DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION

[0001] L'invention se rapporte à un mécanisme limiteur de couple destiné à être inséré dans une chaîne cinématique de propulsion d'un véhicule.

ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE

[0002] Dans le document US 7,766,752 est décrit un mécanisme de filtration de fluctuations de couple comportant un volant d'inertie fixé à arbre moteur entraînant un limiteur de couple associé à un dispositif amortisseur. Le limiteur de couple comporte un plateau de réaction, un plateau d'appui, un plateau de pression disposé entre le plateau d'appui et le plateau de réaction, et mobile axialement par rapport au plateau de réaction, un disque de friction comportant des garnitures de friction disposée entre le plateau de pression et le plateau de réaction, et un organe élastique prenant appui sur le plateau d'appui et apte à rappeler de manière permanente le plateau de pression vers le plateau de réaction dans une direction axiale d'appui en mettant au moins certaines des garnitures de friction en contact avec le plateau de pression et au moins certaines des garnitures de friction en contact avec le plateau de réaction. Le disque de friction est fixé à un organe d'entrée du mécanisme d'amortissement comportant en outre un organe de sortie apte à osciller autour de l'axe de révolution par rapport à l'organe d'entrée, et des éléments élastiques travaillant en fonction des oscillations de l'organe de sortie par rapport à l'organe d'entrée. Le plateau de réaction et le plateau d'appui du limiteur de couple sont fixés au volant d'inertie par des vis réparties à la périphérie du volant d'inertie. Le mécanisme ainsi décrit comporte un grand nombre de pièces, qui ne peuvent être assemblées qu'après le montage du volant d'inertie à l'arbre moteur.

EXPOSE DE L'INVENTION

[0003] L'invention vise à remédier aux inconvénients de l'état de la technique et notamment à proposer un limiteur de couple comportant un nombre limité de pièces. [0004] Pour ce faire est proposé, selon un premier aspect de l'invention, un mécanisme limiteur de couple, apte à tourner autour d'un axe de révolution, comportant: un sous-ensemble primaire comportant un plateau de réaction et un plateau d'appui constituant deux pièces distinctes fixées l'une à l'autre, un plateau de pression disposé entre le plateau d'appui et le plateau de réaction, et mobile axialement par rapport au plateau de réaction, un sous-ensemble secondaire comportant un disque de friction pourvu de garnitures de friction disposées entre le plateau de pression et le plateau de réaction, et au moins un organe élastique prenant appui sur le plateau d'appui et apte à rappeler de manière permanente le plateau de pression vers le plateau de réaction en mettant le plateau de pression et le plateau de réaction au contact des garnitures de friction,

[0005] Selon l'invention le mécanisme comporte une pièce en tôle constituant un premier plateau parmi le plateau de réaction et le plateau d'appui, la pièce en tôle comportant une partie centrale de fixation comportant au moins un trou parallèle à l'axe de révolution pour fixer le mécanisme limiteur de couple à un arbre primaire, de préférence un vilebrequin, une pièce massive monobloc constituant un volant d'inertie massif et un deuxième plateau parmi le plateau de réaction et le plateau d'appui.

[0006] La partie centrale est située radialement à l'intérieur des garnitures de friction. La fonction de liaison du limiteur de couple à l'arbre primaire est ainsi réalisée directement par l'une des pièces constitutives du limiteur de couple, et non par l'intermédiaire d'une pièce additionnelle. La partie centrale de fixation, constituée par la pièce en tôle, a un encombrement et une masse faible, ce qui permet de conserver un encombrement faible à l'enveloppe du mécanisme. [0007] Avantageusement, la pièce en tôle présente une face de friction en regard des garnitures de friction.

[0008] Avantageusement, la pièce en tôle est appui direct sur les garnitures du disque de friction. [0009] De préférence, le sous-ensemble secondaire comporte un disque de friction intercalé axialement entre le plateau d'appui et le plateau de réaction.

[0010] Suivant un mode de réalisation, la pièce en tôle est flexible et est conformée de façon à permettre un débattement axial de la partie centrale de fixation par rapport à la face de friction. [0011] De préférence, la face de friction de la pièce en tôle est décalée axialement par rapport la partie centrale de fixation. Ce décalage axial de la partie centrale permet le cas échéant de loger des éléments du mécanisme. En outre, cette configuration permet le cas échéant une flexion maîtrisée et limitée de la pièce en tôle, en découplant sa partie centrale de sa partie périphérique comportant la face de friction.

[0012] Avantageusement, la pièce en tôle présente des ouvertures aménagées radialement sur la partie centrale de fixation. De préférence, les ouvertures sont réparties angulairement autour de l'axe de révolution. De cette manière, les à-coups en translation axiale et en nutation transmis par l'arbre primaire sont absorbés et ne sont pas retransmis au disque de friction.

[0013] De préférence, la pièce massive monobloc constitue le plateau d'appui. En effet, la pièce massive monobloc se prête particulièrement bien à l'intégration de fonctions annexes dévolues au plateau d'appui, comme discuté ci-après.

[0014] Avantageusement, le plateau d'appui et le plateau de réaction sont fixés l'un à l'autre par des vis périphériques, parallèles à l'axe de révolution. De préférence, les têtes des vis sont situées du côté de la pièce massive opposée à la pièce en tôle, ce qui facilite le montage. [0015] Suivant un mode de réalisation, le sous-ensemble primaire comporte en outre une couronne dentée de démarreur, constituant de préférence une troisième pièce distincte du plateau d'appui et du plateau de réaction

[0016] Suivant un mode de réalisation, le sous-ensemble primaire comporte en outre au moins une face de guidage en translation et de blocage en rotation du plateau de pression par rapport au plateau d'appui, la face de guidage étant constituée par le plateau de réaction, le plateau d'appui et/ou une pièce de guidage rapportée. Le plateau de pression et le moyen élastique tournent ainsi avec le plateau d'appui et le plateau de réaction. [0017] Suivant un mode de réalisation, le plateau de pression comporte au moins une patte s'étendant radialement vers l'extérieur, le plateau d'appui présentant au moins une encoche conformée pour permettre une insertion axiale de la patte dans l'encoche. Les parois latérales du logement peuvent constituer la ou les faces de guidage en translation et de blocage en rotation du plateau de pression par rapport au plateau de réaction. Alternativement, on peut prévoir que le plateau de pression comporte un logement décalé orthoradialement par rapport à l'encoche, pour permettre une insertion axiale de la patte dans l'encoche puis une insertion de la patte dans le logement par rotation autour de l'axe de révolution. On obtient ainsi une fixation à baïonnettes entre le plateau de pression et le plateau d'appui. Le guidage axial et le blocage en rotation du plateau de pression par rapport au plateau d'appui sont alors de préférence obtenus par des tiges insérées axialement au travers du plateau de pression et du plateau d'appui. Suivant ce mode de réalisation, le plateau d'appui forme avec le plateau de pression et l'organe élastique un sous-ensemble qu'il est possible de préassembler avant l'assemblage du disque de friction et du plateau de réaction.

[0018] Le plateau d'appui peut être annulaire et présenter un diamètre intérieur supérieur au diamètre extérieur de la partie centrale de fixation.

[0019] Le disque de friction comporte une partie annulaire de fixation située radialement à l'intérieur des garnitures de friction. Le disque de friction est de préférence flexible axialement, de façon à permettre un léger débattement axial entre les garnitures de friction et la partie annulaire de fixation.

[0020] Suivant un mode de réalisation particulièrement avantageux, le disque de friction est fixé à un organe d'entrée d'un mécanisme de filtration de fluctuations de couple comportant en outre un organe de sortie apte à osciller autour de l'axe de révolution par rapport à l'organe d'entrée, et des éléments élastiques travaillant en fonction des oscillations de l'organe de sortie par rapport à l'organe d'entrée. Les éléments élastiques sont de préférence des ressorts, par exemple des ressorts à boudin droits ou courbés. L'organe de sortie est de préférence solidaire d'un moyeu cannelé de liaison en rotation à un arbre secondaire. Le mécanisme de filtration de fluctuations de couple peut notamment être du type comportant deux rondelles de guidage positionnées axialement de part et d'autre d'un voile. L'organe d'entrée peut être l'une des rondelles de guidage, l'organe de sortie étant dans cette hypothèse le voile. Alternativement, l'organe d'entrée est constitué par le voile et l'organe de sortie par l'une des rondelles de guidage. Le mécanisme de filtration de fluctuations de couple peut intégrer un mécanisme d'amortissement pourvu d'éléments de friction pour dissiper en chaleur de l'énergie cinétique lors des oscillations de l'organe de sortie par rapport à l'organe d'entrée. De préférence, l'organe de sortie du mécanisme de filtration de fluctuations de couple est logé au moins partiellement dans une cavité ouverte délimitée par le plateau d'appui et le plateau de réaction.

[0021] Suivant un autre mode de réalisation, le disque de friction est solidaire d'un moyeu cannelé de liaison en rotation à un arbre secondaire.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

[0022] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : la figure 1, une coupe axiale d'un mécanisme limiteur de couple suivant un premier mode de réalisation de l'invention; la figure 2, une vue éclatée du mécanisme limiteur de coupe suivant le premier mode de réalisation de l'invention; la figure 3, une coupe axiale d'un mécanisme limiteur de couple suivant un deuxième mode de réalisation de l'invention; la figure 4, une vue éclatée du mécanisme limiteur de coupe suivant le deuxième mode de réalisation de l'invention; - la figure 5, une coupe axiale d'un mécanisme limiteur de couple suivant un troisième mode de réalisation de l'invention; la figure 6, une vue éclatée du mécanisme limiteur de coupe suivant le troisième mode de réalisation de l'invention; la figure 7, une vue d'une variante de réalisation d'une pièce en tôle du mécanisme limiteur de couple de la figure 1; la figure 8, une vue en coupe d'une autre variante de réalisation du mécanisme limiteur de couple de la figure 1.

[0023] Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE REALISATION

[0024] Sur les figures 1 et 2 est illustré un mécanisme limiteur de couple 10, apte à tourner autour d'un axe de révolution 100. Ce mécanisme comporte un sous- ensemble primaire 12 constitué essentiellement d'un plateau de réaction 14, d'un plateau d'appui 16 et d'une couronne de démarreur 18, solidarisés par des vis 20 parallèle à l'axe de révolution 100. Le plateau de réaction 14 est constitué par une tôle emboutie, et présente une face de friction 15 tournée axialement vers le plateau d'appui 16, une partie centrale 22 axialement décalée par rapport à la face de friction 15 et une portion de transition tronconique 23 entre la partie centrale 22 et la face de friction 15. La partie centrale 22 est pourvue de trous axiaux 24 disposés en cercle et permettant l'insertion de vis de fixation 26 à un arbre primaire moteur, par exemple un vilebrequin. Le décalage axial de la partie centrale 22 permet de loger ces vis de fixation 26. Une rondelle de renfort 28 peut être prévue pour s'interposer entre les têtes des vis de fixation 26 et la partie centrale 22 du plateau de réaction 14, afin de répartir les contraintes de serrage. Le plateau d'appui 16 intègre un volant d'inertie massif annulaire 30, et comporte une paroi d'appui plane radiale 32 s'étendant depuis le volant d'inertie radialement vers l'intérieur, présentant une face d'appui 34 tournée axialement vers le plateau de réaction 14. Le plateau d'appui 16 présente un diamètre intérieur supérieur au diamètre extérieur de la partie centrale de fixation 22. La face de friction 15 du plateau de réaction 14 est située de préférence en regard de la face d'appui 34.

[0025] Un plateau de pression 36 est disposé entre le plateau d'appui 16 et le plateau de réaction 14. Le plateau de pression 36 est annulaire et présente des pattes 38 faisant saillie radialement vers l'extérieur, qui viennent s'insérer dans des encoches 40 formées dans le plateau d'appui 16. Les parois latérales 42 des encoches assurent un guidage du plateau de pression 36 par rapport au plateau d'appui 16 parallèlement à l'axe de révolution 100 et un blocage du plateau de pression 36 par rapport au plateau d'appui 16 en rotation autour de l'axe de révolution 100. Un organe élastique, constitué ici par une rondelle Belleville 44, est disposé entre le plateau d'appui 16 et le plateau de pression 36. La rondelle Belleville 44 prend appui sur la face d'appui 34 du plateau d'appui 16 et sollicite de manière permanente le plateau de pression 36 vers le plateau de réaction 14. Les efforts de la rondelle Belleville 44 sont directement repris par le plateau d'appui 16. [0026] Le plateau de réaction 14 est une pièce en tôle flexible, conformée de façon à permettre un débattement axial de la partie centrale 22 de fixation par rapport à la face de friction 15. La raideur axiale de la tôle flexible est comprise entre 1000 et 2000N/mm.

[0027] Le mécanisme limiteur de couple 10 comporte en outre un sous-ensemble secondaire 46 comportant un disque de friction 48 constitué par une tôle annulaire supportant des garnitures de friction 50 disposées entre le plateau de pression 36 et la face de friction 15 du plateau de réaction 14. De façon classique, le plateau de pression 36, mobile en translation parallèlement à l'axe de révolution 100 et sollicité par la rondelle Belleville 44, vient pincer les garnitures de friction 50, 51, mettant les garnitures de friction 50 en contact avec le plateau de pression 36 et les garnitures de friction 51 en contact avec la face de friction du plateau de réaction 14. La pression de contact est maîtrisée et fonction de l'écrasement de la rondelle Belleville 44, et définit un seuil de couple en deçà duquel la rotation du primaire 12 est intégralement transmise au disque de friction 48, et au-delà duquel la rotation du primaire 12 n'est plus intégralement transmise au disque de friction 48. [0028] Le disque de friction 48 comporte à sa périphérie intérieure des trous de fixation qui permettent, dans ce mode de réalisation, de fixer le disque de friction 48 à une première rondelle de guidage 54 constituant un organe d'entrée d'un mécanisme de filtration de fluctuations de couple 56. La première rondelle de guidage 54 est fixée à une deuxième rondelle de guidage 58 par des entretoises non visibles dans le plan de coupe de la figure 1. Les deux rondelles de guidage 54, 58 sont distantes axialement l'une de l'autre, et pourvues d'ouvertures pour loger et guider des ressorts à boudin 60. Le mécanisme de filtration de fluctuations de couple 56 comporte en outre un organe de sortie 62 constitué par un voile logé entre les deux rondelles de guidage 54, 58. Les ressorts à boudin 60 viennent prendre appui orthoradialement sur le voile 62 et sur les rondelles de guidage 54, 58, et travaillent lorsque le voile 62 oscille autour de l'axe de révolution 100 par rapport aux rondelles de guidage 54, 58. Un patin de friction 64, solidaire du voile 62, vient frotter contre une paroi de la deuxième rondelle de guidage 58, pour dissiper de l'énergie lors des oscillations. Le voile 62 est monté sur un moyeu cannelé 66, de manière à en être solidaire au moins en rotation autour de l'axe de révolution 100, le moyeu cannelé 66 étant destiné à être monté sur un arbre de sortie.

[0029] Le disque de friction 48 et une partie au moins du mécanisme de filtrations de fluctuations de couple 56 viennent se loger dans une cavité 68 délimitée radialement et axialement par le plateau d'appui 16 et le plateau de réaction 14, notamment par le renfoncement de la tôle constituée par la partie centrale 22 et la partie de transition 23, de sorte que le mécanisme limiteur de couple 10 présente une excellente compacité axiale.

[0030] L'assemblage du mécanisme limiteur de couple 10 selon ce premier mode de réalisation peut être réalisé de la façon suivante. Le disque de friction 48 est riveté à la première rondelle de guidage 54 du mécanisme de filtration de fluctuations de couple 56 et forme avec ce dernier un sous-ensemble cohérent, qui est inséré avec la rondelle Belleville 44 et le plateau de pression 36 à l'intérieur du plateau d'appui 16. Le plateau de réaction 14 et la couronne de démarreur 18 sont enfilés sur une portion d'extrémité d'un arbre primaire et le plateau de réaction 14 est fixé à l'arbre primaire à l'aide des vis de fixation 26. Enfin, le plateau d'appui 16 est fixé au plateau de réaction 14 et à la couronne de démarreur 18 à l'aide des vis 20.

[0031] Sur les figures 3 et 4 est illustré un mécanisme limiteur de couple 10 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, qui diffère du précédent essentiellement par la liaison entre le plateau de pression 36 et le plateau d'appui 16. Le plateau de pression 36 est pourvu de pattes 38 faisant saillie radialement et sur lesquelles sont formées des échancrures 70. Le plateau d'appui 16 comporte des encoches 40 ouvertes axialement et donnant accès à des logements 72 décalés orthoradialement par rapport aux encoches 40, pour permettre, lors de l'assemblage, une insertion axiale des pattes 38 dans les encoches 40 puis une insertion des pattes 38 dans les logements 72 par rotation de quelques degrés autour de l'axe de révolution 100. Le mouvement résultant s'apparente à une fixation à baïonnette. Une fois les pattes 38 en place dans les logements 72, des chevilles 74 sont introduites dans des trous 76 prévus à cet effet dans le plateau d'appui 16, et viennent latéralement en prise avec les échancrures 70 des pattes 38. Les chevilles 74 assurent le guidage en translation et la liaison en rotation du plateau de pression 36 par rapport au plateau d'appui 16. Il est ainsi possible de préassembler le plateau d'appui 16, la rondelle Belleville 44 et le plateau de pression 36, pour former un sous-ensemble cohérent qui est ensuite assemblé aux autres sous-ensembles du mécanisme 10.

[0032] On peut également prévoir de livrer un ensemble complet incluant le sous- ensemble primaire 12 et le sous-ensemble secondaire 46 pour son montage sur le vilebrequin d'un véhicule, en prévoyant des lumières dans le disque de friction 48.

[0033] Le mécanisme limiteur de couple illustré sur les figures 5 et 6 se distingue du mode de réalisation des figures 1 et 2 par l'absence de mécanisme de filtration de fluctuations de couple, le disque de friction 48 étant directement fixé, ici par des rivets 82, à un moyeu cannelé 66 destiné à être solidarisé à une extrémité d'arbre. La tôle constituant le plateau de réaction 14 est ici plus épaisse que dans le mode de réalisation des figures 1 et 2, rendant la rondelle de renfort inutile. Dans ce troisième mode de réalisation, le plateau de réaction 14 est rigide.

[0034] Sur la figure 7 a été illustrée une variante de réalisation du mode de réalisation des figures 1 et 2, dans laquelle le plateau de réaction 14 présente une flexibilité axiale augmentée. Le plateau de réaction 14 est constitué par une tôle emboutie, et présente une face de friction tournée axialement vers le plateau d'appui, une partie centrale 22 axialement décalée par rapport à la face de friction et une portion de transition tronconique 23 entre la partie centrale 22 et la face de friction. La pièce en tôle est ajourée par des ouvertures 84 aménagées radialement sur la partie centrale 22 du plateau de réaction 14 pour en limiter la masse et en accroître la flexibilité. Comme illustré sur la figure 7, le plateau de réaction 14 présente six ouvertures 84 réparties angulairement autour de l'axe de révolution 100. Le plateau de réaction 14 est ici conformée de façon à permettre un débattement axial de la partie centrale 22 de fixation par rapport à la face de friction. La raideur axiale de la tôle flexible est de l'ordre de 1000 N/mm, de préférence comprise entre 800 et 1200 N/mm. Les ouvertures 84 sont distinctes des trous 24 de fixation.

[0035] Sur la figure 8 a été illustrée une autre variante permettant un vissage des vis 20 dans le même sens que les vis 26. A cet effet, on soude des écrous 86 sur la couronne de démarreur 18, et l'on visse les vis 20 dans ces écrous. Des trous débouchant sont aménagés sur la périphérie externe du plateau d'appui 16 permettant le passage des vis 20. Selon cette variante, l'assemblage du mécanisme limiteur de couple est simplifié.

[0036] Naturellement, les exemples représentés sur les figures et discutés ci- dessus ne sont donnés qu'à titre illustratif et non limitatif. Il est explicitement prévu que l'on puisse combiner entre eux les différents modes de réalisation illustrés pour en proposer d'autres. Par exemple, le plateau d'appui du mode de réalisation illustré sur les figures 5 et 6 est ici sensiblement identique au plateau d'appui du mode de réalisation des figures 1 et 2, mais on peut prévoir en variante une liaison à baïonnette entre le plateau d'appui et le plateau de pression, du type décrit en lien avec le mode de réalisation des figures 3 et 4. [0037] Il est souligné que toutes les caractéristiques, telles qu'elles se dégagent pour un homme du métier à partir de la présente description, des dessins et des revendications attachées, même si concrètement elles n'ont été décrites qu'en relation avec d'autres caractéristiques déterminées, tant individuellement que dans des combinaisons quelconques, peuvent être combinées à d'autres caractéristiques ou groupes de caractéristiques divulguées ici, pour autant que cela n'a pas été expressément exclu ou que des circonstances techniques ne rendent pas de telles combinaisons impossibles ou dénuées de sens.