FR2754322A1

FR2754322A1 - Embrayage a friction, en particulier pour vehicules automobiles

Info

Publication number: FR2754322A1
Application number: FR9712537A
Authority: FR
Inventors: Jens Schneider; Franz Josef Armbruster; Ping Qi
Original assignee: Mannesmann Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1996-10-09
Filing date: 1997-10-08
Publication date: 1998-04-10
Anticipated expiration: 2017-10-08
Also published as: ES2140319B1; GB2321294B; GB9721484D0; FR2754322B1; ES2140319A1; GB2321294A; DE19641507C1

Abstract

Pour augmenter le moment d'inertie de masse côté vilebrequin du train d'entraînement d'un véhicule à moteur à combustion interne, on propose sous plusieurs variantes dans l'embrayage, en maintenant le volant d'inertie (1) standard, d'augmenter la masse du boîtier (3) ou de la plaque de pression (2) grâce à une configuration particulière ou en insérant ou intercalant des éléments de masse supplémentaires (6).

Description

L'invention se rapporte à un embrayage à friction, en particulier pour

véhicules automobiles, comportant un disque d'entraînement agissant sur un volant d'inertie relié au vilebrequin d'un moteur à combustion interne, présentant des garnitures de friction et sollicité par une plaque de pression, la plaque de pression et le disque d'entraînement étant

agencés de manière coaxiale dans un boîtier relié au volant d'inertie.

Un tel embrayage à friction est connu par exemple du document DE 43 39 421 A1. Il est connu que le couple du moteur à combustion interne est transmis à la boîte de vitesse par l'intermédiaire de l'embrayage à friction. Lors du fonctionnement d'un moteur à combustion interne à faible couple, un balourd est inévitable. Pour compenser ce balourd, il est connu de réaliser le volant d'inertie à deux masses et de le munir d'un pré-amortisseur. Le couple résiduel qui

attaque le moyeu de l'embrayage en raison du balourd est alors faible.

Les prescriptions de plus en plus strictes quant aux gaz d'échappement rendent nécessaire d'optimiser le déroulement de la combustion dans le moteur, et les pressions augmentent alors dans la chambre de combustion. Des pressions intérieures croissantes entraînent une combustion "dure". Même si l'on utilise une injection directe pour les moteurs diesel d'automobiles, la combustion devient plus dure. Une combustion dure cause une augmentation de l'irrégularité de rotation du vilebrequin. Afin qu'un moteur qui ne tourne pas tout à fait régulièrement ne cale pas au ralenti, il faut soit augmenter le régime de ralenti soit le moment d'inertie de masse sur le vilebrequin. Une exigence de consommation de carburant spécifique faible et d'une émission de bruit aussi faible que possible, interdit en fait d'augmenter le régime de ralenti. La manière la plus simple d'augmenter le moment d'inertie de masse sur le vilebrequin est de réaliser le volant d'inertie

plus lourd ou d'augmenter son moment d'inertie de masse.

Une modification du volant d'inertie est toutefois bien limitée.

L'optimisation croissante du véhicule et l'augmentation simultanée de la variété des équipements de véhicules modernes requiert que tous les composants soient construits aussi compacts et aussi courts que possible pour pouvoir être logés dans l'espace moteur qui devient de plus en plus étroit. L'espace à occuper est donc limité. Pour maintenir la concurrence, on aspire à réduire la variété des pièces et aussi à maintenir réduit le nombre de composants individuels. Un constructeur de moteurs aspire par conséquent à n'utiliser pour ses différentes variantes de moteur que le plus petit nombre de volants d'inertie. Si le moment d'inertie de masse du volant d'inertie est surdimensionné par rapport au moteur, la consommation en carburant augmente obligatoirement, ce qui ne serait pas tolérable. Il faut donc trouver des moyens qui permettent d'adapter de manière optimale le moment

d'inertie de masse à la variante de moteur respective.

Partant de ce problème, l'invention a pour objectif d'améliorer un embrayage à friction du type connu de telle sorte qu'un moment d'inertie de masse côté vilebrequin d'un train d'entraînement d'un véhicule à moteur à combustion interne soit augmenté sans modifier le

volant d'inertie.

Pour réduire le problème, l'embrayage à friction mentionné ci-dessus est caractérisé par au moins un élément de masse supplémentaire situé

entre le boîtier et le volant d'inertie.

Dans un second exemple de réalisation, la solution est obtenue en prévoyant au moins un élément de masse supplémentaire relié au boîtier. Grâce à l'élément de masse supplémentaire, il est possible d'adapter exactement le moment d'inertie au moteur à combustion interne qui doit être respectivement équipé avec l'embrayage. Lorsque l'élément de masse supplémentaire est susceptible d'être relié de manière amovible avec le boîtier, on peut utiliser, selon le principe des "éléments standard", un embrayage de base pour les différentes variantes de moteur. Ceci offre l'avantage que du point de vue logistique, on peut décider très tard pour quel moteur l'embrayage est effectivement utilisé. Théoriquement, il est même possible de remettre cette décision jusqu'à la chaîne de fabrication o la masse supplémentaire est choisie en fonction du type de moteur respectif. Ceci permet bien entendu d'augmenter la flexibilité d'un fabricant de véhicules automobiles ou du pré-fournisseur qui marie le moteur à l'entraînement, pour réagir à

court terme à des variations de marché.

De préférence, l'élément de masse supplémentaire est réalisé de forme annulaire. I peut ici être forgé ou moulé. L'élément annulaire présente l'avantage que sa masse est variable en modifiant la largeur ou l'épaisseur de l'anneau. Des dimensions de montage qui sont données par le diamètre extérieur ou intérieur n'en souffrent pas parce que la

largeur de l'anneau peut être adaptée de manière correspondante.

S'il est prévu plusieurs éléments de masse supplémentaire réalisés en forme de douille, ceux-ci peuvent être agencés aux points de jonction respectifs entre le boîtier et le volant d'inertie. Le boîtier est en général vissé au volant d'inertie. De la même manière que l'élément annulaire est inséré entre le boîtier et le volant d'inertie et qu'il est maintenu par les vis, l'élément en forme de douille peut aussi être inséré entre le

boîtier et le volant d'inertie et être maintenu par la vis de raccordement.

Dans la mesure o les rapports de construction ne permettent pas que le ou les éléments de masse supplémentaire soi(en)t placé(s) entre le boîtier et le volant d'inertie, ceux-ci peuvent être montés à l'extérieur contre le boîtier, ce qui n'augmente pas la longueur de construction

puisque généralement, le boîtier est réalisé en forme de bride.

Il est avantageux que l'élément de masse supplémentaire soit susceptible d'être relié au boîtier de telle manière que lorsque l'embrayage est monté, il soit agencé entre les garnitures de friction et le volant d'inertie et qu'il forme une surface de friction. Grâce à cette configuration, les garnitures de friction agissent sur l'élément de masse supplémentaire. L'usure des garnitures de friction peut alors être éliminée de manière peu coûteuse en échangeant l'élément de masse supplémentaire. Ceci permet de réduire les coûts de maintenance et d'entretien d'un véhicule. On obtient une possibilité de montage simple lorsqu'au moins un élément de masse supplémentaire est agencé dans au moins une poche prévue dans le boîtier, qui est adaptée aux dimensions extérieures de l'élément de masse supplémentaire. Le centrage de l'élément de masse

supplémentaire en est nettement facilité.

Selon un mode de réalisation préférentiel, la poche est formée en repliant la région extérieure radiale. Lorsque le boîtier est en tôle, la région radiale extérieure de la bride peut être rabattue vers l'intérieur de sorte qu'un élément de masse supplémentaire de forme annulaire est enserré par le rabattement. On peut aussi rabattre plusieurs pattes réparties de manière régulière sur la périphérie du boîtier, dans

lesquelles sont insérés un élément de masse supplémentaire respectif.

Comme troisième solution du problème, un embrayage du type connu est caractérisé par au moins un prolongement faisant saillie depuis la plaque de pression, lequel fait saillie à travers au moins un évidement

dans le boîtier.

Grâce à cette réalisation, le moment d'inertie de masse de la plaque de pression est augmenté. Puisque l'espace est cependant limité à l'intérieur de l'embrayage, la masse nécessaire à l'augmentation du moment d'inertie est déplacée hors du boîtier. L'adaptation se fait par le choix d'un matériau correspondant de la plaque de pression et/ou par

mises à dimension correspondantes du prolongement.

Pour éviter des balourds et leur compensation, respectivement, on prévoit de préférence une pluralité de prolongements répartis à distance régulière sur une circonférence. Le ou les prolongements peuvent faire saillie axialement ou radialement. Dans le cas d'un prolongement faisant saillie radialement, il est avantageux que sa région extérieure soit coudée axialement pour ne pas agrandir inutilement l'espace en direction radiale et pour tenir compte de

l'extension axiale.

Au lieu d'accoupler l'élément de masse supplémentaire au boîtier, l'embrayage du type connu peut aussi être caractérisé selon l'invention par au moins un élément de masse supplémentaire qui peut être

introduit dans autant moins un évidement de la plaque de pression.

L'élément de masse supplémentaire est réalisé de forme annulaire, ou comme on l'a déjà expliqué, on peut prévoir une multitude d'éléments de masse supplémentaire réalisés en forme de boulons qui sont insérés à distance régulière dans des évidements correspondants sur une circonférence. On peut aussi obtenir une autre augmentation du moment d'inertie de masse par le fait que les ressorts à lames reliés à la plaque de pression sont reliés au boîtier dans la région tout à fait extérieure radiale de celui-ci. Pour augmenter le moment d'inertie de masse du boîtier, il est également possible de réaliser le boîtier de section ondulée dans sa région qui s'étend radialement. Grâce à cette réalisation, on obtient une accumulation de matériau qui augmente le poids du boitier tout en gardant pratiquement les mêmes dimensions. La réalisation ondulée

peut être obtenue simplement en refoulant le matériau.

Selon une autre forme d'invention, il est possible de résoudre le problème par le fait que le boîtier connu présente sur une multitude de points des pattes extérieures radiales repliées radialement vers l'intérieur. Ceci permet d'augmenter l'accumulation de masse sur la région extérieure du boîtier et par conséquent aussi le moment d'inertie

de masse.

Pour augmenter encore le moment d'inertie de masse, on peut prévoir d'insérer dans les poches obtenues par le repliage des éléments de

masse supplémentaire.

L'invention sera expliquée à l'aide de plusieurs exemples. Les dessins montrent: figure 1 une coupe partielle d'un embrayage assemblé avec un volant d'inertie dans une représentation simplifiée d'un premier exemple de réalisation; figure 2 un autre exemple de réalisation dans une représentation analogue à la figure 1; figure 3 un autre exemple de réalisation dans une représentation analogue à la figure 1; figure 3a une variante dans l'agencement de l'élément de masse supplémentaire sur le boîtier; figure 4 un quatrième exemple de réalisation dans une représentation analogue à la figure 1; figure 5 la représentation simplifiée d'une cinquième variante selon l'invention; figure 6 la représentation simplifiée de la réalisation du boîtier selon une sixième variante selon l'invention; figure 7 la vue partielle de l'embrayage selon la flèche VII de la figure 6; figure 8 la vue d'un embrayage selon une sixième variante selon l'invention; figure 9 la coupe suivant la ligne IX-IX de la figure 8; figure 10 un autre mode de réalisation dans une représentation analogue à la figure 9; figure 1l1 la vue en représentation partielle de l'embrayage selon la flèche XI de la figure 8; figure 12 la vue de la plaque de pression de la figure 10; figure 13 la coupe suivant la ligne XIII-XIII à la figure 12; figure 14 la réalisation du boîtier en coupe simplifiée pour une septième variante selon l'invention;

figure 15 un autre exemple de réalisation en coupe simplifiée.

La structure et le fonctionnement d'un embrayage à friction classique sont suffisamment connus et décrits par exemple dans le document DE 44 20 934 A1. Puisque l'invention peut être rapportée sur des embrayages à friction classiques, il n'est pas nécessaire pour la compréhension d'expliquer ici le fonctionnement, mais on fera ici par exemple référence au document cité précédemment ou au document

constituant l'art antérieur.

L'embrayage est relié solidairement en rotation au volant d'inertie 1 par des vis 12, par l'intermédiaire du boîtier 3 dans lequel sont reçus le disque d'entraînement 5 présentant les garnitures de friction et la

plaque de pression 2, agencés coaxialement l'un par rapport à l'autre.

Par l'intermédiaire d'un ressort à membrane 13, la plaque de pression 2 est pressée contre les garnitures de friction 4 et le volant d'inertie 1, et

l'embrayage est embrayé.

Comme le montre la figure 1, on prévoir un élément de masse supplémentaire 6 annulaire pour augmenter le moment d'inertie de masse entre le boîtier 3 et le volant d'inertie 1. Cet élément de masse supplémentaire 6 présente, en correspondance des points de jonction, des perçages à travers lesquels la vis 12 est enfilée. Le choix du matériau de l'élément de masse supplémentaire 6, et sa largeur ou son épaisseur annulaire, se conforment au moment d'inertie requis de la valeur duquel le volant d'inertie 1, qui n'est autrement pas modifié, doit être augmenté pour permettre un ralenti régulier du moteur à combustion interne considéré, dans lequel l'embrayage doit être employé. Comme le montre la figure 2, l'élément de masse supplémentaire peut aussi être intégré dans l'espace du boîtier 3. Au lieu de prévoir un élément de masse supplémentaire 6 annulaire, on peut aussi utiliser une multitude d'éléments 6 en forme de douille qui sont mis en place

aux points de jonction correspondants.

La figure 3 montre dans une variante que le ou les élément(s) de masse

supplémentaire 6 peuvent aussi être prévus à l'extérieur du boîtier 3.

Ici aussi, il est tout à fait possible de mettre un anneau sur le boîtier 3 ou d'utiliser des éléments supplémentaires en forme de douille, en employant des vis de fixation 13 d'autant plus longues. Comme le montre la figure 3a, on peut aussi assembler le ou les éléments de masse supplémentaire 6 avec le boîtier 3 par soudure ou collage, mais

aussi par rivetage ou vissage.

Dans le cas de l'agencement de l'élément de masse supplémentaire 6 de la figure 4, celui-ci forme une surface de friction pour les garnitures de friction 4 du disque d'entraînement. Selon cette configuration, il est avantageux qu'une usure éventuelle, qui se produit par exemple lorsque les garnitures de friction 4 sont trop usées et que les rivets non représentés ici viennent en contact avec la surface de friction, peut être remédiée en échangeant l'élément de masse supplémentaire 6, et il ne se produit pas d'autre réduction du moment d'inertie de masse comme pour les embrayages classiques en étant obligé de tourner le volant

d'inertie 1.

La figure 5 montre que l'élément de masse supplémentaire 6 peut aussi être intégré dans la plaque de pression 2 dans la mesure o celle-ci présente un évidement 9 correspondant ou des rainures. L'élément de masse supplémentaire 6 peut être réalisé de forme annulaire, ou bien l'on peut obtenir une augmentation du moment d'inertie de masse grâce à une multitude d'éléments de masse supplémentaire 6 en forme de boulons qui sont agencés de façon régulière dans des évidements

correspondants sur une circonférence.

Il est aussi concevable d'obtenir une augmentation de l'accumulation de masse dans la région extérieure radiale de la plaque de pression 3 en repliant radialement vers l'intérieur sur le boîtier 3 une multitude de pattes 11 agencées de façon régulière et faisant saillie radialement (voir figure 6). Dans les poches 7 qui se forment par pliage ou par rabattement, on peut insérer des éléments de masse supplémentaire 6 pour augmenter encore le moment d'inertie de masse, lesquels sont en même temps fixés en les repliant de manière correspondante dans la poche 7 (figure 15). Il est également concevable de rabattre le boîtier sur toute la région extérieure radiale de sorte qu'un élément de masse supplémentaire 6 annulaire puisse être inséré et fixé dans la poche 7 formée par le rabattement. L'élément de masse supplémentaire 6

présentera à cet effet de préférence une section ronde.

On peut également obtenir une accumulation de matériau grâce à la réalisation d'une patte périphérique ou de plusieurs pattes individuelles réparties à distance régulière sur une circonférence sur la plaque de

pression 2.

Comme le montrent les figures 8 à 13, le ou les prolongements 11 peuvent être guidés hors du boîtier vers l'extérieur à travers des évidements 8 correspondants prévus dans le boîtier 3. La plaque de pression 2 peut être réalisée ici en tant que pièce moulée dont la réalisation est peu coûteuse. Les prolongements 11 peuvent s'étendre aussi bien axialement (figure 9) que radialement (figure 10). Grâce à un coudage à l'extrémité de la patte 11 s'étendant radialement en direction axiale, l'espace disponible, qui est formé par la projection de l'embrayage, est exploité de manière optimale si une augmentation

d'autant plus grande est nécessaire.

Comme le montre la figure 12, la plaque de pression 2 peut être réalisée en forme d'étoile, dans la mesure o elle présente trois pattes 11 décalées respectivement de 120 . La plaque de pression 2 est en contact avec les garnitures de friction 4 du disque d'entraînement 5, par l'intermédiaire d'une surface d'appui 14 continue. Comme le montre la figure 14, on peut aussi obtenir une augmentation de l'accumulation de masse dans la région extérieure radiale et par conséquent une augmentation du moment d'inertie de masse en réalisant le boîtier avec une section ondulée, celui-ci n'ayant pas de charge à porter ou seulement une charge très faible. Du point de vue de la technique de fabrication, la réalisation ondulée peut être obtenue par refoulement. Si l'on utilise un embrayage dans lequel une plaque de pression est prévue, on peut relier aussi de manière correspondante les éléments de masse supplémentaire à celle-ci, comme on l'a expliqué auparavant en

rapport avec le boîtier.

l1 Liste des numéros de référence 1 Volant d'inertie 2 Plaque de pression 3 Boitier 4 Garnitures de friction Disque d'entraînement 6 Elément de masse supplémentaire 7 Poche 8 Evidement 9 Evidement Prolongement 11 Patte 12 Vis 13 Ressort à membrane

Claims

Revendications

1. Embrayage à friction, en particulier pour véhicules automobiles, comportant un disque d'entraînement (5) agissant sur un volant d'inertie (1) relié au vilebrequin d'un moteur à combustion interne, présentant des garnitures de friction (4) et sollicité par une plaque de pression (2), la plaque de pression (2) et le disque d'entraînement étant agencés de manière coaxiale dans un boîtier (3) relié au volant d'inertie (1), caractérisé par au moins un élément de masse supplémentaire (6)

situé entre le boîtier (3) et le volant d'inertie (1).

2. Embrayage à friction, en particulier pour véhicules automobiles, comportant un disque d'entraînement (5) agissant sur un volant d'inertie (1) relié au vilebrequin d'un moteur à combustion interne, présentant des garnitures de friction (4) et sollicité par une plaque de pression (2), la plaque de pression (2) et le disque d'entraînement étant agencés de manière coaxiale dans un boîtier (3) relié au volant d'inertie (1), caractérisé par au moins un élément de masse supplémentaire (6)

relié au boîtier (3).

3. Embrayage à friction selon la revendication 1, caractérisé en ce que

l'élément de masse supplémentaire (6) est réalisé de forme annulaire.

4. Embrayage à friction selon la revendication 3, caractérisé en ce que

l'élément de masse supplémentaire (6) est forgé ou moulé.

5. Embrayage à friction selon l'une ou l'autre des revendication 1 et 2, caractérisé en ce qu'il est prévu plusieurs éléments de masse supplémentaires (6) réalisés en forme de douille qui sont chacun agencés aux points de jonction entre le boîtier (3) et le volant

d'inertie (1).

6. Embrayage à friction selon l'une ou plusieurs des revendications

précédentes, caractérisé en ce que l'élément de masse supplémentaire (6) est susceptible d'être relié au boîtier (3) de telle manière que lorsque l'embrayage est monté, il est agencé entre les garnitures de friction (4) et le volant d'inertie (1) et il forme une surface de friction.

7. Embrayage à friction selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit au moins un élément de masse supplémentaire (6) est agencé dans

au moins une poche (7) prévue dans le boîtier (3).

8. Embrayage à friction selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite au moins une poche (7) est formée en repliant la région

extérieure radiale.

9. Embrayage à friction, en particulier pour véhicules automobiles, comportant un disque d'entraînement (5) agissant sur un volant d'inertie (1) relié au vilebrequin d'un moteur à combustion interne, présentant des garnitures de friction (4) et sollicitée par une plaque de pression (2), la plaque de pression (2) et le disque d'entraînement étant agencés de manière coaxiale dans un boîtier (3) relié au volant d'inertie (1), caractérisé par au moins un prolongement (10) faisant saillie depuis la plaque de pression (2), lequel fait saillie à travers au moins

un évidement (8) dans le boîtier (3).

10. Embrayage à friction selon la revendication 9, caractérisé en ce

qu'il est prévu une pluralité de prolongements (6) et d'évidements (8).

11. Embrayage à friction selon l'une ou l'autre des revendications 9 et

, caractérisé en ce que le prolongement (10) fait saillie axialement.

12. Embrayage à friction selon l'une ou l'autre des revendications 9 et

, caractérisé en ce que le prolongement (10) fait saillie radialement.

13. Embrayage à friction selon la revendication 12, caractérisé en ce que la région extérieure radiale du prolongement (10) est coudée axialement.

14. Embrayage à friction, en particulier pour véhicules automobiles, comportant un disque d'entramînement (5) agissant sur un volant d'inertie (1) relié au vilebrequin d'un moteur à combustion interne, présentant des garnitures de friction (4) et sollicité par une plaque de pression (2), la plaque de pression (2) et le disque d'entraînement étant agencés de manière coaxiale dans un boîtier (3) relié au volant d'inertie (1), caractérisé par au moins un élément de masse supplémentaire (6) qui peut être introduit dans au moins un évidement (9) de la plaque de

pression (2).

15. Embrayage à friction selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'élément de masse supplémentaire (6) est réalisé de forme annulaire.

16. Embrayage à friction selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il est prévu une multitude d'éléments de masse supplémentaires (6)

réalisés en forme de boulons.

17. Embrayage à friction selon l'une ou plusieurs des revendications

précédentes, caractérisé en ce que les ressorts à lames reliés à la plaque de pression (2) sont reliés au boîtier (3) dans la région extérieure

radiale de celui-ci.

18. Embrayage à friction, en particulier pour véhicules automobiles, comportant un disque d'entraînement (5) agissant sur un volant d'inertie (1) relié au vilebrequin d'un moteur à combustion interne, présentant des garnitures de friction (4) et sollicité par une plaque de pression (2), la plaque de pression (2) et le disque d'entramînement étant agencés de manière coaxiale dans un boîtier (3) relié au volant d'inertie (1), caractérisé en ce que le boîtier (3) est réalisé de section ondulée

dans sa région qui s'étend radialement.

19. Embrayage à friction, en particulier pour véhicules automobiles, comportant un disque d'entraînement (5) agissant sur un volant d'inertie (1) relié au vilebrequin d'un moteur à combustion interne, présentant des garnitures de friction (4) et sollicité par une plaque de pression (2), la plaque de pression (2) et le disque d'entraînmement étant agencés de manière coaxiale dans un boîtier (3) relié au volant d'inertie (1), caractérisé en ce que le boîtier (3) présente sur une multitude de points des pattes (11) extérieures radiales repliées radialement vers l'intérieur.

20. Embrayage à friction selon la revendication 19, caractérisé en ce que des éléments de masse supplémentaire (6) sont insérés dans les

poches (7) obtenues par repliage.

21. Embrayage à friction selon la revendication 20, caractérisé en ce

que les éléments de masse supplémentaire (6) sont de section ronde.