Brevet FR3056663A1 — publié le 20180330

Double volant amortisseur et son utilisation dans un module d'embrayage pour véhicule automobile [0001] L'invention se rapporte à un double volant amortisseur pour embrayage de véhicule automobile et à un module d'embrayage comprenant un tel double volant 5 amortisseur. [0002] L'invention concerne un perfectionnement aux embrayages du type comprenant, d'une part, un disque de friction monté sur l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses et, d'autre part, un mécanisme d'embrayage rotatif fixé sur un double volant amortisseur comprenant un volant primaire, solidaire du vilebrequin du moteur, 10 associé à un volant secondaire mobile en rotation par rapport au volant primaire et autour d'un moyeu en enfermant de façon intercalaire un amortisseur de vibrations torsionnelles. EXPOSÉ DE L'INVENTION [0003] Dans un embrayage de véhicule automobile traditionnel, le mécanisme 15 d'embrayage est fixé sur le volant moteur. Les composants à symétrie de révolution du mécanisme d'embrayage sont constitués, notamment, d'un plateau de pression assurant le contact d'appui du disque 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 20 actionné en son centre par une butée d'embrayage raccordée, via un circuit hydraulique ou un câble, à la pédale d'embrayage. [0004] 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 25 la boîte de vitesse. [0005] En particulier, lors de la phase d'embrayage, la transmission de puissance entre le vilebrequin du moteur et les roues est progressivement établie et, du fait du glissement à la jonction entre les garnitures de friction du disque de friction et le volant moteur, le mécanisme est soumis à une phase transitoire de glissement dite de 3056663 2 patinage correspondant, pour le conducteur, sensiblement à la mi-course de la pédale d'embrayage. [0006] 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. [0007] 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 amortisseur de torsion à action circonférentielle destiné à filtrer, en amont, les acyclismes du moteur. 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 naturellement d'un fort dégagement de chaleur et conduit à un différentiel de température significatif (environ 500°C) entre la face de friction du volant secondaire et son autre face en regard du volant primaire.. Cependant, à la différence du volant primaire, le volant secondaire est généralement réalisé sous forme d'un voile métallique relativement mince qui s'échauffe de façon importante et rapide. En conséquence et sous l'effet thermomécanique, le volant secondaire subit une déformation non maîtrisée. La surface de frottement du volant secondaire n'est plus plane ce qui entraîne, par la suite, des défauts de fonctionnement du mécanisme d'embrayage. [0008] L'invention vise à remédier à ces problèmes techniques en cherchant à rigidifier le volant secondaire pour améliorer sa résistance à la déformation tout en favorisant son refroidissement rapide par une meilleure dissipation par ventilation de la chaleur produite. 3056663 3 [0009] Ce but est atteint au moyen d'un double volant amortisseur pour véhicule automobile comprenant un volant primaire destiné à être couplé à un arbre moteur et un volant secondaire assurant le transfert de couple avec un disque de friction et la liaison avec un couvercle de mécanisme d'embrayage, lesdits volants primaire et 5 secondaire délimitant entre eux un logement pour l'amortisseur, caractérisé en ce que ledit volant secondaire est pourvu d'un élément raidisseur rapporté et réalisé sous forme au moins partiellement circulaire. Ce double volant amortisseur, selon l'invention, présente l'avantage grâce à l'élément raidisseur de limiter les déformations du volant secondaire sous forte sollicitation 10 thermique. [0010] Selon une caractéristique avantageuse, l'élément raidisseur est fixé directement sur au moins une face d'appui du volant secondaire. [0011] Avantageusement, l'élément raidisseur est une pièce distincte du volant secondaire. 15 [0012] Selon une autre caractéristique, l'élément raidisseur délimite avec le volant secondaire, des orifices de ventilation périphériques assurant la dissipation de la chaleur et l'évacuation des particules issues du frottement avec les disques de friction. [0013] Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le volant secondaire 20 comporte des épaulements pour la pose et la fixation conjointes de l'élément raidisseur et du couvercle. [0014] De préférence, le sommet de ces épaulements présente des faces d'appui qui sont décalées axialement par rapport à la face de friction du volant secondaire. [0015] Selon une variante, l'élément raidisseur est fixé sur l'une des faces planes 25 ménagées sur le sommet des épaulements. [0016] De préférence, ces épaulements sont réalisés entre les orifices de ventilation. 3056663 4 [0017] Selon une variante, les épaulements s'étendent axialement en direction du couvercle du mécanisme d'embrayage. [0018] Avantageusement, ces épaulements sont pourvus d'alésages taraudés recevant les vis assurant la fixation conjointe de l'élément raidisseur et du couvercle. 5 [0019] Selon une première variante de l'invention, l'élément raidisseur est sous forme d'un anneau réalisé d'une seule pièce. [0020] Selon une autre variante, l'élément raidisseur est réalisé sous forme de segments curvilignes destinés à être assemblés de façon contigüe sur le volant secondaire. 10 [0021] De préférence, chaque segment curviligne présente des faces d'appui décalées angulairement. [0022] Ces faces d'appui peuvent être positionnées dans des plans décalés angulairement. [0023] De préférence, ces segments sont destinés à être assemblés les uns aux 15 autres de façon chevauchante. [0024] A cet effet, une des extrémités des segments est surélevée d'une hauteur correspondant sensiblement à son épaisseur. [0025] Selon encore une autre variante, le pourtour de l'élément raidisseur fait saillie radialement au-delà du bord extérieur du volant secondaire. 20 [0026] Le cas échéant, le pourtour de l'élément raidisseur présente une collerette ceinturant le bord extérieur du volant secondaire et/ou du couvercle. [0027] Selon encore une autre variante, le pourtour de l'élément raidisseur présente une nervure s'étendant circonférentiellement et assurant le centrage du couvercle. 25 [0028] Selon une autre caractéristique avantageuse, l'élément raidisseur est fixé sur la face de friction du volant secondaire. 3056663 5 [0029] Un autre objet de l'invention est un module d'embrayage comprenant un double volant amortisseur tel que défini ci-dessus et un mécanisme d'embrayage comprenant, notamment, un couvercle, un diaphragme et un plateau de pression. [0030] Grâce à l'invention, il devient possible d'alléger le volant secondaire tout 5 en le rigidifiant de façon à limiter toute déformation excessive lors de l'échauffement. [0031] En outre, l'élément raidisseur selon l'invention ne modifie pas les propriétés et le comportement mécaniques du volant secondaire car l'effet de rigidification ne joue qu'en présence d'une élévation de température importante. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES 10 [0032] 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. La figure 1A est une vue en coupe d'un premier mode de réalisation du double volant amortisseur de l'invention et du module d'embrayage comprenant le double volant 15 amortisseur. La figure 1B représente une vue partielle éclatée du premier mode de réalisation du double volant amortisseur et du module d'embrayage de la figure 1A. Les figures 2A et 2B sont des vues d'ensemble éclatées de deux variantes d'un second mode de réalisation du module d'embrayage de l'invention, avant pré-assemblage des 20 composants de l'élément raidisseur avec le volant secondaire et le couvercle. La figure 2C est une vue en perspective du module de la figures 2B après assemblage des composants. Les figures 3, 4 et 5 représentent des vues en demi-coupe partielle de trois autres variantes de réalisation du module d'embrayage de l'invention. 25 Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures. 3056663 6 DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE REALISATION [0033] 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 5 proposer d'autres. [0034] Les figures 1A et 1B sont des vues partielles d'un double volant amortisseur destiné à être raccordé au vilebrequin d'un moteur à combustion, respectivement, selon un premier mode de réalisation de l'invention. [0035] Plus précisément, la figure 1A représente un module d'embrayage 10 comprenant un double volant amortisseur 1 constitué d'un volant primaire 5 solidaire du vilebrequin et d'un volant secondaire 4 assurant le transfert de couple avec un disque de friction et la liaison avec un couvercle 3 en formant ainsi un plateau de réaction coopérant avec un plateau de pression intégré au mécanisme d'embrayage. 15 [0036] Les deux volants primaire et secondaire délimitent entre eux un logement pour un amortisseur destiné à filtrer les vibrations du moteur en amont. L'amortisseur de vibrations torsionnelles comprend des ressorts hélicoïdaux interposés circonférentiellement entre le volant primaire et le volant secondaire. [0037] Le couvercle 3 comporte un fond présentant une orientation sensiblement 20 radiale. Le fond est relié par une jupe annulaire à un rebord d'orientation radiale pourvu d'orifices de passage d'organes de fixation, permettant de fixer le couvercle 3 au volant secondaire 4 en emprisonnant le disque de friction entre le plateau de pression et le plateau de réaction matérialisé par la face de friction du volant secondaire 4 sur laquelle les garnitures de friction du disque de friction viennent en 25 contact d'appui. Les perfectionnements susceptibles d'être apportés, selon l'invention, à ce module d'embrayage, pris isolément ou en combinaison, vont être décrits de façon détaillée ci-après. 3056663 7 [0038] L'invention vise à perfectionner le double volant amortisseur traditionnel en rigidifiant la structure du plateau de réaction. Dans ce but, l'invention consiste à rapporter un élément raidisseur 2 sur le volant secondaire 4 de façon à éviter sa déformation sous l'effet de l'échauffement produit 5 par le frottement avec le disque de friction en phase d'embrayage. [0039] L'élément raidisseur 2 de forme circulaire est destiné à être fixé sur la face de friction 4a du volant secondaire 4 au moyen de vis V, de pions P et de douilles D assurant conjointement le positionnement et la solidarisation du couvercle 3. A cet effet, le volant secondaire 4 comporte des épaulements 11 dans lesquelles sont 10 ménagés des alésages taraudés 10 et des trous de centrage 13, comme illustré par les figures 1B, 2A et 2B. Les faces d'appui ménagées sur les sommets des épaulements sont décalées axialement par rapport la face de friction. [0040] Les épaulements 11 sont prolongés radialement vers l'extérieur par des bossages qui font saillie sur le pourtour du volant secondaire 4. 15 [0041] En réservant un espace intercalaire entre l'élément raidisseur 2 et la face de friction du volant secondaire 4, les épaulements 11 délimitent des orifices de ventilation périphériques 12 assurant la dissipation de la chaleur et l'évacuation des particules métalliques et organiques issues de la friction avec les disques. Pour des raisons de résistance mécanique, les épaulements 11 sont réalisés, de préférence, 20 entre les orifices 12. [0042] Dans le mode de réalisation illustré par les figures la et 1B, l'élément raidisseur 2 est sous forme d'un anneau réalisé d'une seule pièce. [0043] Dans les variantes du mode de réalisation des figures 2A, 2B et 2C, l'élément raidisseur 2 est réalisé sous forme d'un jeu de segments curvilignes 21 (et 25 ici de six segments) destinés à être assemblés les uns aux autres. Les segments curvilignes sont fixés sur le pourtour du volant secondaire 4 de façon contigüe en formant une bande circulaire. Les extrémités 21a de chaque segment présentent des faces d'appui et sont pourvues d'orifices 20 pour la pose des vis V et de trous 23 pour 3056663 8 la réception de pions P qui se trouvent alignés, respectivement, avec les alésages 10 et les trous 13 ménagés sur les épaulements 11 du volant secondaire 4. [0044] Dans la variante de la figure 2A, les segments 21 sont alternativement superposés deux à deux par leurs extrémités 21a sur le pourtour du volant 5 secondaire 4. Les segments ménagent ainsi un espace intercalaire dont la largeur correspond à l'épaisseur des segments. Cet espace vient augmenter la section des orifices de ventilation 12 situés sous les segments décalés axialement. [0045] Dans la variante de la figure 2B, les segments 21 sont assemblés de façon chevauchante. Dans ce but, il est prévu que les faces d'appui situées aux extrémités 10 21a des segments 21 soit décalées axialement et surélevées d'une hauteur correspondant sensiblement à leur épaisseur. [0046] Comme illustré par les figures 3 à 5, le pourtour extérieur de l'élément raidisseur 2 fait saillie radialement au-delà du bord extérieur du volant secondaire 4. Cette configuration qui permet d'optimiser le positionnement et la fixation du 15 couvercle 3, peut être obtenue, au moins localement, en prévoyant que le diamètre externe de l'élément raidisseur 2 soit supérieur à celui du volant secondaire 4. Cette configuration est compatible avec les modes de réalisation des figures 1A, 2A à 2C. [0047] Dans les variantes des figures 3 et 4, le pourtour de l'élément raidisseur 2 20 présente une collerette inférieure 24 ceinturant le bord extérieur du volant secondaire 4 sous le niveau du bord supérieur des alésages 10. [0048] Dans les variantes des figures 4 et 5, le pourtour de l'élément raidisseur 2 présente une collerette supérieure 23 assurant le centrage du couvercle 3. La collerette supérieure 23 s'étend circonférentiellement et de manière continue. 25 [0049] Le couvercle du mécanisme d'embrayage peut être un couvercle de mécanisme bi-disque ou de mécanisme à double embrayage. REVENDICATIONS1. Double volant amortisseur (1) pour véhicule automobile comprenant un volant primaire (5) destiné à être couplé à un arbre moteur et un volant secondaire (4) assurant le transfert de couple avec un disque de friction et la liaison avec un couvercle (3) de mécanisme d'embrayage, lesdits volants primaire et secondaire délimitant entre eux un logement pour l'amortisseur, caractérisé en ce que ledit volant secondaire (4) est pourvu d'un élément raidisseur (2) rapporté et réalisé sous forme au moins partiellement circulaire. 2. Double volant amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément raidisseur (2) est fixé directement sur au moins une face d'appui du volant secondaire (4). 3. Double volant amortisseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit élément raidisseur (2) délimite, avec le volant secondaire (4), des orifices de ventilation périphériques (12) assurant la dissipation de la chaleur et l'évacuation des particules issues du frottement avec les disques de friction. 4. Double volant amortisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit volant secondaire (4) comporte des épaulements (11) pour la pose et la fixation conjointes de l'élément raidisseur (2) et du couvercle (3). 5. Double volant amortisseur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le sommet desdits épaulements (11) présente des faces d'appui qui sont décalées axialement par rapport la face de friction du volant secondaire (4). 6. Double volant amortisseur selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que lesdits épaulements (11) sont réalisés entre les orifices de ventilation (12). 7. Double volant amortisseur selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que lesdits épaulements (11) sont pourvus d'alésages taraudés (10) recevant les vis (V) assurant la fixation conjointe de l'élément raidisseur (2) et du couvercle (3). 8. Double volant amortisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit élément raidisseur (2) est sous forme d'un anneau réalisé d'une seule pièce. 3056663 10 9. Double volant amortisseur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit élément raidisseur (2) est réalisé sous forme de segments curvilignes (21) destinés à être assemblés de façon contigüe sur le volant secondaire (4). 10. Double volant amortisseur selon la revendication précédente, caractérisé en ce 5 que lesdits segments (21) sont destinés à être assemblés les uns aux autres de façon chevauchante. 11. Double volant amortisseur selon l'une des revendications 9 ou 10 caractérisé en ce que l'une des extrémités (21a) desdits segments (21) est surélevée d'une hauteur correspondant sensiblement à son épaisseur. 10 12. Double volant amortisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pourtour de l'élément raidisseur (2) fait saillie radialement au-delà du bord extérieur du volant secondaire (4). 13. Double volant amortisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pourtour de l'élément raidisseur (2) présente une 15 collerette (23, 24) ceinturant le bord extérieur du volant secondaire (4) et/ou du couvercle (3). 14. Module d'embrayage comprenant un double volant amortisseur selon l'une des revendications précédentes et un mécanisme d'embrayage comprenant, notamment, un couvercle (3), un diaphragme et un plateau de pression. 20