FR2752278A1 - Goupille d'arret et dispositif de transmission de puissance - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une goupille d'arrêt (8) disposée entre un plateau de retenue (6) et un plateau d'embrayage (7). La goupille traverse un espace défini dans un élément formant bride (3) afin de limiter l'angle de rotation relative possible entre les plateaux (6) et (7). Elle est conçue pour venir en contact avec l'élément (3) et elle comprend un manchon (21) et une goupille de liaison (22). Le manchon est un élément tubulaire destiné à maintenir un écartement prédéterminé entre les plateaux, tandis que la goupille de liaison pénètre dans le manchon et relie les plateaux entre eux.

Description

Goupille d'arrêt et dispositif de transmission de puissance

CONTEXTE DE L'INVENTION

1. Domaine de l'invention La présente invention concerne une goupille d'arrêt et un dispositif de transmission de puissance, et plus particulièrement un dispositif de transmission de puissance

pourvu d'un mécanisme amortisseur.

2. Description de l'art antérieur

Un ensemble formant disque d'embrayage va être décrit

comme exemple de dispositif de transmission de puissance.

L'ensemble formant disque d'embrayage sert à transmettre le couple entre un moteur d'automobile et une transmission. En règle générale, il est pourvu d'un plateau d'entrée tel qu'un plateau d'embrayage, d'un moyeu de sortie tel qu'un moyeu cannelé, et d'un mécanisme amortisseur destiné à relier ces

éléments dans le sens périphérique.

Dans l'ensemble formant disque d'embrayage, le couple provenant du moteur entre dans le plateau d'entrée par l'intermédiaire du disque d'embrayage. Le couple À est transmis au moyeu de sortie grâce à la partie formant mécanisme amortisseur et sort vers la transmission reliée au moyeu de sortie. De plus, l'ensemble formant disque d'embrayage sert à réduire les vibrations torsionnelles ainsi qu'à transmettre le couple quand les vibrations torsionnelles sont transmises au plateau d'entrée, celui-ci reproduit la rotation relative par rapport au moyeu de sortie. A ce moment-là, les vibrations torsionnelles sont

absorbées par le mécanisme amortisseur.

Dans un tel ensemble formant disque d'embrayage, le plateau d'embrayage et le plateau de retenue définissent tous les deux les plateaux d'entrée mentionnés plus haut et sont disposés de manière à entourer le moyeu de sortie et la partie formant mécanisme amortisseur. Dans ce cas, il est nécessaire de relier les plateaux d'entrée entre eux tout en maintenant entre eux une distance prédéterminée. C'est la raison pour laquelle les plateaux d'entrée sont reliés entre eux par des goupilles d'arrêt cylindriques pourvues chacune d'une partie centrale formant tige dont le diamètre est supérieur à celui des parties d'extrémités. Les parties d'extrémité de chaque goupille d'arrêt sont introduites dans des trous ménagés dans les parties périphériques extérieures des plateaux d'entrée, puis sont soumises à un ajustage serré à l'aide de rivets. Les deux plateaux sont donc reliés entre

eux pour être solidaires en rotation et fixes axialement.

Dans ce cas, une distance de séparation prédéterminée est maintenue entre les plateaux d'entrée et correspond à la

longueur d'une partie formant tige de la goupille d'arrêt.

Les goupilles d'arrêt servent également à limiter la rotation relative entre les plateaux d'entrée et le moyeu de

sortie à l'intérieur d'une plage angulaire prédéterminée.

Plus spécialement, plusieurs parties découpées présentant chacune une largeur prédéterminée sont formées dans la partie périphérique extérieure du moyeu de sortie, et les parties formant tiges des goupilles d'arrêt pénètrent dans ces parties découpées. En conséquence, une rotation relative est possible entre les plateaux d'entrée et le moyeu de sortie suivant les espaces entre les parties découpées et les

goupilles d'arrêt.

Pour atténuer davantage les vibrations torsionnelles dans un ensemble formant disque d'embrayage de ce type qui est pourvu des goupilles d'arrêt décrites plus haut, il est préférable d'augmenter le plus possible l'angle de rotation relative possible entre les plateaux d'entrée et le moyeu de sortie. Dans un ensemble formant disque d'embrayage utilisé dans une voiture particulière, par exemple, l'atténuation des vibrations acoustiques produites par le changement de couple doit se situer dans une large plage de fréquence afin de réduire ou d'éliminer les bruits et les vibrations indésirables. A ce sujet, une méthode a été proposée pour réduire le diamètre de la partie formant tige de chaque goupille d'arrêt afin d'élargir l'angle de rotation relative possible entre les plateaux d'entrée et le moyeu de sortie. D'un autre côté, d'un point de vue de la résistance mécanique, il est difficile de réduire le diamètre des deux extrémités de la goupille d'arrêt. Si le diamètre de la partie formant tige est donc réduit et le diamètre des deux extrémités augmenté, la partie formant tige située entre les deux diminue. La partie formant tige est une surface qui est mise en contact

avec les plateaux d'entrée. Il y a toutefois une restriction.

Il est nécessaire de conserver une zone convenable en matière de durabilité. Plus spécialement, chaque goupille d'arrêt est généralement fabriquée par forgeage. Dans ce cas, il est inévitable de former une surface courbe sur la partie étagée

située entre la partie formant tige et les deux extrémités.

De plus, comme un chanfreinage est effectué sur la partie périphérique extérieure de la zone d'extrémité de la partie formant tige, le diamètre de la partie formant tige est également augmenté afin de conserver la partie plate pour

retenir les plateaux d'entrée.

RESUME DE L'INVENTION

La présente invention a pour but d'augmenter un angle de rotation relative possible entre les plateaux d'entrée et un moyeu de sortie, sans réduire la durabilité mécanique

d'une goupille d'arrêt.

Selon un premier aspect de l'invention, une goupille d'arrêt est disposée entre un élément rotatif d'entrée comprenant deux plateaux d'entrée qui se font face, et un élément rotatif de sortie apte à tourner par rapport à l'élément rotatif d'entrée, afin de limiter un angle de

rotation relative possible entre les deux éléments rotatifs.

La goupille d'arrêt comprend un élément de retenue tubulaire qui est disposé entre les deux plateaux d'entrée et qui est apte à venir en contact avec un élément rotatif de sortie placé entre les deux plateaux d'entrée. Un élément de liaison traverse le centre creux de l'élément de retenue et traverse chacun des deux plateaux d'entrée, limitant ainsi le

mouvement axial de ceux-ci.

Selon un autre aspect de la présente invention, un dispositif de transmission de puissance transmet le couple entre un élément d'entrée et un élément de sortie. Un élément rotatif d'entrée comprend deux plateaux d'entrée qui se font face, un élément de retenue qui s'étend entre les deux plateaux d'entrée pour maintenir un écartement prédéterminé entre ceux-ci, et un élément de liaison qui traverse ledit élément de retenue ainsi que les plateaux d'entrée pour relier ces derniers entre eux. Un élément rotatif de sortie est apte à tourner par rapport aux plateaux d'entrée dans une plage angulaire prédéterminée. Un élément formant amortisseur est disposé entre les plateaux d'entrée pour relier élastiquement l'élément rotatif d'entrée et l'élément rotatif

de sortie dans le sens périphérique.

L'élément de liaison est de préférence un élément en forme de tige dont les parties d'extrémité peuvent être rivetées à la surface extérieure des deux plateaux d'entrée

qui se font face.

L'élément de retenue est de préférence un élément

cylindrique.

L'élément de retenue se compose de préférence d'un

métal plus dur que celui de l'élément de liaison.

Enfin, un creux est formé dans chacun des plateaux d'entrée et les parties d'extrémité respectives de l'élément

de retenue sont fixées dans les creux des plateaux d'entrée.

Ces buts, caractéristiques, aspects et avantages de la présente invention, et d'autres encore, ressortiront plus

clairement de la description détaillée suivante de

l'invention associée aux dessins joints, sur lesquels des éléments identiques sont désignés par les mêmes chiffres de référence sur les différentes figures et pour les différents

modes de réalisation.

DESCRIPTION SUCCINCTE DES DESSINS

La figure 1 est une coupe transversale latérale fragmentaire d'un ensemble formant disque d'embrayage comprenant plusieurs goupilles d'arrêt selon un premier mode de réalisation de la présente invention, la figure 2 est une coupe transversale de l'ensemble formant disque d'embrayage réalisée suivant la ligne II-II de la figure 1 et considérée dans le sens des flèches, la figure 3 est une coupe transversale fragmentaire agrandie d'une partie de l'ensemble formant disque d'embrayage des figures 1 et 2, qui montre des détails de l'une des goupilles d'arrêt, et la figure 4 est une vue fragmentaire agrandie semblable à la figure 3, qui montre une goupille d'arrêt

selon un second mode de réalisation de l'invention.

DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES

PREMIER MODE DE REALISATION

Les figures 1 et 2 montrent un ensemble formant disque d'embrayage 1 qui constitue un dispositif de transmission de puissance selon un mode de réalisation de la présente invention. Dans ce qui suit, on appellera le côté gauche de la figure 1 le côté moteur, et le côté droit le côté transmission. L'ensemble formant disque d'embrayage 1 sert d'embrayage d'automobile ou de mécanisme similaire, et c'est un dispositif destiné à transmettre un couple d'un volant 31 prévu côté moteur à un arbre moteur principal 32 prévu côté transmission. Sur la figure 1, la ligne 0- 0 indique un axe de rotation de l'ensemble formant disque

d'embrayage 1.

Un moyeu cannelé 2 relié à l'arbre moteur principal 32 est disposé au centre de l'ensemble formant disque d'embrayage 1. Un trou cannelé 2a qui vient en prise avec les dents d'une cannelure (non représentée) de l'arbre moteur principal 32 est ménagé dans la partie centrale du moyeu cannelé 2. Un élément formant bride 3 saillant radialement vers l'extérieur est réalisé d'une seule pièce avec le moyeu

cannelé 2.

Comme le montre la figure 2, quatre parties découpées 3a destinées aux goupilles d'arrêt sont formées à des intervalles prédéterminés sur la partie périphérique extérieure de l'élément formant bride 3. Des trous formant fenêtres 3b sont formés entre les parties découpées 3a voisines. Un ressort de torsion 4 est disposé dans chaque

trou formant fenêtre 3b.

Un plateau de retenue 6 et un plateau d'embrayage 7 globalement en forme de disques sont disposés sur le côté périphérique extérieur du moyeu cannelé 2. Les plateaux 6 et 7 sont tous les deux en prise avec le moyeu cannelé 2 afin de pouvoir tourner par rapport à celui-ci. Sur leur partie périphérique extérieure, le plateau de retenue 6 et le plateau d'embrayage 7 sont reliés d'une seule pièce par des goupilles d'arrêt 8 décrites plus loin. Les goupilles d'arrêt 8 traversent les parties découpées 3a de l'élément formant

bride 3.

Plusieurs plateaux formant tampons 16 sont fixés à la partie périphérique extérieure du plateau d'embrayage 7 grâce à des rivets 9. Un revêtement de friction 15 est disposé sur chaque surface des plateaux formant tampons 16. Les revêtements 15 sont fixés aux plateaux formant tampons 16 à

l'aide de rivets 17.

Des trous formant fenêtres 6a sont formés dans le plateau de retenue 6 tandis que des trous formant fenêtres 7a sont prévus dans le plateau d'embrayage 7, en face des trous formant fenêtres 3b de l'élément formant bride 3. Ces trous formant fenêtres 6a et 7a sont découpés et relevés de manière à couvrir et à retenir les ressorts de torsion 4 sur un côté

extérieur axial de ceux-ci.

Un ressort conique annulaire 11, un plateau de friction 12 et une rondelle de friction 13 sont disposés entre la partie périphérique intérieure de l'élément formant bride 3 et la partie périphérique intérieure du plateau de retenue 6, sur le côté transmission de l'élément formant bride 3. Une rondelle de friction 14 est disposée entre les parties périphériques intérieures de l'élément formant bride 3 et du plateau d'embrayage 7. Une force de friction prédéterminée est générée par le mouvement de glissement des rondelles de friction 13 et 14 entre l'élément formant bride

3 et les deux plateaux 6 et 7.

Chaque goupille d'arrêt 8 se compose d'un manchon 21 et d'une goupille de liaison 22. Le manchon 21 a la forme d'une douille, par exemple d'un cylindre, et il se compose d'un tube en acier tel que SGP, STPG, STS, STPY, etc., ou d'un acier au carbone pour outils (SK). SGP, STPG, STS, STPY

et SK sont définis par la JIS (Japanese Industrial Standard -

Norme industrielle japonaise). La goupille de liaison 22 se compose d'un matériau tel que de l'acier rond pour rivets, du cuivre, de l'aluminium, etc. qui peut être riveté. Comme le montre la figure 3, la goupille de liaison 22 est soumise à une opération de rivetage aux deux extrémités à condition que sa première extrémité traverse le trou 6b formé dans la partie périphérique extérieure du plateau de retenue 6, ainsi que l'intérieur du manchon 21 et un trou 7b formé dans la partie périphérique extérieure du plateau d'embrayage 7, et elle est pourvue à ses deux extrémités de têtes de fixation 22a. Incidemment, dans le cas du premier mode de réalisation, une tête 22a peut être formée à l'avance et seule l'autre extrémité est alors rivetée. Il est donc possible de limiter la séparation relative dans le sens axial entre le plateau de retenue 6 et le plateau d'embrayage 7. Par ailleurs, étant donné que les surfaces d'extrémité axiales du manchon 21 sont en contact avec le plateau de retenue 6 et le plateau d'embrayage 7, respectivement, le mouvement relatif dans le sens axial entre les deux plateaux 6 et 7 est limité. Ainsi, le manchon 21 et la goupille de liaison 22 empêchent un mouvement relatif dans le sens axial des deux plateaux 6 et 7. La goupille de liaison 22 est par ailleurs fixée dans les trous 6b et 7b des deux plateaux 6 et 7 afin de limiter la

rotation relative des deux plateaux 6 et 7.

On va maintenant décrire le fonctionnement.

Le plateau de pression (non représenté) pousse le revêtement de friction 15 contre le volant 31. Ainsi, quand le revêtement de friction 15 est mis en contact par pression avec le volant 31, le couple du volant 31 est introduit dans le revêtement de friction 15. A partir de celui-ci, le couple est transmis au plateau d'embrayage 7 et au plateau de retenue 6 par l'intermédiaire des plateaux formant tampons 16. Par l'intermédiaire des ressorts de torsion 4 ou d'éléments similaires, le couple est transmis à l'élément formant bride 3, puis il passe du moyeu cannelé 2 à l'arbre

moteur principal 32.

L'ensemble formant disque d'embrayage 1 sert à réduire les vibrations torsionnelles ainsi qu'à transmettre le couple. Quand les vibrations torsionnelles sont transmises au plateau d'embrayage 7 et au plateau de retenue 6, les ressorts de torsion 4 sont comprimés à plusieurs reprises de sorte que les deux plateaux 6 et 7 reproduisent la rotation relative par rapport au moyeu cannelé 2. A ce moment-là, un couple d'hystérésis est généré dans les rondelles de friction

13 et 14 afin d'atténuer les vibrations torsionnelles.

L'un des facteurs pour déterminer les vibrations torsionnelles qui peuvent être atténuées par l'ensemble formant disque d'embrayage 1 est une grandeur concernant l'angle de rotation relative possible des deux plateaux 6 et 7 par rapport au moyeu cannelé 2. Si cet angle est grand, il est possible d'atténuer les vibrations torsionnelles dans une

plus grande plage de fréquence.

L'angle de rotation relative possible entre le plateau d'embrayage 7 et le plateau de retenue 6, et le moyeu cannelé 2 est déterminé par la taille circonférentielle de l'espace entre la partie formant tige de la goupille d'arrêt 8, c'est-à-dire la surface périphérique extérieure du manchon 21, et la partie découpée 3a du moyeu cannelé 2. Dans une goupille d'arrêt classique, la partie formant tige et les parties d'extrémité sont réalisées d'une seule pièce dans un matériau unique. Afin d'être déformable (en vue du matage ou du rivetage) pour la mise en place, la goupille d'arrêt classique doit se composer d'un métal globalement doux. Par conséquent, pour avoir la résistance adéquate, la goupille d'arrêt classique doit présenter un diamètre minimum grand, dans l'ensemble, comparé au diamètre du manchon 21 de la présente invention. En conséquence, l'angle de rotation relative possible entre les plateaux 6 et 7 et le moyeu cannelé 2 est petit, suivant le diamètre minimum de la

goupille d'arrêt classique.

La goupille d'arrêt 8 selon la présente invention, au contraire, se compose de deux éléments séparés: le manchon 21 et la goupille de liaison 22. Le manchon 21 se compose d'un métal dur, dans l'ensemble, afin de résister au contact avec les arêtes des espaces prévus dans l'élément formant bride 3, tandis que la goupille de liaison 22 est suffisamment tendre pour être mise en place par matage. En

conséquence, le diamètre de la partie formant tige, c'est-à-

dire du manchon, peut être réduit, de sorte que l'angle de rotation relative possible des deux plateaux 6 et 7 par rapport au moyeu cannelé 2 est maximisé et donc accru par

rapport à la configuration de goupille d'arrêt classique.

De plus, dans la goupille d'arrêt classique, quand les extrémités sont mises en place par rivetage ou matage, la partie formant tige de la goupille qui est située entre les deux plateaux 6 et 7 gonfle souvent et augmente ainsi son diamètre. L'augmentation de diamètre de la goupille d'arrêt classique est le résultat de la force de choc appliquée pour déformer les extrémités de la goupille d'arrêt lors de la mise en place par matage. En conséquence, l'angle de rotation relative possible décrit précédemment peut être

éventuellement encore réduit.

Dans la goupille d'arrêt 8 de la présente invention, la surface périphérique extérieure de la goupille de liaison 22 située entre les deux plateaux 6 et 7 traverse le centre intérieur creux du manchon dur 21. Le manchon 21 sert à supprimer le gonflement de la goupille de liaison 22 lors de la fixation des rivets. Ainsi, comme il y a une augmentation faible ou négligeable du diamètre de la goupille d'arrêt 8 à la suite du matage, l'angle de rotation relative décrit plus

haut est conserve.

De plus, les extrémités de la goupille d'arrêt classique présentent souvent un diamètre réduit afin d'entrer dans les trous des plateaux. La limite entre les diamètres différents de la partie formant tige et les parties d'extrémité est une zone de concentration de contraintes lorsque le couple est transmis. Dans la goupille d'arrêt 8 de la présente invention, cette zone de concentration de contraintes n'existe pas puisque la goupille de liaison 22 a un diamètre globalement constant sur toute sa longueur définie entre les plateaux 6 et 7. Le manchon 21 fournit également une résistance à la goupille de liaison 22 afin de réduire encore les concentrations de contraintes. Il est possible de réduire la taille de la goupille d'arrêt par rapport à la goupille d'arrêt classique tout en conservant la résistance mécanique suffisante, et il est donc possible d'augmenter l'angle de rotation relative possible décrit plus haut.

SECOND MODE DE REALISATION

Comme le montre la figure 4, des creux circulaires 6c et 7c coaxiaux par rapport aux trous 6b et 7b sont formés respectivement dans le plateau de retenue 6 et dans le plateau d'embrayage 7. Les extrémités respectives du manchon

21 sont fixées dans les creux 6c et 7c.

Le reste de la structure est globalement le même que

dans le premier mode de réalisation.

Dans l'ensemble formant disque d'embrayage 1 selon le second mode de réalisation, la transmission du couple se fait non seulement grâce au contact entre les trous 6b et 7b et la goupille de liaison 22, mais aussi grâce au contact entre les creux 6c et 7c et le manchon 21. En conséquence, la charge appliquée à chaque élément est réduite et la durabilité augmente. Dans le premier mode de réalisation, le manchon 21 limite l'écartement relatif entre les deux plateaux 6 et 7 dans le sens axial. La goupille de liaison 22, en plus de limiter la séparation des plaques 6 et 7 dans le sens axial, sert à transmettre le couple, et elle est soumise à des charges de cisaillement et de flexion. La rigidité du manchon 21 est importante dans le premier mode de réalisation, mais elle est utilisée plus efficacement dans le second. Par exemple, la fonction de transmission du couple est partagée par le manchon 21 et la goupille de liaison 22, de sorte que le diamètre de la goupille de liaison 22 peut être encore réduit. Dans le second mode de réalisation, par ailleurs, il est possible de réduire la taille globale de la goupille d'arrêt 8 en choisissant le matériau et la taille du manchon 21 et de la goupille de liaison 22 de manière à ajuster la rigidité et les charges partagées des éléments respectifs. En conséquence, il est possible d'augmenter l'angle de rotation relative possible des deux plateaux 6 et 7 par rapport au

moyeu cannelé 2.

Dans le dispositif de transmission de puissance selon la présente invention, étant donné que le diamètre de la goupille d'arrêt prévue pour relier les deux plateaux de l'élément rotatif d'entrée peut être réduit, l'angle de rotation relative possible entre l'élément rotatif d'entrée et l'élément rotatif de sortie est élargi, de sorte que les vibrations torsionnelles peuvent être atténuées dans une plus

grande plage.

On peut modifier différents détails de ce dispositif

sans sortir du cadre de l'invention. De plus, la description

précédente de modes de réalisation de la présente invention est donnée uniquement à titre d'illustration, sans limiter l'invention telle qu'elle est revendiquée dans les

revendications.

Claims (6)

REVENDICATIONS

1. Goupille d'arrêt (8) disposée entre un élément rotatif d'entrée comprenant deux plateaux d'entrée (6, 7) qui se font face, et un élément rotatif de sortie (2) apte à tourner par rapport à l'élément rotatif d'entrée, et destinée à limiter un angle de rotation relative possible entre les deux éléments rotatifs, caractérisée en ce qu'elle comprend un élément de retenue tubulaire (21) qui est disposé entre les deux plateaux d'entrée (6, 7) et qui est apte à venir en contact avec un élément rotatif de sortie (3) placé entre les deux plateaux d'entrée (6, 7), et un élément de liaison (22) qui traverse le centre creux de l'élément de retenue (21) et qui traverse chacun des deux plateaux d'entrée (6, 7),

limitant ainsi le mouvement axial de ceux-ci.

2. Dispositif de transmission de puissance (1) destiné à transmettre le couple entre un élément d'entrée et un élément de sortie, caractérisé en ce qu'il comprend un élément rotatif d'entrée formé de deux plateaux d'entrée (6, 7) qui se font face, d'un élément de retenue (21) qui s'étend entre les deux plateaux d'entrée (6, 7) pour maintenir un écartement prédéterminé entre ceux-ci, et d'un élément de liaison (22) qui traverse ledit élément de retenue (21) ainsi que les plateaux d'entrée (6, 7) pour relier ces derniers entre eux; un élément rotatif de sortie (2) apte à tourner par rapport aux deux plateaux d'entrée (6, 7) dans une plage angulaire prédéterminée; et un élément formant amortisseur disposé entre les plateaux d'entrée (6, 7) pour relier élastiquement l'élément rotatif d'entrée et l'élément rotatif

de sortie dans le sens périphérique.

3. Dispositif de transmission de puissance selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de liaison (22) est un élément en forme de tige dont les parties d'extrémité peuvent être rivetées à la surface extérieure des

deux plateaux d'entrée (6, 7) qui se font face.

4. Dispositif de transmission de puissance selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément de retenue

(21) est un élément cylindrique.

5. Dispositif de transmission de puissance selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément de retenue (21) se compose d'un métal plus dur que celui de l'élément de

liaison (22).

6. Dispositif de transmission de puissance selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un creux (6c, 7c) est formé dans chacun des plateaux d'entrée (6, 7) et les parties d'extrémité respectives de l'élément de retenue (21) sont

fixées dans les creux (6c, 7c) des plateaux d'entrée (6, 7).