FR2459403A1

FR2459403A1 - Dispositif de transmission de couple a entrainement par amortisseur a ressorts coaxiaux

Info

Publication number: FR2459403A1
Application number: FR8013429A
Authority: FR
Inventors: William G Hildebrand; James K Tarlton
Original assignee: Dana Inc
Current assignee: Dana Inc
Priority date: 1979-06-18
Filing date: 1980-06-17
Publication date: 1981-01-09
Also published as: JPH0141848B2; DE3049645C2; SE8100378L; ES492495A0; ES8102294A1; JPS56500751A; CA1148102A; US4254855A; SE442538B; KR830003018A; AU532687B2; FR2459403B1; GB2065270A; KR830002123B1; DE3049645T1; IN151312B; BR8008689A; WO1980002867A1; IT8048926A0; MX151306A

Abstract

EMBRAYAGE A DISQUES EQUIPE D'UN AMORTISSEUR A RESSORTS COAXIAUX QUI SONT MONTES ENTRE LES ELEMENTS ROTATIFS DES GROUPES DE DISQUES. UN COUVERCLE AUXILIAIRE 28 EST COMBINE AVEC UN COUVERCLE PRINCIPAL 14 DE MANIERE A MENER LES RESSORTS INTERIEURS 26 ET A CREER DES SURFACES COMPLEMENTAIRES MENANTES POUR LES RESSORTS EXTERIEURS 24. LES OUVERTURES DES COUVERCLES PRINCIPAUX ET DES COUVERCLES AUXILIAIRES QUI SONT A L'ALIGNEMENT LOGENT LES RESSORTS COAXIAUX 24, 26. LES COUVERCLES SONT FIXES A L'UN DES ELEMENTS ROTATIFS 16 DE L'EMBRAYAGE A DISQUES DE MANIERE QUE LES SURFACES LATERALES DES OUVERTURES DES COUVERCLES PRINCIPAUX ET AUXILIAIRES S'APPLIQUENT CONTRE LES DEUX RESSORTS EN LES ENTRAINANT, TANDIS QUE LES RESSORTS INTERIEURS NE SONT ENTRAINES QUE PAR LES SURFACES LATERALES DES OUVERTURES DES COUVERCLES AUXILIAIRES. APPLICATION AUX EMBRAYAGES MONTES ENTRE LE MOTEUR ET LA TRANSMISSION DES VEHICULES AUTOMOBILES.

Description

1. L'invention se rapporte de manière générale aux dispositifs rotatifs de

transmission d'un couple et, en

particulier, à un amortisseur de ces dispositifs.

Dans les voitures automobiles et les camions classiques, des vibrations gênantes peuvent apparaître dans la transmission à certaines vitesses et sous certaines

charges. Certaines de ces perturbations peuvent être éli-

minées ou amoindries à un niveau acceptable au moyen d'un amortisseur de torsion monté dans le disque mené de

l'embrayage du véhicule. L'amortissement est produit norma-

lement par plusieurs ressorts hélicoïdaux placés à distance

les uns des autres à la circonférence et reliés fonctionnel-

lement entre les éléments du groupe de disques menés de

l'embrayage qui sont rotatifs les uns par rapport aux autres.

Les embrayages à amortisseurs sont largement répandus dans tous les types de distribution de transmission d'énergie. Au cours des dernières années, les amortisseurs

classiques à ressort n'ont pas donné des résultats satis-

faisants lorsqu'ils ont été utilisés conjointement aux moteurs récents développant de grands couples, en particulier

dans le domaine des véhicules fonctionnant dans des condi-

tions pénibles. La puissance accrue de ces moteurs les fait

fonctionner dans une plage de torsion critique et, en consé-

quence, impose sur l'amortisseur à ressorts des charges beaucoup plus élevées que dans les moteurs antérieurs. Il en résulte que les ressorts de l'amortisseur subissent des efforts considérablement accrus qui risquent d'en augmenter la défaillance des ressorts. Il peut en résulter d'autres dégâts causés à l'embrayage et une usure rapide de l'arbre correspondant d'entrée de la transmission et des pièces de la

transmission du véhicule.

Des essais d'augmentation du couple que peuvent supporter les groupes de disques menés de l'embrayage d'un véhicule fonctionnant dans des conditions pénibles ont été effectués mais, pour une raison ou une autre, n'ont pas donné

entièrement satisfaction.

Le couple que peuvent supporter les dispositifs

connus a été augmenté en disposant un second ressort héli-

2. coidal de plus petit diamètre à l'intérieur du premier ressort. Cette disposition est avantageuse, car elle n'exige aucune place supplémentaire et peut être utilisée dans l'espace axial restreint occupé dans les voitures automobiles et les camionnettes actuelles. D'autres dispositifs connus sont destinés plus particulièrement aux applications dans lesquelles de fortes charges sont exercées. Toutefois, ces dispositifs sont très complexes et exigent de plus un complément d'espace radial et parfois axial qui n'est en général pas disponible dans les embrayages des véhicules pour fortes charges. Une capacité accrue de charge est réalisée dans les disques menés de ce type d'embrayage en disposant deux groupes, ou davantage, de ressorts coaxiaux placés radialement à distance les uns des autres, chaque groupe de ressorts étant destiné à entrer en

fonction au cours des différentes phases de la rotation rela-

tive entre les disques de l'embrayage. Non seulement ces dispositions sont très complexes, comme mentionné, mais elles posent aussi des problèmes soulevés par l'espacé restreint qui est disponible, car les diamètres radiaux doivent être augmentés pour-permettre de loger les groupes supplémentaires

de ressorts.

Bien que le concept de ressorts coaxiaux ne soit pas nouveau, il a été observé que la différence des diamètres des ressorts a pour conséquence que les deux ressorts ne disposent pas toujours de la superficie d'entraînement qui serait la plus satisfaisante. Dans certains cas, la forme de l'extrémité des ressorts et les charges constantes exercées par ces extrémités de ressort sur les surfaces latérales de l'ouverture des couvercles sont susceptibles de causer des dégâts aux points de contact localisés et, en conséquence, de provoquer des ruptures prématurées du couvercle de

l'embrayage et des ressorts.

L'invention a pour objet un disque mené d'embrayage équipé d'un montage à ressorts d'amortissement coaxiaux perfectionne et ménageant une superficie accrue pour

l'entraînement des deux ressorts sans nécessiter un complé-

ment d'espace pour obtenir les résultats recherchés.

3.

Selon une particularité essentielle de l'inven-

tion, le couvercle de l'embrayage destiné à loger plusieurs ressorts d'amortissement coaxiaux placés à distance les uns des autres à la circonférence est en deux parties, ces ressorts étant placés dans des ouvertures alignées qui sont ménagées dans chaque partie du couvercle. Les ouvertures de l'une des parties du couvercle supportent l'extrémité des deux ressorts tandis que l'autre partie du couvercle forme

l'appui de l'extrémité d'un seul ressort.

L'invention va être décrite plus en détail en

regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limi-

tatif et sur lesquels:

- la figure 1 est une élévation avec arrache-

ments partiels d'un groupe de disques menés d'embrayage conforme à l'invention; - la figure 2 est une coupe transversale selon la ligne 2-2 de la figure 1; - la figure 3 est une élévation partielle de l'une des plaques du couvercle de la figure 1; - la figure 4 est une élévation partielle de l'un des disques représentés sur la figure 1; - la figure 5 est une coupe transversale partielle selon la ligne 5-5 de la figure 1 et représente plus clairement les éléments menants élastiques et les pièces conjointes; et - la figure 6 est une coupe partielle selon la ligne 6-6 de la figure 1, l'élément menant élastique étant supprimé.

Les figures 1 et 2 représentent un mode de réali-

sation avantageux d'un dispositif rotatif de transmission de couple formé d'un groupe 10 de disques menants amortis. Dans la pratique courante, le groupe 10 de disques est la partie menée d'un embrayage qui est monté en principe sur la ligne de transmission d'énergie d'un véhicule entre un moteur et une transmission (non représentés). Le groupe 10 de disques comprend des éléments rotatifs de -transmission de couple reliés par un groupe amortisseur destiné à établir un entraînement élastique entre les éléments rotatifs. Le groupe 4. amortisseur est nécessaire pour régler le train menant du véhicule de manière à faire sortir les vibrations critiques de torsion de la plage des vitesses de fonctionnement du

moteur et du reste du train de transmission.

Suivant le mode de réalisation avantageux représenté, un élément rotatif de transmission de couple du groupe 10 comprend un moyeu rotatif 12 et deux couvercles

annulaires extérieurs 14 placés à distance l'un de l'autre.

Les couvercles 14 sont montés sur les côtés opposés d'une bride annulaire 16 orientée radialement et en une pièce avec

le moyeu 12.

L'autre élément rotatif du groupe de disques 10 comprend une plaque rotative de support 18 solidaire de bras orientés radialement vers l'extérieur. Des garnitures de friction 22 sont fixées sur les côtés opposés de la partie extérieure des bras 20. La plaque 18 est placée dans l'espace

axial situé entre les couvercles extérieurs 14.

Le moyeu 12 comporte, de manière connue, des cannelures de liaison à un arbre de transmission d'entrée (non représenté) et les garnitures de friction 22 sont placées entre le plateau de pression d'embrayage qui est

mobile axialement et un volant mené du moteur (non repré-

senté) qui est fixe dans la direction de l'axe. Ainsi, le groupe de disques 10 est libre de se déplacer axialement sur l'arbre de transmission d'entrée sur une distance limitée,

mais il tourne toujours avec lui.

Il est essentiel que le groupe amortisseur non seulement établisse la liaison d'entraînement entre les éléments rotatifs de l'embrayage, mais absorbe aussi le couple du moteur afin d'éliminer le broutage et le cliquetis dans la ligne de transmission d'énergie du véhicule. Dans le mode de réalisation avantageux qui est représenté, les

organes élastiques consistent en un premier ressort héli-

coldal 24 et un second ressort hélicoïdal 26 disposé coaxia-

lement dans le premier. Les organes élastiques consistent en plusieurs groupes de ressorts placés à distance les uns des autres à la circonférence et destinés à fonctionner autour du même axe. Des ouvertures alignées 14a et 18a sont ménagées 5. dans les couvercles 14 et la plaque 18, respectivement, de manière à loger et retenir les groupes de ressorts coaxiaux en les mettant à une position leur permettant de transmettre l'énergie de commande entre les couvercles 14 et la plaque

18.

Dans le mode de réalisation avantageux qui est représenté, des éléments secondaires ou auxiliaires du couvercle sont destinés essentiellement à constituer des organes menants des ressorts intérieurs 26. Cependant, les éléments auxiliaires ou complémentaires du couvercle sont disposés en un emplacement tel qu'ils offrent aussi une surface complémentaire d'appui des ressorts extérieurs 24 dont l'appui est ainsi amélioré de la manière qui sera

décrite plus en détail par la suite. Les éléments supplémen-

taires ou auxiliaires du couvercle consistent en deux plaques annulaires planes 28 placées sur les côtés opposés de la bride 16 du moyeu et à l'intérieur des couvercles extérieurs ou principaux 14. Une série de rivets 30 passe dans des trous des couvercles principaux et auxiliaires 14 et 28 et de la bride 16 du moyeu afin de fixer ces pièces les unes aux autres de manière à réaliser une structure unitaire. Les couvercles auxiliaires 28 comportent des ouvertures 28a réalisées par estampage de manière à être à l'alignement des ouvertures 14a des couvercles principaux et des ouvertures

18a de la plaque de support.

Plusieurs plaques annulaires planes d'armature 34 sont disposées sur un côté de la plaque de support 18 afin de remplir pratiquement l'espace axial compris entre les

couvercles auxiliaires 28. Une série de rivets 36 assujet-

tissent les plaques d'armature 34 à la plaque de support 18 de manière qu'elles constituent un groupe unitaire. Des ouvertures 34a réalisées dans les plaques d'armature 34 sont

identiques à celles du support 18.

D'après la description qui précède, il apparaît à

l'évidence que le moyeu 12 et les couvercles intérieurs et extérieurs 14 et 28, respectivement, sont fixés les uns aux autres et constituent en fonctionnement l'élément rotatif mené du groupe 10 de disques d'embrayage. L'élément rotatif menant du groupe 10 de disques d'embrayage est formé de la plaque de support 18 et des plaques d'armature 34 décrites ci- dessus. Une liaison positive d'entraînement est aussi réalisée entre les éléments rotatifs de l'embrayage en plus de la liaison élastique d'entraînement formée par les ressorts coaxiaux 24 et 26. L'entraînement élastique entre en fonction avant les éléments d'entraînement positifs. Cette disposition est due à la liaison à perte de mouvement destinée à permettre aux ressorts coaxiaux 24 et 26 d'entrer en fonction avant que tout entraînement direct soit établi entre les éléments rotatifs de l'embrayage. Sur la figure 1, la perte de mouvement est produite par plusieurs dents 40

orientées vers l'extérieur et réalisées à la périphérie exté-

rieure de la bride 16 du moyeu et plusieurs dents 42 orien-

tées vers l'intérieur et réalisées à l'intérieur de la plaque de support 18 et des plaques d'armature 34. Les dents 40 de la bride sont normalement maintenues en place à mi-chemin en étant placées à égale distance de la surface de contact des dents 42 des plaques. L'espacement est calculé de manière à permettre un mouvement de rotation relatif limité entre le moyeu 12 et les plaques 18 et 34 pendant que les ressorts coaxiaux 24 et 26 assument leur fonction de la manière souhaitée, c'est-à- dire absorbent ou empêchent les efforts de chocs mineurs de la transmission et les vibrations de torsion dans cette transmission en établissant la liaison initiale élastique d'entraînement entre les éléments rotatifs de l'embrayage avant l'entrée en prise positive d'entraînement

des dents 40 et 42.

Comme le montre la figure 1, pour absorber la rotation limitée qui se produit entre le moyeu 12 et les plaques 18 et 34, des boutonnières 44, dont la direction de la longueur est orientée suivant la circonférence, sont réalisées dans les couvercles 14 et 28 de manière à permettre

aux têtes opposées des rivets 36 d'y pénétrer. Les bouton-

nières 44 laissent la place nécessaire aux têtes de rivets lorsque les ressorts coaxiaux 24 et 26 sont comprimés afin d'assurer la liaison élastique d'entraînement ou d'absorber

les chocs et les vibrations de la transmission du véhicule.

6. 7. Les ouvertures des couvercles extérieur et intérieur 14 et 28 et des plaques 18 et 34 de la liaison élastique d'entraînement sont alignées dans la direction de l'axe et sont placées symétriquement à distance les unes des autres à la circonférence au voisinage de la périphérie de la bride du moyeu. Les ouvertures 28a des couvercles intérieurs et les ouvertures 18a et 34a des plaques sont sensiblement identiques. Les ouvertures 14a des couvercles extérieurs ont non seulement une forme semblable à celle des ouvertures 28a des couvercles intérieurs, mais comportent de plus des rebords incurvés courts 46 orientés vers l'intérieur et dirigés les uns vers les autres. Les rebords 46 épousent étroitement le diamètre extérieur des ressorts extérieurs 24 et sont destinés à retenir les groupes de ressorts coaxiaux à l'intérieur des ouvertures alignées. Les longueurs de tous

les ressorts aussi bien intérieurs qu'extérieurs, sont sensi-

blement identiques. Lorsqu'ils sont mis en place, tous les ressorts sont maintenus sous contrainte entre les surfaces latérales opposées des trous alignés qui supportent les

poussées.

Comme le montre en particulier la figure 5, les deux ressorts 24 et 26 exercent leur force sur le même axe et

sont placés de manière à être menés par les surfaces laté-

rales 14b et 28b, respectivement, des ouvertures des couver-

cles extérieurs et intérieurs. Les couvercles et ressorts sont placés de manière que les surfaces extrêmes 14b et 28b des couvercles 14 et 28 qui sont placées à distance les unes des autres à la circonférence soient en contact permanent d'entraînement aussi bien avec les ressorts intérieurs 26 qu'avec les ressorts extérieurs 24. Toutefois, les ressorts intérieurs 26 ayant un diamètre réduit, les surfaces extrêmes 28b des ouvertures 28a des couvercles internes qui sont placées à distance les unes des autres ne sont en contact

d'entraînement qu'avec l'extrémité des ressorts intérieurs.

Le montage d'un second couvercle dans l'amortis-

seur à ressorts coaxiaux tel que décrit apporte un avantage bien déterminé. Non seulement le couvercle auxiliaire forme une surface plane d'entraînement dont l'emplacement est 8.

idéal, c'est-à-dire la surface latérale 28b d'appui de l'ex-

trémité du ressort intérieur, mais il forme aussi une surface complémentaire d'entraînement de l'extrémité du ressort extérieur. L'espacement axial a une très grande importance et il est très limité dans les embrayages des véhicules destinés à supporter de fortes charges. Il est difficile d'élargir la surface d'entraînement des ressorts simplement en augmentant l'épaisseur du couvercle principal car, dans la plupart des applications, la longueur de l'ensemble de l'embrayage est déterminée de manière bien particulière par le fabricant du véhicule et ne peut pas être facilement modifiée. De grands efforts étant imposés aux ressorts des amortisseurs des véhicules actuels par suite de l'élévation du couple développé par les moteurs, il faut prévoir une disposition différente de celle d'une augmentation de l'épaisseur du couvercle de manière à éviter l'augmentation des efforts imposés en des points délicats, c'est-à-dire sur les surfaces extrêmes des ouvertures et les extrémités des ressorts. Il pourrait en résulter des dégâts causés à ces

pièces et une défaillance prématurée de l'embrayage.

Par ailleurs, les procédés de fabrication sont tels que lors de la réalisation des ouvertures des couvercles extérieurs, il est pratiquement impossible de former des surfaces d'extrémité destinées au contact d'entraînement avec les extrémités du ressort extérieur et qui soient parfaitement carrées ou planes. Il est bien connu que plus la surface d'entraînement offerte aux extrémités des ressorts est grande, meilleure est la distribution de la charge et donc plus grande est l'aptitude du système à transmettre les couples. La surface d'entraînement réelle qui est réalisée conformément à l'invention est bien représentée sur la figure 6 et consiste en éléments de surface de forme sensiblement en demi- lune tels qu'indiqués en 14b. Dans les dispositions à ressorts coaxiaux qui existent actuellement, la surface d'entraînement qui est disponible pour l'appui et l'entraînement de l'extrémité des ressorts extérieurs ne se présente pas dans les conditions les plus satisfaisantes. La 9. disposition selon l'invention améliore ces conditions par de minces couvercles supplémentaires 28 placés à l'intérieur des

couvercles principaux 14. Dans cette disposition, les couver-

cles supplémentaires 28 sont placés de manière que les surfaces extrêmes 28b telles que représentées sur la figure 5 soient à l'alignement de l'hélice formée par le petit ressort intérieur 26. Ainsi, l'épaisseur des plaques formant les couvercles auxiliaires 28 est calculée et ces plaques sont disposées de manière à intercepter la surface extrême du petit ressort intérieur 26 pratiquement sur le diamètre total

de sa spire extrême en réalisant une surface d'appui ortho-

gonale idéale pour l'extrémité de ces ressorts intérieurs. Un autre avantage de ce mode de réalisation est que la surface extrême 28b de l'ouverture des couvercles internes qui forme une surface d'appui et d'entraînement est mise à une position dans laquelle elle forme un appui et donc crée un second contact ou second point d'entraînement de l'extrémité des ressorts extérieurs 24 en accroissant ainsi la surface par

laquelle ces ressorts extérieurs sont entraînés.

Il apparaît clairement d'après la description

qui précède que le principe de l'invention consistant à

mettre des couvercles auxiliaires à l'intérieur des couver-

cles extérieurs classiques crée les conditions idéales d'entraînement des ressorts internes 24 sans accroître la

longueur de l'embrayage 10.

En résumé, le flux d'énergie passant par le disque d'embrayage 10 lorsque le couple est transmis du moteur à la transmission (non représentée) alors que l'embrayage est serré va du plateau de support de friction 18 aux surfaces extrêmes 18b, 34b des plaques 18 et 34 de support et d'armature puis vers les extrémités des ressorts coaxiaux 24 et 26 vers les surfaces extrêmes 14b et 28b avec pour conséquence un entraînement élastique qui est transmis

aux couvercles 24 et 28 et au moyeu correspondant 12.

Dans un dispositif de transmission de couple du type décrit, la liaison par amortisseur peut facilement être modifiée pour se conformer à de nombreuses exigences. Par

exemple, il est possible d'augmenter ou de diminuer l'impor-

10. tance du couple et du fléchissement en modifiant l'un des ressorts ou les deux de manière que leurs forces soient

modifiées de manière à convenir à une application particu-

lière. Donc, l'amortisseur à ressorts coaxiaux selon l'inven-

tion peut facilement être réalisé de manière qu'il assure l'amortissement nécessaire à régler l'ensemble du train de transmission du véhicule de manière à faire sortir la plage des vibrations critiques de torsion de la plage des vitesses de fonctionnement des moteurs récents qui développent un fort

couple et du reste du train de transmission du véhicule.

Par ailleurs, les éléments élastiques pourraient être réalisés sous la forme d'un ou de plusieurs éléments tubulaires ou pleins de caoutchouc. Par exemple, le ressort

extérieur pourrait être un ressort hélicoïdal tel que repré-

senté ou un manchon de caoutchouc et l'élément intérieur

pourrait être un cylindre tubulaire ou plein.

Il va de soi que l'invention n'a été décrite qu'à titre d'exemple et que diverses modifications peuvent lui

être apportées sans sortir de son domaine.

1 1.

Claims

REVENDICATIONS

1. - Dispositif de transmission de couple, caractérisé en ce qu'il comprend un élément menant rotatif (18, 34), un élément rotatif mené (12, 14, 28) capable d'effectuer un mouvement de rotation limité par rapport audit élément menant, un couvercle principal (14) et un couvercle auxiliaire (28) fixés à l'un desdits éléments menant et mené de manière à tourner avec lui, chacun desdits élément menant, élément mené, couvercle principal et couvercle auxiliaire comprenant au moins une ouverture (14a, 18a, 28a), toutes ces ouvertures étant à l'alignement les unes des autres et comportant des surfaces latérales (28b, 14b, 18b) placées à distance l'une de l'autre, des organes élastiques étant montés dans ces ouvertures de manière à relier élastiquement

et à assurer une liaison d'entraînement entre lesdits élé-

ments menant et mené, ces organes élastiques consistant en un premier élément élastique (24) et un second (26) qui est disposé dans le premier, les extrémités du premier élément élastique (24) étant appliquées contre les surfaces latérales des ouvertures, soit dudit élément menant (18), soit dudit élément mené (14), soit dudit couvercle auxiliaire (28), de manière à être en relation d'entraînement avec lui et les

extrémités dudit second élément élastique (26) étant appli-

quées contre les surfaces latérales (28b) de l'ouverture (28a) dudit couvercle auxiliaire (28) de manière à être en

relation d'entraînement avec lui.

2. - Dispositif de transmission de couple selon la revendication 1, caractérisé en ce que soit ledit élément menant, soit ledit élément mené comprend par ailleurs un moyeu (12) comportant une bride (16) et lesdits couvercles principal (14) et auxiliaire (28) sont montés sur le même

côté de cette bride.

3. - Dispositif de transmission de couple selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un

second couvercle principal (14) et un second couvercle auxi-

liaire (28) qui sont montés sur le côté opposé de ladite bride. 12.

4. Dispositif de transmission de couple selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits couvercles auxiliaires (28) sont montés à L'alignement dudit second

élément élastique (26).

5. - Dispositif de transmission de couple selon

l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce

que lesdits éléments élastiques sont des ressorts hélicoi-

daux.

6. - Dispositif de transmission de couple selon

la revendication 5, caractérisé en ce que les ressorts héli-

coidaux ont des longueurs identiques.

7. - Dispositif de transmission de couple selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits ressorts hélicoidaux sont maintenus sous contrainte entre lesdites surfaces latérales (14b, 18b, 28b) desdites ouvertures (14a,

18a, 28a).