câble, à la pédale d'embrayage. Lorsque la pédale d'embrayage est actionnée, la butée d'embrayage vient appuyer sur le diaphragme qui écarte alors le plateau de pression en libérant ainsi le disque de friction ce qui conduit à désengager le volant moteur de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesse. [0005] Dans certains modes de réalisation plus particulièrement adaptés aux forts couples moteur, comme décrit dans le FR 2 690 722, l'interface de transfert de couple entre le moteur et le disque de friction est constituée d'un double volant amortisseur. Dans ce mode de réalisation, l'interface de transfert de couple n'est pas directement assurée par le volant moteur solidarisé au vilebrequin mais par un volant secondaire associé à un volant primaire et enfermant, dans l'espace situé entre les deux volants, un 3060073 2 amortisseur de torsion à action circonférentielle destiné à filtrer, en amont, les acyclismes du moteur. [0006] A l'interface de transfert, la phase d'embrayage génère un frottement important entre les garnitures de friction et le volant secondaire qui s'accompagne 5 naturellement d'un fort dégagement de chaleur et conduit à un différentiel de température significatif entre la face de friction du volant secondaire et son autre face en regard du volant primaire. [0007] Cependant, à la différence du volant primaire, le volant secondaire est généralement réalisé sous forme d'un voile métallique relativement mince pourvu d'une 10 face radialement intérieure sur laquelle une garniture de friction vient en contact d'appui et qui s'échauffe de façon importante et rapide. [0008] En conséquence et sous l'effet thermomécanique et/ou en réaction aux forces centrifuges, le voile secondaire subit une déformation non maîtrisée. La surface de frottement du volant secondaire avec la garniture de friction n'est plus plane ce qui 15 entraîne, par la suite, des défauts de fonctionnement du mécanisme d'embrayage. [0009] Afin de rigidifier le volant secondaire, il est connu de le munir d'un anneau raidisseur radialement extérieur relié au disque par des ponts. [0010] Par ailleurs, le frottement de la garniture de friction sur le volant secondaire génère une usure importante de la garniture qui s'accompagne d'un dégagement de 20 fines particules de matière. Or, ces particules ont tendance à disséminer et à se disperser pour s'introduire jusque dans le mécanisme d'embrayage où elles sont susceptibles de provoquer des dysfonctionnements. [0011] L'invention vise à remédier à ces problèmes techniques en optimisant la dissipation de chaleur produite et l'évacuation des particules libérées tout en cherchant 25 à rigidifier le volant secondaire pour améliorer sa résistance à la déformation. [0012] Ce but est atteint au moyen d'un volant pour embrayage de véhicule automobile comportant une face de contact avec une garniture de friction et un anneau raidisseur radialement extérieur relié à ladite face de contact par des ponts, caractérisé en ce qu'il comprend des orifices périphériques d'évacuation et de ventilation ménagés 3060073 3 entre les ponts et débouchant dans un plan tangent à la face (21) de contact avec la garniture de friction. [0013] Selon une caractéristique avantageuse, l'anneau raidisseur s'étend dans un plan décalé par rapport au plan tangent à la face de contact avec la garniture de friction. 5 [0014] Selon une variante spécifique, le diamètre intérieur de l'anneau raidisseur est supérieur ou égal au diamètre extérieur de la face de contact. [0015] Selon une autre caractéristique, le volant comporte un disque central portant la face de contact et dont l'épaisseur délimite un bord. [0016] De préférence, les ponts se raccordent audit bord. 10 [0017] Selon une autre variante spécifique, l'anneau raidisseur comporte des bossages destinés à la pose d'éléments de centrage et de fixation d'un couvercle. [0018] De préférence, ces bossages s'étendent dans le prolongement des ponts. [0019] Selon une autre caractéristique avantageuse, l'anneau raidisseur est monté du côté de la face de friction du volant secondaire. 15 [0020] Selon une première variante, l'anneau raidisseur est réalisé d'une seule pièce. [0021] Selon une seconde variante, l'anneau raidisseur est réalisé sous forme d'une pièce indépendante rapportée et fixée sur les ponts. [0022] Selon encore une autre variante, un volant secondaire, réalisé par exemple, en fonte est surmoulé sur l'anneau raidisseur, par exemple, en acier. Alternativement, il 20 serait possible de surmouler un anneau raidisseur en fonte sur un volant secondaire en acier. [0023] De préférence, l'anneau raidisseur est plat. [0024] Un autre objet de l'invention est un double-volant amortisseur pour embrayage de véhicules automobiles, comprenant un volant primaire et un volant 25 secondaire, caractérisé en ce que ledit volant secondaire est un volant présentant les caractéristiques définies ci-dessus. 3060073 4 [0025] Un autre objet de l'invention est un embrayage équipé d'un volant présentant les caractéristiques définies ci-dessus. [0026] Grâce à l'invention, il devient possible d'alléger le volant secondaire tout en le rigidifiant de façon à limiter toute déformation excessive lors de l'échauffement. En 5 outre, l'anneau raidisseur selon l'invention ne modifie ni les propriétés mécaniques ni le comportement cinématique du volant secondaire. La rigidification se révèle très utile pour empêcher ou tout au moins atténuer les déformations tant en présence d'une élévation de température importante que sous l'action des forces centrifuges et des efforts de débrayage. 10 [0027] Le positionnement, l'orientation et le profil des orifices permettent, en outre, d'améliorer de façon significative l'évacuation des particules générées par le frottement des garnitures. [0028] Un autre avantage de l'invention est d'améliorer le refroidissement de la zone de contact entre le volant et la garniture et en protégeant cette dernière, d'augmenter sa 15 longévité. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0029] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui va suivre, en référence aux figures annexées et détaillées ci-après. [0030] La figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un embrayage équipé d'un 20 double volant amortisseur comprenant le volant secondaire de l'invention selon un premier mode de réalisation. Les figures 2A, 2B et 2C représentent des vues respectivement de dessus, en coupe selon BB et de dessous en perspective du mode de réalisation du volant de la figure 1. La figure 3 représente une vue du détail (III) en coupe, extrait de la figure 2B, en 25 présence d'autres composants dont ceux de la figure 1 et des disques de friction avec leurs garnitures. Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures. 3060073 5 DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE REALISATION [0031] Naturellement, les modes de réalisation illustrés par les figures présentées ci-dessus ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatif. Il est explicitement prévu que l'on puisse combiner entre eux ces différents modes et variantes pour en proposer 5 d'autres. [0032] La figure 1 représente un embrayage bi-disque associé à un double volant amortisseur destiné à être raccordé au vilebrequin d'un moteur à combustion. Un tel embrayage comprend ici deux disques de fiction supportant chacun deux garnitures G. Bien entendu, l'invention s'applique aussi bien à un embrayage simple à disque de 10 friction unique. [0033] Comme illustré sur les figures 1 et 3, ce double-volant comprend, notamment, un volant primaire 1 destiné à être solidarisé au vilebrequin, des ressorts S, un voile V et un volant secondaire 2. Le voile V est fixé au volant secondaire via des rivets R. Le couple moteur est transmis au volant primaire 1 par le vilebrequin puis au volant secondaire 15 par l'intermédiaire des ressorts assurant l'amortissement des vibrations torsionnelles. Le volant secondaire 2 assure, d'une part, le transfert de couple avec les deux disques de friction 3 supportant les garnitures G et, d'autre part, la liaison avec un couvercle 4 en formant ainsi un plateau de réaction coopérant avec un plateau de pression intégré au mécanisme d'embrayage. 20 [0034] Le couvercle 4 comporte un fond présentant une orientation sensiblement radiale. Le fond est relié par une jupe annulaire 41 à un rebord d'orientation radiale pourvu d'orifices 40 de passage d'organes de fixation F permettant de solidariser le couvercle 4 au volant secondaire 2 en emprisonnant les disques de friction 3 entre le plateau de pression et le plateau de réaction matérialisé ici par un disque central 25 25 portant une face de friction 21 du volant secondaire 2 sur laquelle au moins l'une des garnitures G des disques de friction 3 vient en contact d'appui. Les perfectionnements susceptibles d'être apportés, selon l'invention, à ce volant ou à l'embrayage équipé de ce volant, pris isolément ou en combinaison, vont être décrits de façon détaillée ci-après. [0035] L'invention vise à perfectionner les double-volants amortisseur et, en 30 particulier, le volant secondaire 2 en cherchant à optimiser conjointement la dissipation 3060073 6 de la chaleur produite par le frottement des garnitures et l'évacuation des particules générées par ce frottement tout en rigidifiant la structure du plateau de réaction. [0036] Dans le mode de réalisation illustré par les figures, le volant secondaire est muni d'un anneau raidisseur 22 réalisé ici d'une seule pièce avec le disque central 25. 5 [0037] Il serait toutefois possible, selon des variantes non représentées, de réaliser l'anneau raidisseur sous forme d'une ou plusieurs pièces indépendantes rapportées et fixées sur le pourtour du disque central du volant secondaire. [0038] Selon encore une autre variante, un volant secondaire, réalisé par exemple, en fonte est surmoulé sur l'anneau raidisseur, par exemple, en acier. Alternativement, il 10 serait possible de surmouler un anneau raidisseur en fonte sur un volant secondaire en acier. [0039] Comme illustré, notamment, par les figures 1, 2A et 2C, la face 21 de contact avec la garniture de friction G s'étend radialement à l'anneau raidisseur 22 et est reliée à celui-ci par des ponts 23. 15 [0040] La présence de l'anneau raidisseur 22 permet aussi d'éviter, ou tout au moins de maîtriser, la déformation du volant secondaire 2 qui a tendance à se produire par conduction de la chaleur à partir de la face 21 de friction ou sous l'action des forces centrifuges et des efforts de débrayage. [0041] L'anneau 22 comporte des bossages ou épaulements 24 faisant saillie 20 axialement et radialement vers l'extérieur. Ces bossages sont destinés à la pose des éléments de centrage (pions C - figures 1 et 2A) et des éléments de fixation (vis F figure 1) du couvercle 4. Les bossages 24 s'étendent dans le prolongement axial des ponts 23 et permettent conjointement le positionnement et la solidarisation du couvercle 3. A cet effet, les bossages sont pourvus d'alésages taraudés 24a pour les vis F 25 et de trous de centrage 24b recevant les pions C, comme illustré par les figures 1, 2A et 2B. [0042] Le volant secondaire 2 est pourvu d'orifices périphériques 20 assurant, à la fois, l'évacuation des particules qui se détachent par usure de la matière constitutive de la garniture G du fait de son frottement sur la face de contact 21 et la ventilation de la 3060073 7 face 21 dont la température s'élève conjointement et de manière significative, surtout en phase d'embrayage. [0043] Selon l'invention, les orifices 20 débouchent entre les ponts 23 sous l'anneau raidisseur 22 et débouchant dans un plan tangent à la face de contact 21 du volant avec 5 la garniture de friction G, comme illustré par la figure 3 qui sera décrite par la suite. La face de contact 21 du volant avec la garniture de friction G peut être plane comme illustrée sur les figures 1, 2a, 2b et 3. La face de contact 21 peut aussi, dans des variantes non représentées, ne pas être plane et avoir par exemple un profil tronconique et/ou présenter des rainures circonférentielles par exemple en forme de V. 10 [0044] Le diamètre intérieur de l'anneau raidisseur 22 est supérieur ou égal au diamètre extérieur de la face 21 de contact avec la garniture G de telle sorte que l'anneau raidisseur 22 est radialement déporté et, en raison de la présence des ponts 23 et des bossages 24, s'étend dans un plan axial décalé par rapport à la face 21. L'anneau raidisseur 22 est plat. 15 [0045] L'espace intercalaire situé ainsi entre la face inférieure de l'anneau raidisseur 22 et la face de friction 21 du volant secondaire 2 délimite, entre les ponts 23 et les bossages 24, le bord 25a du disque central 25 dans l'épaisseur duquel sont ménagés les orifices périphériques 20. Pour des raisons de résistance mécanique, les ponts 23 et les bossages 24 sont réalisés, de préférence, entre les orifices 20. Toutefois, les ponts ne 20 sont pas systématiquement situés à l'endroit des bossages 24. Les ponts 23 se raccordent au bord 25a du disque 25 comme illustré par la figure 2C. [0046] Pour des raisons de tenue mécanique, les ponts 23a raccordés aux bossages 24 sont plus larges et plus longs radialement que les ponts 23b situés entre deux orifices 20 contigus, comme illustré par les figures 1, 2A et 2C. 25 [0047] Les orifices 20 sont ici groupés par paires, séparées les unes des autres par les bossages 24. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, le volant secondaire 2 comprend six paires d'orifices 20. [0048] La figure 3 représente une vue en coupe partielle selon BB (figure 2A) et agrandie du volant secondaire 2 assemblé aux autres composants de l'embrayage 30 visibles sur la figure 1. L'orifice 20 qui se trouve dans le plan de coupe est positionné 3060073 8 entre un pont large 23a à bossage 24 et un pont étroit 23b (voir la zone de coupe située à la partie supérieure de la figure 2A et à la partie inférieure de la figure 2C). [0049] Le profil des orifices 20 est légèrement évasé afin de faciliter l'éjection des particules de matière (voir figure 2C). La face inférieure 22a de l'anneau raidisseur 22 5 est séparée d'une distance d de la face 21 de contact du disque 25 avec la garniture G. Cette distance d correspond à la section débouchante des orifices 20. Le bord radialement intérieur de l'anneau raidisseur 22 est, quant à lui, biseauté et décalé d'une distance h par rapport au bord périphérique 25a du disque 25 ce qui permet d'augmenter la section des orifices 20. Afin d'améliorer le flux d'éjection des particules, 10 les faces latérales des ponts 23a, 23b sont curvilignes délimitant ainsi une section débouchante optimale pour les orifices 20. 15 REVENDICATIONS1. Volant (2) pour embrayage de véhicules automobiles comportant une face (21) de contact avec une garniture de friction (G) et un anneau raidisseur (22) radialement extérieur relié à ladite face de contact par des ponts (23), caractérisé en ce qu'il comprend des orifices périphériques (20) d'évacuation et de ventilation ménagés entre les ponts (23) et débouchant dans un plan tangent à la face (21) de contact avec la garniture de friction (G). 2. Volant selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit anneau raidisseur (22) s'étend dans un plan décalé par rapport au plan tangent à ladite face (21). 3. Volant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le diamètre intérieur dudit anneau raidisseur (22) est supérieur ou égal au diamètre extérieur de ladite face (21). 4. Volant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un disque central (25) portant ladite face de contact (21) et dont l'épaisseur délimite un bord (25a). 5. Volant selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits ponts (23) se raccordent audit bord (25a). 6. Volant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit anneau raidisseur (22) comporte des bossages (24) destinés à la pose d'éléments de centrage et de fixation (C, F) d'un couvercle (4). 7. Volant selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits bossages (24) s'étendent dans le prolongement de ponts (23). 8. Volant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit anneau raidisseur (22) est réalisé d'une seule pièce. 9. Volant selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit anneau raidisseur (22) est réalisé sous forme d'une pièce indépendante rapportée et fixée sur les ponts (23). 10. Volant selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit anneau raidisseur (22) est réalisé sous forme d'une pièce indépendante sur laquelle est surmoulé le volant secondaire (2). 3060073 10 11. Volant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit anneau raidisseur (22) est plat. 12. Double-volant amortisseur comprenant un volant primaire (1) et un volant secondaire (2) caractérisé en ce que ledit volant secondaire (2) est un volant selon 5 l'une des revendications précédentes. 13. Embrayage pour véhicule automobile caractérisé en ce qu'il est équipé d'un volant (2) selon l'une des revendications précédentes.