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WO2004085875A2 - Dispositif de transmission de couple, en particulier pour vehicule automobile - Google Patents

Dispositif de transmission de couple, en particulier pour vehicule automobile Download PDF

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Publication number
WO2004085875A2
WO2004085875A2 PCT/FR2004/050106 FR2004050106W WO2004085875A2 WO 2004085875 A2 WO2004085875 A2 WO 2004085875A2 FR 2004050106 W FR2004050106 W FR 2004050106W WO 2004085875 A2 WO2004085875 A2 WO 2004085875A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
washer
flexible
clamping
screws
radially
Prior art date
Application number
PCT/FR2004/050106
Other languages
English (en)
Other versions
WO2004085875A3 (fr
Inventor
Daniel Bonnel
Nicolas Ternoy
Roël VERHOOG
Jean-Pierre Vrinat
Original Assignee
Valeo Embrayages
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Embrayages filed Critical Valeo Embrayages
Publication of WO2004085875A2 publication Critical patent/WO2004085875A2/fr
Publication of WO2004085875A3 publication Critical patent/WO2004085875A3/fr

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • F16F15/12—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
    • F16F15/131—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon the rotating system comprising two or more gyratory masses
    • F16F15/13142—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon the rotating system comprising two or more gyratory masses characterised by the method of assembly, production or treatment
    • F16F15/1315—Multi-part primary or secondary masses, e.g. assembled from pieces of sheet steel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
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    • F16F15/12—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon
    • F16F15/131—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon the rotating system comprising two or more gyratory masses
    • F16F15/13164—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon the rotating system comprising two or more gyratory masses characterised by the supporting arrangement of the damper unit
    • F16F15/13185—Bolting arrangements

Definitions

  • the invention relates to a torque transmission device, of the type comprising a flexible flywheel mounted at the end of a drive shaft, in particular for a motor vehicle.
  • a flexible flywheel of such a device comprises a flexible annular sheet fixed at its internal periphery on the engine shaft, for example on the crankshaft of an internal combustion engine, and fixed at its external periphery on a mass. annular forming flywheel.
  • the annular sheet is flexible in the axial direction and rigid in the circumferential direction, respectively for the absorption of vibrations transmitted by the motor shaft and for the transmission of a torque to the flywheel.
  • Radially outer peripheries of the clamp washers formed by cutting must be deburred or undergo a machining operation (chamfering or rounded edges) to remove sharp edges whose friction on the flexible sheet would cause significant wear.
  • these cutting and machining operations are followed by heat treatment to improve the mechanical characteristics and by rectification operations or resumption of machining on all functional surfaces, which further increases the manufacturing time and the cost of each piece.
  • the present invention aims in particular to provide a simple, effective and economical solution to these problems.
  • a torque transmission device comprising a flexible flywheel intended to be fixed at the end of a motor shaft, in particular for a motor vehicle, this flywheel comprising an annular mass fixed on a radially external part of an annular sheet flexible, a radially internal part of which has fixing screw passage holes on the motor shaft, an annular tightening washer interposed between the flexible annular sheet and the fixing screw heads, said tightening washer comprising said passage holes fixing screw and means for angular positioning and centering of the flexible sheet on the motor shaft, this device being characterized in that the clamping washer is a sintered part obtained directly by sintering without resuming machining.
  • the production of the clamping washer by sintering makes it possible to obtain in a single operation a final geometry of the washer substantially free of defects.
  • Another advantage of sintering is to directly produce shapes which cannot be obtained by current machining techniques, thus making it possible to make more functional washers than those obtained by machining and / or cutting.
  • Sintering also makes it possible to obtain a roughness adapted to each surface, depending on whether this surface is functional or not or forms a surface of sliding or a surface requiring adhesion.
  • the face of the washer intended to be applied to the flexible annular sheet is frustoconical with apex centered on the axis of rotation of the flywheel on the side ⁇ posed to the flexible annular sheet.
  • the frustoconical face of the clamping washer makes it possible to obtain, in the vicinity of its radially external periphery, a circular support on the flexible sheet and, when tightening the fixing screws, to straighten this frustoconical face and to apply it substantially flat on the annular sheet while guaranteeing continuous support despite any shape defects which may protrude from the frustoconical surface.
  • Other advantages are on the one hand to be able to produce the frustoconical face with wide shape tolerances and on the other hand to carry out a hardening treatment of the part, such as for example a heat treatment, without it being necessary to subsequently make a correction to remove small deformations of the frustoconical surface.
  • the frustoconical surface makes it possible to uniformly distribute the clamping force exerted by the washer on the flexible sheet, thanks to a preferred circular pressure in the vicinity of the radially external periphery, thus making it possible to reduce the stress concentrations in the flexible sheet and , therefore, to increase its resistance to fatigue.
  • the radially external periphery of the face of the washer intended to be applied to the flexible sheet has a rounded convex surface.
  • This rounded surface which is tangentially connected to the radial face of the washer intended to be applied to the flexible annular sheet, has a determined radius of curvature so that the flexible sheet, during its bending, deforms around this rounded surface in reducing, within its structure, the concentrations of stresses which could weaken its resistance to fatigue and does not rub on a sharp edge.
  • the surface the inner cylindrical washer is of non-circular cross section and has arcs of a circle which are centered on the screw through holes, and its outer cylindrical surface has flats between the screw through holes.
  • the arcs of circles formed on the internal cylindrical surface and the flats formed on the external cylindrical surface of the washer make it possible to reduce the amount of material of the wavy while retaining the surfaces necessary for tightening around the fixing screws.
  • Each washer is, therefore, manufactured with an optimized volume of material and distributed to reduce the mass without altering its mechanical characteristics.
  • the arcs of circle and the flats are distributed around the axis of rotation to avoid any imbalance of the washer around the axis of rotation of the flexible flywheel.
  • the reduction in surface area of the washer makes it possible to achieve it by sintering with less powerful presses.
  • the screw through holes of the washer are distributed irregularly over a circumference, to prevent any bad angular positioning of the flexible sheet relative to the drive shaft.
  • sintering makes it possible to easily form, with the washer on the one hand, lugs for the angular positioning and the centering of the annular sheet on the face of the washer facing the flexible annular sheet and on the other hand around the foot of each lug, an annular groove.
  • An advantage of the annular grooves is that it eliminates the connecting radii formed between the lugs and the surface carrying these lugs in order to obtain a flat support of the washer on the flexible sheet.
  • the clamping washer is impregnated with lubricant to reduce the wear caused by the friction of the aforementioned flexible sheet.
  • two screw passage holes formed in the clamping washer have an internal diameter adjusted to the external diameter of the two corresponding screws to angularly position and center the annular sheet on the motor shaft.
  • the other holes in the clamping washer have external diameters greater than the diameters of the screws;
  • the tightening washer has a hardness between 35 HRC and 45 HRC approximately;
  • an elastic washer is interposed between the flexible sheet and the annular mass and is applied by its radially external periphery to the flexible sheet while its radially internal periphery is applied and centered on the radially external periphery of the clamping washer;
  • the elastic washer comprises, on its radially internal periphery, centering tabs cooperating with orifices formed on the radially external periphery of the clamping washer;
  • the clamping washer comprises, on its radially external periphery, centering tabs cooperating with orifices in the radially internal periphery of the elastic washer; • the elastic washer comprises lugs or hooking notches which can cooperate with a rotary drive device for running in the washer.
  • FIG. 1 is a schematic view in axial section of an embodiment of the device according to the invention.
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of an embodiment of a clamping washer according to the invention.
  • FIG. 3 is a front view of the clamping washer shown in Figure 2;
  • FIG. 4 is an enlarged partial view in section of a lug for positioning the clamping washer shown in Figure 2;
  • - Figure 5 is an enlarged partial view in section of a screw through hole and a fixing screw of the washer shown in Figure 2;
  • FIG. 1 shows a flexible flywheel comprising a flexible annular sheet 1 of small thickness centered and fixed, at its radially internal part 2 on a shoulder 3 formed at the end of a drive shaft 4.
  • the annular sheet 1 is pressed against the end of the motor shaft 4 by a thicker clamping washer 5, obtained by sintering.
  • the radially internal part 2 of the flexible sheet 1 has holes 7 for the passage of screws 8 for fixing to the motor shaft 4 and the clamping washer 5 has holes 9 aligned with the aforementioned holes 7 of the flexible sheet.
  • the heads 10 of the fixing screws 8 are supported on the radial face 11 of the clamping washer 5 on the side opposite to the motor shaft 4.
  • the radially external part 12 of the annular sheet 1 has holes 13 for screws 14 fixing an annular mass 15 forming a flywheel and reaction plate of a clutch (not shown) for transmitting the engine torque supplied by the drive shaft 4 to a receiving shaft, such as for example the shaft gearbox input.
  • the annular mass 15 comprises tapped holes 16 for receiving the fixing screws 14.
  • the radially external part 17 of the annular mass 15 comprises a shoulder 18 formed on the side of the motor shaft 4 and on which is fixed a starter ring 19 .
  • An elastic washer 20 of the Belleville type is interposed between the annular mass 15 and the annular sheet 1.
  • This washer 20 is at its radially external periphery 21 bearing on a radial face 22 of the annular mass 15 and at its radially internal periphery 23 bearing on the central part 24 of the flexible annular sheet 1, the elastic washer 20 exerting on the annular sheet 1 an axial thrust force directed towards the motor shaft 4.
  • the washer clamping 5 allows the clamping force to be distributed uniformly over the entire radially internal part 2 of the flexible sheet 1, which allows the flexible sheet 1 to better withstand the forces of transmission of the engine torque and the vibrations in bending of the motor shaft 4.
  • FIG. 2 to 5 illustrate an embodiment of a tightening washer according to the invention, in which the holes 9 for the passage of the fixing screws 8 are seven in number and are distributed irregularly on a circumference to prevent any bad angular positioning of the clamping washer 5 on the flexible annular sheet 1 and on the motor shaft.
  • the radially internal periphery 25 of the washer 5 is non-circular and comprises arcs of circle 26 of the same radius centered on the axis of rotation of the flexible flywheel and arcs of circle 27 of the same radius centered on the holes 9 for the passage of the screws 8.
  • the circular arcs 27 centered on the holes 9 for the passage of the screws define between them five grooves 28 each extending between two consecutive holes 9 on the median axis thereof.
  • the radially outer periphery 29 of the washer comprises seven flats 30 formed between the holes 9 for the passage of screws 8. These two peripheries 25 and 29 delimit, for a minimum volume of material, the surfaces and volumes necessary for the bearing surfaces screw heads 10 and so that the washer 5 supports and distributes the pressure forces exerted by these screw heads 10.
  • Two identical pins 32 used for positioning the washer 5 on the annular sheet 1, are formed during manufacture with the washer 5 and are each between two consecutive holes 9 not including a groove 28 between them. These positioning pins 32 protrude from the side of the face 33 of the washer intended to be applied to the sheet flexible annular 1 and have a height substantially equal to or less than the thickness of the annular sheet 1.
  • annular groove 34 is formed during manufacture around the foot of each lug 32 avoiding, consequently, the presence of a rounding, which forms a connection leave between the lugs 32 and the face 33 , would prevent a flat support of the tightening washer 5 against the flexible sheet 1.
  • the free end of the lug 32 has an inlet chamfer 35 to facilitate its insertion into a corresponding bore 36 (FIG. 6) formed in the sheet annular 1.
  • the lug 32 may have a smooth cylindrical surface or may comprise on its cylindrical surface projecting ribs 31, for example three in number, extending parallel to the axis of the lug. During assembly on the flexible sheet 1, these ribs 31 cause, by deformation of the edges of the bore 36, a tightening of the two parts to hold them in place during assembly.
  • a convex rounded surface 37 is formed at the external periphery of the radial face 33 of the washer 5 and is tangentially connected to this radial face 33.
  • the rounded surface 37 is connected with a sharp angle to the cylindrical external surface 29 of the washer 5.
  • the annular sheet 1 deforms axially and bends along the rounded surface 37 whose curvature is determined with a radius sufficient to reduce the stress concentrations in the sheet 1.
  • the radial face 33 of the washer applied to the annular sheet 1 is advantageously of slightly frustoconical shape with an apex centered on the axis of rotation 38 of the flywheel on the side opposite to the annular sheet 1.
  • This frustoconical face 33 of the washer makes it possible to obtain a continuous circular support on the sheet 1 in the vicinity of its periphery radially external 29 despite shape defects that can project from the face 33 but not extending axially beyond the height of the truncated cone.
  • the frustoconical face 33 of the washer 5 progressively flattens so that the frustoconical surface 33 and the small shape defects which can protrude on this face 33 come progressively into contact with the sheet 1.
  • the initial circular support is preserved until the end of tightening and this allows a distribution of the tightening forces in a continuous circular fashion on the flexible sheet 1.
  • the face of the washer opposite to the face 33 has parts 39 in contact with the heads 10 of the fixing screws, these parts 39 being parallel to the face 33 and therefore rounded at the conical surface.
  • FIG. 6 is a schematic view illustrating an alternative embodiment of the invention in which the clamping washer 5 has notches or notches 40 of rectangular shape, the minimum number of which is for example three, which are distributed regularly over the periphery radially outer 29 of the clamping washer 5 and which are intended to receive centering lugs 41 formed on the radially inner periphery 42 of the elastic washer 20.
  • the lugs 41 are substantially T-shaped and are formed by cutting the washer 20. They extend radially inward then are folded so that their ends 43 are substantially parallel to the axis of rotation 38 of the flywheel.
  • the tabs 41 extend in the direction opposite to the flexible sheet 1, in the same direction as the frustoconical part of the washer 20 from its small base.
  • the inside diameter of the elastic washer 20 is slightly greater than the outside diameter of the clamping washer 5 and, in the free state, the diameter of the circle delimited by the ends of the tabs 41 is substantially equal to or slightly greater than the diameter passing through the bottom 44 of the notches 40 of the clamping washer 5.
  • the washer 20 can then be mounted by axial translation on the clamping washer 5, its tabs 41 being engaged in the notches 40 and their ends 43 abutting on the edges 45 of these notches 40 to form an axial retention of the spring washer 20 on the clamping washer 5.
  • the legs 41 can be spaced radially from the bottoms of the notches 40. In all cases, the legs 41 have a width which corresponds substantially to that of the notches 40 and the engagement of the legs 41 in the notches 40 ensures radial positioning and precise and permanent circumferential of the washer 20 on the clamping washer 5. In a variant, the tabs 41 are radial and their lateral edges or their sides ensure the radial and circumferential centering of the elastic washer 20 on the clamping washer 5.
  • the elastic washer 20 includes notches or notches of rectangular shape which are distributed regularly over the radially internal periphery 42 of the elastic washer 20 and which are intended to receive centering tabs formed at the radially outer periphery 29 of the clamping washer 5, the tabs being for example 4 in number as shown diagrammatically at 41 'in dotted lines in FIG. 3.
  • the tabs 41', formed during manufacture with the tightening washer 5, are substantially rectangular in shape and extend radially towards the outside of the washer 5. These tabs also allow the washer to be held in place during assembly, before the fixing screws on the crankshaft do are mounted.
  • centering lugs and the corresponding notches or notches are rounded in shape.
  • the clamping washer 5 can be impregnated with a lubricant, the powdery material of the washer leaving a vacuum after sintering.
  • the hardness of the clamping washer 5 is between approximately 35 HRC and 45 HRC.
  • the elastic washer 20 is free to rotate and comprises lugs or hooking notches capable of cooperating with a rotary lapping device for this washer 20 for lapping the internal and external peripheral surfaces thereof which are bearing respectively on the flexible annular sheet 1 and on the annular mass 15.
  • the running-in of these surfaces makes it possible to improve the surface conditions in bearing and consequently the friction of the washer 20 on the corresponding surfaces of the flexible annular mass 15 and of the annular sheet 1 to quickly obtain, before operating in the vehicle, ideal and stable damping characteristics of the flexible flywheel.
  • the attachment means are formed by lugs, these are obtained by cutting the washer 20 and extend radially inwards from the radially internal periphery of the washer 20 then in the vicinity of their ends these lugs can be folded so that these ends are substantially parallel to the axis of rotation 38 of the flexible flywheel and extend in a direction opposite to the annular sheet 1.
  • the lapping operation is carried out when the washer 20 is already placed in the flexible steering wheel.
  • the drive means of the lapping device cooperate, on the side opposite to the flexible sheet, with the attachment means of the washer 20 to drive the latter in rotation about the axis of rotation of the flexible flywheel.
  • the running-in period is a few minutes at a rotation speed of approximately 100 revolutions / minute.

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Abstract

Dispositif de transmission de couple, comprenant un volant flexible destiné à être fixé en bout d'un arbre moteur (4), en particulier pour véhicule automobile. Ce volant comprend une masse annulaire (15) fixée sur une partie radialement externe (12) d'une tôle annulaire flexible (1) dont une partie radialement interne (2) comporte des trous (7) de passage de vis (8) de fixation sur l'arbre moteur (4) et une rondelle de serrage (5) obtenue par frittage interposée entre la tôle annulaire flexible (1) et les têtes (10) de vis (8) de fixation.

Description

DISPOSITIF DE TRANSMISSION DE COUPLE, EN PARTICULIER POUR VEHICULE AUTOMOBILE
L'invention concerne un dispositif de transmission de couple, du type comprenant un volant flexible monté en bout d'un arbre moteur, en particulier pour véhicule automobile.
De façon connue, un volant flexible d'un tel dispositif comprend une tôle annulaire flexible fixée à sa périphérie interne sur l'arbre moteur, par exemple sur le vilebrequin d'un moteur à combustion interne, et fixée à sa périphérie externe sur une masse annulaire formant volant d'inertie. La tôle annulaire est flexible en direction axiale et rigide dans le sens circonférentiel, respectivement pour l'absorption des vibrations transmises par l'arbre moteur et pour la transmission d'un couple au volant d'inertie.
Il a déjà été proposé de fixer cette tôle sur l'arbre moteur au moyen d'une rondelle de serrage rapportée sur la partie radialement interne de la tôle flexible, qui est fixée sur l'arbre moteur par des moyens tels que des vis passant dans des trous de la rondelle et de la tôle annulaire et dont les têtes sont appliquées sur la rondelle. Cela permet de supprimer, lors du serrage des vis de fixation, les concentrations de contraintes dans la tôle flexible au niveau des têtes de vis et, par conséquent, d'éviter un vieillissement ou une détérioration prématurée de la tôle flexible sous l'effet des efforts résultant de la transmission du couple moteur et des vibrations en flexion de l'arbre moteur. Cette rondelle de serrage est réalisée par plusieurs opérations successives de découpe et d'usinage, qui nécessitent des repositionnements de la pièce à fabriquer augmentant ainsi le temps de fabrication et le risque de défauts sur chaque pièce et qui sont coûteuses. En outre, de nombreuses formes, telles que par exemple des ergots de positionnement, ne peuvent pas être obtenues par ces procédés de fabrication, et cela amène à utiliser des éléments indépendants qu'il faut fixer sur la rondelle de serrage.
Les périphéries radialement externes des rondelles de serrage formées par découpe doivent être ébavurées ou subir une opération d'usinage (chanfreinage ou arrondi des arêtes) pour supprimer les arêtes vives dont le frottement sur la tôle flexible provoquerait une usure importante. En outre, ces opérations de découpe et d'usinage sont suivies par un traitement thermique pour améliorer les caractéristiques mécaniques et par des opérations de rectification ou des reprises d'usinage sur toutes les surfaces fonctionnelles, -ce qui augmente encore le temps de fabrication et le coût de chaque pièce. La présente invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique à ces problèmes.
Elle propose à cet effet un dispositif de transmission de couple comprenant un volant flexible destiné à être fixé en bout d'un arbre moteur, en particulier pour véhicule automobile, ce volant comprenant une masse annulaire fixée sur une partie radialement externe d'une tôle annulaire flexible dont une partie radialement interne comporte des trous de passage de vis de fixation sur l'arbre moteur, une rondelle annulaire de serrage interposée entre la tôle annulaire flexible et les têtes de vis de fixation, ladite rondelle de serrage comprenant des trous de passage desdites vis de fixation et des moyens de positionnement angulaire et de centrage de la tôle flexible sur l'arbre moteur, ce dispositif étant caractérisé en ce que la rondelle de serrage est une pièce frittée obtenue directement par frittage sans reprise d'usinage.
La réalisation de la rondelle de serrage par frittage permet d'obtenir en une seule opération une géométrie finale de la rondelle sensiblement exempte de défauts. Un autre avantage du frittage est de réaliser directement des formes qui ne peuvent pas être obtenues par les techniques courantes d'usinage, permettant ainsi de faire des rondelles plus fonctionnelles que celles obtenues par usinage et/ou découpe. Le frittage permet aussi d'obtenir une rugosité adaptée à chaque surface, selon que cette surface est fonctionnelle ou non ou forme une surface de glissement ou une surface nécessitant de l'adhérence.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la face de la rondelle destinée à être appliquée sur la tôle annulaire flexible est tronconique à sommet centré sur l'axe de rotation du volant du côté φposé à la tôle annulaire flexible.
La face tronconique de la rondelle de serrage permet d'obtenir, au voisinage de sa périphérie radialement externe, un appui circulaire sur la tôle flexible et, au serrage des vis de fixation, de redresser cette face tronconique et de l'appliquer sensiblement à plat sur la tôle annulaire tout en garantissant un appui continu malgré d'éventuels défauts de forme pouvant faire saillie sur la surface tronconique. D'autres avantages sont d'une part de pouvoir réaliser la face tronconique avec des tolérances de formes larges et d'autre part d'effectuer un traitement de durcissement de la pièce, tel que par exemple un traitement thermique, sans qu'il soit nécessaire de procéder par la suite à une rectification visant à supprimer les petites déformations de la surface tronconique.
De plus, la surface tronconique permet de répartir uniformément sur la tôle flexible la force de serrage exercée par la rondelle, grâce à une pression circulaire privilégiée au voisinage de la périphérie radialement externe, permettant ainsi de réduire les concentrations de contraintes dans la tôle flexible et, par conséquent, d'augmenter sa résistance à la fatigue.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la périphérie radialement externe de la face de la rondelle destinée à être appliquée sur la tôle flexible comporte une surface arrondie convexe. Cette surface arrondie qui est raccordée tangentiellement à la face radiale de la rondelle destinée à être appliquée sur la tôle annulaire flexible, a un rayon de courbure déterminé pour que la tôle flexible, au cours de ses flexions, se déforme autour de cette surface arrondie en réduisant, au sein de sa structure, les concentrations de contraintes qui pourraient affaiblir sa résistance à la fatigue et ne frotte pas sur une arête vive.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la surface cylindrique interne de la rondelle est à section non circulaire et comporte des arcs de cercle qui sont centrés sur les trous de passage de vis, et sa surface cylindrique externe comporte des méplats entre les trous de passage de vis. Les arcs de cercles formés sur la surface cylindrique interne et les méplats formés sur la surface cylindrique externe de la rondelle permettent de réduire la quantité de matière de la ondelle tout en conservant les surfaces nécessaires au serrage autour des vis de fixation. Chaque rondelle est, par conséquent, fabriquée avec un volume de matière optimisé et réparti pour réduire la masse sans altération des caractéristiques mécaniques de celle-ci. Les arcs de cercle et les méplats sont répartis autour de l'axe de rotation pour éviter tout balourd de la rondelle autour de l'axe de rotation du volant flexible. En outre, la réduction de surface de la rondelle permet de la réaliser par frittage avec des presses moins puissantes.
Avantageusement et selon une autre caractéristique de l'invention, les trous de passage de vis de la rondelle sont répartis de façon irrégulière sur une circonférence, pour interdire tout mauvais positionnement angulaire de la tôle flexible par rapport à l'arbre moteur. Selon une autre caractéristique de l'invention, le frittage permet de former facilement, de fabrication avec la rondelle d'une part des ergots pour le positionnement angulaire et le centrage de la tôle annulaire sur la face de la rondelle tournée vers la tôle annulaire flexible et d'autre part autour du pied de chaque ergot, une rainure annulaire. Un avantage des rainures annulaires est de supprimer les rayons de raccordement formés entre les ergots et la surface portant ces ergots pour permettre d'obtenir un appui plan de la rondelle sur la tôle flexible.
Avantageusement, la rondelle de serrage est imprégnée de lubrifiant pour réduire l'usure provoquée par les frottements de la tôle flexible précitée.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention : • deux trous de passage de vis formés dans la rondelle de serrage ont un diamètre interne ajusté au diamètre externe des deux vis correspondantes pour positionner angulairement et centrer la tôle annulaire sur l'arbre moteur. Les autres trous de la rondelle de serrage ont des diamètres externes supérieurs aux diamètres des vis ;
• la rondelle de serrage a une dureté comprise entre 35 HRC et 45 HRC environ ;
• une rondelle élastique est interposée entre la tôle flexible et la masse annulaire et est appliquée par sa périphérie radialement externe sur la tôle flexible tandis que sa périphérie radialement interne est appliquée et centrée sur la périphérie radialement externe de la rondelle de serrage ;
• la rondelle élastique comprend, sur sa périphérie radialement interne, des pattes de centrage coopérant avec des orifices formés sur la périphérie radialement externe de la rondelle de serrage ;
• en variante, la rondelle de serrage comprend, sur sa périphérie radialement externe, des pattes de centrage coopérant avec des orifices de la périphérie radialement interne de la rondelle élastique ; • la rondelle élastique comprend des pattes ou des échancrures d'accrochage pouvant coopérer avec un dispositif d'entraînement en rotation pour le rodage de la rondelle.
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un mode de réalisation du dispositif selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue schématique en perspective d'un mode de réalisation d'une rondelle de serrage selon l'invention ;
- la figure 3 est une vue de face de la rondelle de serrage représentée en figure 2 ;
- la figure 4 est une vue partielle agrandie en coupe d'un ergot de positionnement de la rondelle de serrage représentée en figure 2 ; - la figure 5 est une vue partielle agrandie en coupe d'un trou de passage de vis et d'une vis de fixation de la rondelle représentée en figure 2 ;
- la figure 6 est une vue schématique illustrant une variante de réalisation de l'invention. On se réfère d'abord à la figure 1 qui représente un volant flexible comportant une tôle annulaire flexible 1 de faible épaisseur centrée et fixée, au niveau de sa partie radialement interne 2 sur un épaulement 3 formé en bout d'un arbre moteur 4. La tôle annulaire 1 est plaquée sur l'extrémité de l'arbre moteur 4 par une rondelle de serrage 5 plus épaisse, obtenue par frittage. La partie radialement interne 2 de la tôle flexible 1 comporte des trous 7 de passage de vis 8 de fixation sur l'arbre moteur 4 et la rondelle de serrage 5 comporte des trous 9 alignés avec les trous 7 précités de la tôle flexible. Les têtes 10 des vis de fixation 8 sont en appui sur la face radiale 11 de la rondelle de serrage 5 du côté opposé à l'arbre moteur 4. La partie radialement externe 12 de la tôle annulaire 1 comporte des trous 13 pour des vis 14 de fixation d'une masse annulaire 15 formant volant d'inertie et plateau de réaction d'un embrayage (non représenté) permettant de transmettre le couple moteur fourni par l'arbre moteur 4 à un arbre récepteur, tel que par exemple l'arbre d'entrée d'une boîte de vitesses. La masse annulaire 15 comporte des trous taraudés 16 de réception des vis de fixation 14. La partie radialement externe 17 de la masse annulaire 15 comporte un épaulement 18 formé du côté de l'arbre moteur 4 et sur lequel est fixée une couronne de démarreur 19.
Une rondelle élastique 20 du type Belleville est intercalée entre la masse annulaire 15 et la tôle annulaire 1. Cette rondelle 20 est à sa périphérie radialement externe 21 en appui sur une face radiale 22 de la masse annulaire 15 et à sa périphérie radialement interne 23 en appui sur la partie centrale 24 de la tôle annulaire flexible 1 , la rondelle élastique 20 exerçant sur la tôle annulaire 1 une force axiale de poussée dirigée vers l'arbre moteur 4. La rondelle de serrage 5 permet de répartir la force de serrage de manière homogène sur l'ensemble de la partie radialement interne 2 de la tôle flexible 1, ce qui permet à la tôle flexible 1 de mieux supporter les efforts de transmission du couple moteur et les vibrations en flexion de l'arbre moteur 4. Les figures 2 à 5 illustrent un mode de réalisation d'une rondelle de serrage selon l'invention, dans laquelle les trous 9 de passage des vis de fixation 8 sont au nombre de sept et sont répartis de manière irrégulière sur une circonférence pour interdire tout mauvais positionnement angulaire de la rondelle de serrage 5 sur la tôle annulaire flexible 1 et sur l'arbre moteur. La périphérie radialement interne 25 de la rondelle 5 est non circulaire et comprend des arcs de cercle 26 de même rayon centrés sur l'axe de rotation du volant flexible et des arcs de cercle 27 de même rayon centrés sur les trous 9 de passage des vis 8. Les arcs de cercle 27 centrés sur les trous 9 de passage des vis délimitent entre eux cinq rainures 28 s'étendant chacune entre deux trous 9 consécutifs sur l'axe médian de ceux-ci. La périphérie radialement externe 29 de la rondelle comprend sept méplats 30 formés entre les trous 9 de passage de vis 8. Ces deux périphéries 25 et 29 délimitent, pour un volume de matière minimal, les surfaces et les volumes nécessaires pour les surfaces d'appui des têtes de vis 10 et pour que la rondelle 5 supporte et répartisse les forces de pression exercées par ces têtes de vis 10.
Deux ergots identiques 32, servant au positionnement de la rondelle 5 sur la tôle annulaire 1, sont formés de fabrication avec la rondelle 5 et sont chacun entre deux trous 9 consécutifs ne comprenant pas de rainure 28 entre eux. Ces ergots de positionnement 32 font saillie du côté de la face 33 de la rondelle destinée à être appliquée sur la tôle annulaire flexible 1 et ont une hauteur sensiblement égale ou inférieure à l'épaisseur de la tôle annulaire 1.
Comme on le voit bien en figure 4, une rainure annulaire 34 est formée de fabrication autour du pied de chaque ergot 32 évitant, par conséquent, la présence d'un arrondi, qui formant un congé de raccordement entre les ergots 32 et la face 33, empêcherait un appui plan de la rondelle de serrage 5 contre la tôle flexible 1. L'extrémité libre de l'ergot 32 comporte un chanfrein d'entrée 35 pour faciliter son insertion dans un alésage 36 (figure 6) correspondant formé dans la tôle annulaire 1. L'ergot 32 peut être à surface cylindrique lisse ou peut comporter sur sa surface cylindrique des nervures 31 en saillie, par exemple au nombre de trois, s'étendant parallèlement à l'axe de l'ergot. Lors de l'assemblage sur la tôle flexible 1, ces nervures 31 provoquent, par déformation des bords de l'alésage 36, un serrage des deux pièces pour leur maintien en place au cours du montage.
En outre, (figures 4 et 5) une surface arrondie convexe 37 est formée à la périphérie externe de la face radiale 33 de la rondelle 5 et est raccordée tangentiellement à cette face radiale 33. La surface arrondie 37 est raccordée avec un angle vif à la surface externe cylindrique 29 de la rondelle 5.
Lors du fonctionnement du dispositif et en partie sous l'effet des vibrations en flexion de l'arbre moteur 4, la tôle annulaire 1 se déforme axialement et fléchit en suivant la surface arrondie 37 dont la courbure est déterminée avec un rayon suffisant pour réduire les concentrations de contraintes dans la tôle 1.
Comme représenté schématiquement en figure 5 la face radiale 33 de la rondelle appliquée sur la tôle annulaire 1 est avantageusement de forme faiblement tronconique avec un sommet centré sur l'axe de rotation 38 du volant du côté opposé à la tôle annulaire 1. Cette face tronconique 33 de la rondelle permet d'obtenir un appui circulaire continu sur la tôle 1 au voisinage de sa périphérie radialement externe 29 malgré des défauts de forme pouvant faire saillie depuis la face 33 mais ne s'étendant pas axialement au-delà de la hauteur du tronc de cône. Au cours du serrage sur la tôle 1 , la face tronconique 33 de la rondelle 5 s'aplatit progressivement de sorte que la surface tronconique 33 et les petits défauts de forme pouvant faire saillie sur cette face 33 viennent progressivement au contact de la tôle 1. L'appui circulaire initial est préservé jusqu'à la fin du serrage et cela permet une répartition des efforts de serrage de façon circulaire continue sur la tôle flexible 1.
La face de la rondelle opposée à la face 33 comporte des parties 39 en contact avec les têtes 10 des vis de fixation, ces parties 39 étant parallèles à la face 33 et donc arrondies en surface conique.
Ainsi, après serrage, ces parties 33 sont bien perpendiculaires aux axes des vis 8.
De plus, on peut aménager sur cette face 39 de la rondelle des zones formant un plan quand la rondelle est à l'état libre, pour des surfaces planes lors du traitement thermique de la rondelle. Les déformations sont ainsi limitées lors du traitement thermique.
La figure 6 est une vue schématique illustrant une variante de réalisation de l'invention dans laquelle la rondelle de serrage 5 comporte des echancrures ou encoches 40 de forme rectangulaire, dont le nombre minimal est par exemple de trois, qui sont réparties régulièrement sur la périphérie radialement externe 29 de la rondelle de serrage 5 et qui sont destinées à recevoir des pattes de centrage 41 formées à la périphérie radialement interne 42 de la rondelle élastique 20. Les pattes 41 sont sensiblement en forme de T et sont formées par découpe de la rondelle 20. Elles s'étendent radialement vers l'intérieur puis sont pliées pour que leurs extrémités 43 soient sensiblement parallèles à l'axe de rotation 38 du volant. Comme on le voit bien sur le dessin, les pattes 41 s'étendent dans la direction opposée à la tôle flexible 1 , dans le même sens que la partie tronconique de la rondelle 20 depuis sa petite base.
Le diamètre intérieur de la rondelle élastique 20 est légèrement supérieur au diamètre extérieur de la rondelle de serrage 5 et, à l'état libre, le diamètre du cercle délimité par les extrémités des pattes 41 est sensiblement égal ou légèrement supérieur au diamètre passant par le fond 44 des echancrures 40 de la rondelle de serrage 5. La rondelle 20 peut alors être montée par translation axiale sur la rondelle de serrage 5, ses pattes 41 étant engagées dans les echancrures 40 et leurs extrémités 43 venant en butée sur les bords 45 de ces echancrures 40 pour former une retenue axiale de la rondelle élastique 20 sur la rondelle de serrage 5.
En variante, les pattes 41 peuvent être écartées radialement des fonds des echancrures 40. Dans tous les cas, les pattes 41 ont une largeur qui correspond sensiblement à celle des echancrures 40 et l'engagement des pattes 41 dans les echancrures 40 assure un positionnement radial et circonférentiel précis et permanent de la rondelle 20 sur la rondelle de serrage 5. Dans une variante, les pattes 41 sont radiales et leurs bords latéraux ou leurs flancs assurent le centrage radial et circonférentiel de la rondelle élastique 20 sur la rondelle de serrage 5.
Dans une autre variante de réalisation du dispositif selon l'invention représenté en figure 6, la rondelle élastique 20 comporte des echancrures ou encoches de forme rectangulaire qui sont réparties régulièrement sur la périphérie radialement interne 42 de la rondelle élastique 20 et qui sont destinées à recevoir des pattes de centrage formées à la périphérie radialement externe 29 de la rondelle de serrage 5, les pattes étant par exemple au nombre de 4 comme représenté schematiquement en 41' en pointillés sur la figure 3. Les pattes 41', formées de fabrication avec la rondelle de serrage 5, sont sensiblement de forme rectangulaire et s'étendent radialement vers l'extérieur de la rondelle 5. Ces pattes permettent aussi un maintien de la rondelle en place pendant l'assemblage, avant que les vis de fixation sur le vilebrequin ne soient montées.
Dans une variante de réalisation, les pattes de centrage et les echancrures ou encoches correspondantes sont de forme arrondie.
Pour améliorer ses caractéristiques mécaniques et augmenter sa durée de vie, la rondelle de serrage 5 peut être imprégnée d'un lubrifiant, la matière poudreuse de la rondelle laissant du vide après frittage. De préférence la dureté de la rondelle de serrage 5 est comprise entre environ 35 HRC et 45 HRC.
Dans une variante de réalisation, la rondelle élastique 20 est libre en rotation et comprend des pattes ou des echancrures d'accrochage pouvant coopérer avec un dispositif rotatif de rodage de cette rondelle 20 pour roder les surfaces périphériques interne et externe de celle-ci qui sont respectivement en appui sur la tôle annulaire flexible 1 et sur la masse annulaire 15. Le rodage de ces surfaces permet d'améliorer les états de surface en appui et par conséquent le frottement de la rondelle 20 sur les surfaces correspondantes de la masse annulaire flexible 15 et de la tôle annulaire 1 pour rapidement obtenir, avant le fonctionnement dans le véhicule, des caractéristiques d'amortissement idéales et stables du volant flexible.
Lorsque que les moyens d'accrochage sont formés par des pattes, celles-ci sont obtenues par découpe de la rondelle 20 et s'étendent radialement vers l'intérieur depuis la périphérie radialement interne de la rondelle 20 puis au voisinage de leurs extrémités ces pattes peuvent être pliées pour que ces extrémités soient sensiblement parallèles à l'axe de rotation 38 du volant flexible et s'étendent dans une direction opposée à la tôle annulaire 1. L'opération de rodage s'effectue lorsque la rondelle 20 est déjà placée dans le volant flexible. Les moyens d'entraînement du dispositif de rodage coopèrent, du côté opposé à la tôle flexible, avec les moyens d'accrochage de la rondelle 20 pour entraîner celle-ci en rotation autour de l'axe de rotation du volant flexible. La durée du rodage est de quelques minutes à une vitesse de rotation d'environ 100 tours/minute.

Claims

Revendications
1. Dispositif de transmission de couple, comprenant un volant flexible destiné à être fixé en bout d'un arbre moteur (4), en particulier pour véhicule automobile, ce volant comprenant une masse annulaire
(15) fixée sur une partie radialement externe (12) d'une tôle annulaire flexible (1) dont une partie radialement interne (2) comporte des trous (7) de passage des vis (8) de fixation sur l'arbre moteur (4), et une rondelle annulaire de serrage (5) interposée entre la tôle annulaire flexible (1) et les têtes (10) de vis de fixation, ladite rondelle de serrage
(5) comprenant des trous (9) de passage desdites vis de fixation (8) et des moyens (32) de positionnement angulaire et de centrage de la tôle annulaire (1) sur l'arbre moteur (4), caractérisé en ce que la rondelle de serrage (5) est une pièce frittée obtenue directement par frittage sans reprise d'usinage.
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la face de la rondelle (33) destinée à être appliquée sur la tôle annulaire flexible (1) est tronconique à sommet centré sur l'axe (38) de rotation du volant du côté opposé à la tôle annulaire flexible (1).
3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la périphérie radialement externe (29) de la face radiale (33) de la rondelle (5) destinée à être appliquée sur la tôle flexible comporte une surface arrondie convexe (37).
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite surface arrondie convexe (37) est raccordée tangentiellement à la face radiale (33) de la rondelle destinée à être appliquée sur la tôle annulaire flexible (1).
5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la rondelle comprend une surface interne cylindrique (25) à section non circulaire comportant des arcs de cercle
(27) qui sont centrés sur des trous (9) de passage de vis.
6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des méplats (30) sont formés sur la surface périphérique radialement externe (29) de la rondelle (5) entre les trous (29) de passage de vis.
7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les trous (29) de passage de vis de la rondelle (5) sont répartis de façon irrégulière sur une circonférence.
8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des ergots (32) pour le positionnement angulaire et le centrage de la tôle annulaire (1) sont formés de fabrication sur la face (33) de la rondelle (5) tournée vers la tôle annulaire flexible (1).
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les ergots (32) comportent une surface cylindrique formée avec des nervures (31) parallèles à leur axe pour serrage dans des orifices de la tôle annulaire flexible.
10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que deux trous (29) de passage de vis formés dans la rondelle de serrage ont un diamètre interne ajusté au diamètre externe des deux vis (8) correspondantes pour positionner angulairement et centrer la tôle annulaire flexible (1), les autres trous (29) de la rondelle de serrage (5) ayant des diamètres externes supérieurs aux diamètres des vis (8).
11. Dispositif selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce qu'une rainure annulaire (34) est formée de fabrication avec la rondelle (5) autour du pied de chaque ergot (32).
12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce la rondelle de serrage (5) est imprégnée de lubrifiant.
13. Dispositif de transmission de couple selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la rondelle de serrage (5) a une dureté comprise entre 35 HRC et 45 HRC environ.
14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'une rondelle élastique (20) interposée entre la tôle annulaire (1) et la masse annulaire (15) comprend, à sa périphérie radialement interne, des moyens (41) de centrage sur la périphérie radialement externe (29) de la rondelle de serrage (5).
15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que la rondelle élastique (20) comprend, à sa périphérie radialement interne, des pattes de centrage (41) coopérant avec des orifices (40) de la périphérie radialement externe (29) de la rondelle de serrage (5).
16. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que la rondelle de serrage (5) comprend, à sa périphérie radialement externe (29), des pattes de centrage (41') coopérant avec des orifices de la périphérie radialement interne de la rondelle élastique (20).
17. Dispositif selon l'une des revendications 14 à 16, caractérisé en ce que la rondelle élastique (20) comprend des moyens d'accrochage sur un dispositif rotatif de rodage des arêtes de la rondelle (20).
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