FR2655117A1 - Vibration damper for a rotary shaft, particularly for motor vehicles - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a vibration damper for a rotary shaft including a hub (2) rotationally keyed onto the said shaft, and an inertia mass (1) mounted so that it can rotate with respect to the hub (2). According to the invention, the inertia mass (1) is mounted around the hub (2) whilst being connected to the latter by means of a connection with screw threads (4). The hub (2) carries bearing pieces (5) axially on either side of the said mass, in order to prop up axially-acting elastic means (6) bearing on the said mass. Application: motor vehicles equipped with an internal combustion engine.

Description

La présente invention concerne les amortisseurs de vibrations, en particulier pour la chaîne cinématique des véhicules automobiles equipés d'un moteur à combustion interne, du genre comportant une masse d'inertie montée rotative par rapport à un moyeu calé en rotation sur un arbre rotatif. The present invention relates to vibration dampers, in particular for the drive train of motor vehicles equipped with an internal combustion engine, of the type comprising an inertial mass rotatably mounted relative to a hub locked in rotation on a rotary shaft.

Un tel dispositif est décrit dans le document
DE-A-33 27 437.
Such a device is described in the document
DE-A-33 27 437.

Dans celui-ci l'arbre rotatif est coupé en deux et le moyeu est lié en rotation à la première partie de l'arbre par une liaison à dentures droites, tandis qu'il est relié à la seconde partie de l'arbre, portant une chambre à l'intérieur de laquelle est logé ledit moyeu, par une liaison à dentures hélicoïdales. In it the rotary shaft is cut in half and the hub is linked in rotation to the first part of the shaft by a link with straight teeth, while it is connected to the second part of the shaft, bearing a chamber inside which is housed said hub, by a link with helical teeth.

En outre des moyens élastiques s'appuient sur ladite masse d'inertie, de part et d'autre de celle-ci, en étant contrebutés par les parois de la chambre. In addition, elastic means are supported on said mass of inertia, on either side thereof, being buttressed by the walls of the chamber.

Un tel dispositif fait appel à un grand nombre de pièces et est relativement complexe. Such a device uses a large number of parts and is relatively complex.

En outre la masse d'inertie est liée axialement au moyeu et l'arbre est coupé en deux. In addition, the mass of inertia is axially linked to the hub and the shaft is cut in half.

I1 résulte de tout cela que le dispositif peut ne pas répondre aux divers desiderata de la pratique de manière aussi souhaitable que désirée. It follows from all of this that the device may not respond to the various desiderata of the practice in a manner as desirable as desired.

la présente invention a pour objet de pallier ces inconvénients et donc de créer un dispositif amortisseur de vibrations, qui de manière simple et économique, réponde mieux aux divers desiderata de la pratique. the object of the present invention is to overcome these drawbacks and therefore to create a vibration damping device which, in a simple and economical manner, better meets the various wishes of the practice.

Suivant l'invention un dispositif du type susindiqué est caractérisé en ce que la masse d'inertie est montée autour du moyeu en étant reliée à celui-ci par une liaison à filetages et en ce que le moyeu porte des pièces d'appui, axialement de part et d'autre de ladite masse, pour contrebuter des moyens élastiques à action axiale prenant appui sur ladite masse.  According to the invention a device of the above-mentioned type is characterized in that the mass of inertia is mounted around the hub while being connected to the latter by a thread connection and in that the hub carries support parts, axially on either side of said mass, to counterbalance elastic means with axial action bearing on said mass.

Grâce à l'invention, l'arbre n'a pas besoin d'être coupé en deux de sorte que le dispositif peut être monté aisément dans la chaîne cinématique. Thanks to the invention, the shaft does not need to be cut in half so that the device can be easily mounted in the kinematic chain.

En outre les frottements et les usures sont réduits au minimum et la solution est compacte avec une très bonne sensibilité aux variations (accélérationsdécélérations) de fonctionnement de l'arbre rotatif, la masse d'inertie se déplaçant axialement en comprimant l'un des moyens élastiques, tandis que l'autre se détend. In addition, friction and wear are reduced to a minimum and the solution is compact with very good sensitivity to variations (accelerations and decelerations) in the operation of the rotary shaft, the mass of inertia moving axially by compressing one of the elastic means. , while the other relaxes.

Ce dispositif formant résonateur peut fonctionner à sec ou avantageusement être monté, dans le cas d'un véhicule automobile, dans la boîte de vitesse lubrifiée. This resonator device can operate dry or advantageously be mounted, in the case of a motor vehicle, in the lubricated gearbox.

I1 est alors possible d'évider la masse d'inertie et de doter les pièces d'appui de protubérances pénétrant dans lesdits évidements en sorte de créer des chambres à volumes variables et à passages calibrés favorisant l'amortissement. It is then possible to hollow out the mass of inertia and to provide the supporting parts with protuberances penetrating into said recesses so as to create chambers with variable volumes and with calibrated passages promoting damping.

La description qui va suivre illustre, à titre d'exemple, l'invention en référence aux dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 est une vue schématique d'un véhicule automobile avec sa chaîne cinématique
- la figure 2 est une vue en coupe axiale du dispositif selon l'invention pour un premier exemple de réalisation ;
- la figure 3 est une vue en coupe axiale partielle pour un second exemple de réalisation
- la figure 4 est une vue partielle en coupe axiale d'une variante d'un mode d'assemblage de la pièce d'appui avec son moyeu associé.
The following description illustrates, by way of example, the invention with reference to the accompanying drawings in which
- Figure 1 is a schematic view of a motor vehicle with its kinematic chain
- Figure 2 is an axial sectional view of the device according to the invention for a first embodiment;
- Figure 3 is a partial axial sectional view for a second embodiment
- Figure 4 is a partial view in axial section of a variant of an assembly mode of the support piece with its associated hub.

A la figure 1, on voit, de manière schématique, la chaîne cinématique du véhicule automobile à moteur à combustion interne M qui va dudit moteur M aux arbres de roues et qui comporte notamment un organe E de couplage et de démarrage, tel qu'un embrayage à friction à sec, relié à une boîte de vitesses B dont on voit en S l'arbre de sortie rotatif accouplé à un arbre de transmission T pour entraînement des roues motrices du véhicule. In FIG. 1, we can see, schematically, the kinematic chain of the motor vehicle with internal combustion engine M which goes from said engine M to the wheel shafts and which in particular comprises a coupling and starting member E, such as a dry friction clutch, connected to a gearbox B of which we see in S the rotary output shaft coupled to a transmission shaft T for driving the driving wheels of the vehicle.

Dans cette chaîne cinématique est monté un dispositif amortisseur de vibrations. In this kinematic chain is mounted a vibration damping device.

Ce dispositif comporte une masse d'inertie 1 montée sur un moyeu 2 lié en rotation à un arbre rotatif de la chaîne cinématique. This device comprises an inertia mass 1 mounted on a hub 2 linked in rotation to a rotary shaft of the kinematic chain.

Suivant l'invention, la masse d'inertie 1 est montée autour du moyeu 2 en étant reliée à celui-ci par une liaison à filetages 4 et le moyeu 2 porte des pièces d'appui 5, axialement de part et d'autre de ladite masse, pour contrebuter des moyens élastiques à action axiale 6 s'appuyant sur ladite masse 1. According to the invention, the inertial mass 1 is mounted around the hub 2 while being connected thereto by a thread connection 4 and the hub 2 carries support parts 5, axially on either side of said mass, for counterbalancing elastic means with axial action 6 based on said mass 1.

A la figure 2, le moyeu 2 est logé à l'intérieur de la boîte de vitesses B remplie d'un fluide de lubrification en étant lié en rotation à l'arbre de sortie S de ladite boîte de vitesses B. In FIG. 2, the hub 2 is housed inside the gearbox B filled with a lubrication fluid while being linked in rotation to the output shaft S of said gearbox B.

Pour liaison en rotation, le moyeu 2 présente un alésage interne 2' doté de dentures droites 3, ici sous forme de cannelures, pour liaison avec des cannelures que présente de manière complémentaire l'arbre de sortie S. For connection in rotation, the hub 2 has an internal bore 2 ′ with straight teeth 3, here in the form of grooves, for connection with grooves that the output shaft S has in a complementary manner.

Bien entendu on peut prévoir une liaison par clavetage, ou par méplats, dans tous les cas le moyeu 2 est calé en rotation sur un arbre rotatif entraîné par le moteur à combustion M. Of course, a connection can be provided by keying, or by flats, in all cases the hub 2 is locked in rotation on a rotary shaft driven by the combustion engine M.

Pour formation de la liaison à filetages 4, la masse 1 et le moyeu 2 présentent des zones filetées complémentaires, ici conformées en filets hélicoïdaux, qui engrènent l'une avec l'autre en sorte qu'une liaison du type vis-écrou est réalisée. Les filetages peuvent avoir en section toute forme appropriée notamment une forme trapézoïdale. To form the threaded connection 4, the mass 1 and the hub 2 have complementary threaded zones, here shaped as helical threads, which mesh with each other so that a screw-nut type connection is made. . The threads can have in section any suitable shape, in particular a trapezoidal shape.

Les pièces d'appui 5, ici sous forme de simples rondelles, sont calées axialement sur le moyeu 2 à chaque extrémité axiale de celui-ci, par l'intermédiaire de circlips 7 engagés dans des gorges que présente à cet effet le moyeu 2. Dans l'autre sens axial, les pièces 5 sont calées par les moyens élastiques 6 de manière décrite ci-après. The support pieces 5, here in the form of simple washers, are wedged axially on the hub 2 at each axial end thereof, by means of circlips 7 engaged in grooves which the hub 2 has for this purpose. In the other axial direction, the parts 5 are wedged by the elastic means 6 in the manner described below.

Les moyens élastiques à action axiale 6 consistent ici en des ressorts à boudins qui sont contrebutés par les pièces d'appui 5, elles-mêmes tuteurées par les circlips 7, en étant en appui indirectement sur la masse d'inertie 1 par l'intermédiaire d'une rondelle de répartition 8. The elastic axial action means 6 here consist of coil springs which are buttressed by the support pieces 5, themselves staked by the circlips 7, while being supported indirectly on the mass of inertia 1 via a distribution washer 8.

Les ressorts 6 pénètrent en partie dans un évidement annulaire 30 que présente centralement la masse 1 à chacune de ses extrémités axiales pour logement des rondelles 8. The springs 6 partially penetrate into an annular recess 30 that the mass 1 has centrally at each of its axial ends for housing the washers 8.

Ces dispositions réduisent l'encombrement axial de l'ensemble, le diamètre des rondelles 5 étant supérieur à celui de l'évidement 30. These arrangements reduce the axial size of the assembly, the diameter of the washers 5 being greater than that of the recess 30.

En outre le moyeu 2 est ici calé axialement sur l'arbre de sortie S par l'intermédiaire de pignons 9 et 10 que présente la boîte de vitesses B, ledit arbre S étant naturellement cannelé à cet endroit de sorte que le dispositif selon l'invention est aisément montable. In addition, the hub 2 is here axially wedged on the output shaft S by means of pinions 9 and 10 which the gearbox B presents, said shaft S being naturally splined at this location so that the device according to the invention is easily mountable.

En fonctionnement lorsque le mouvement de l'arbre rotatif est uniforme la masse 1 tourne à l'unisson avec l'arbre, les frottements étant minimum. In operation when the movement of the rotary shaft is uniform, the mass 1 rotates in unison with the shaft, friction being minimum.

Lorsque le mouvement de l'arbre n'est pas uniforme (accélérations-décélérations), la masse d'inertie oscille avec induction d'un mouvement latéral dû au guidage hélicoïdal procuré par la liaison à filetages selon l'invention. When the movement of the shaft is not uniform (accelerations-decelerations), the mass of inertia oscillates with induction of a lateral movement due to the helical guidance provided by the thread connection according to the invention.

Au cours de cette phase l'un des ressorts 6 est comprimé, tandis que l'autre se détend et vice-versa, le déplacement de la masse 1 s'effectuant avantageusement dans l'huile. During this phase one of the springs 6 is compressed, while the other relaxes and vice versa, the displacement of the mass 1 advantageously taking place in the oil.

Bien entendu ce mouvement est fonction de l'angle des filets de la liaison à filetages et les ressorts 6 permettent d'accorder le dispositif sur une fréquence où l'on désire que celui-ci procure le plus d'effet, l'angle des filets et le tarage des ressorts 6 étant choisi en fonction des applications. Of course this movement is a function of the angle of the threads of the threaded connection and the springs 6 make it possible to tune the device on a frequency where it is desired that it gives the most effect, the angle of the threads and the setting of the springs 6 being chosen according to the applications.

Ainsi l'énergie de vibration est transformée en partie en énergie de translation et le dispositif constitue un résonateur. Thus the vibration energy is partly transformed into translation energy and the device constitutes a resonator.

Bien entendu la présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit, en particulier on peut améliorer l'amortissement à l'aide de passages calibrés. Of course, the present invention is not limited to the embodiment described, in particular the damping can be improved using calibrated passages.

Par exemple, figure 3, la masse d'inertie 20 de forme annulaire peut être dotée au niveau de ses faces latérales de rainures annulaires 17 en sorte que, en section, ladite masse 20 a une forme en H couché. For example, in FIG. 3, the inertial mass 20 of annular shape can be provided at its lateral faces with annular grooves 17 so that, in section, said mass 20 has a coated H shape.

Cette masse 20 est comme précédemment logée à l'intérieur de la boîte de vitesses B. This mass 20 is as previously housed inside the gearbox B.

La pièce d'appui 15 est plus massive et présente à sa périphérie externe une jupe annulaire 16 pénétrant dans la rainure 17 associée en sorte qu'il se forme des passages calibrés entre entre les périphéries externe et interne de ladite jupe et les contours interne et externe de la rainure 17 fermée. The support piece 15 is more massive and has at its external periphery an annular skirt 16 penetrating into the associated groove 17 so that calibrated passages are formed between the external and internal peripheries of said skirt and the internal contours and external of the closed groove 17.

Les pièces 20, 15 sont donc en relation de cylindre-piston avec formation de chambres, en sorte que lorsque la pièce 20 se déplace latéralement, suite aux variations de mouvements de l'arbre rotatif, l'une des chambres diminue en volume, tandis que l'autre augmente en volume de l'huile transitant par les passages calibrés. The parts 20, 15 are therefore in relation to the cylinder-piston with the formation of chambers, so that when the part 20 moves laterally, following variations in movements of the rotary shaft, one of the chambers decreases in volume, while that the other increases in volume of the oil passing through the calibrated passages.

Un amortissement visqueux est ainsi aisément réalisé. Viscous damping is thus easily achieved.

On notera que dans cette figure les moyens élastiques s'appuient directement sur la masse 20. It will be noted that in this figure the elastic means bear directly on the mass 20.

Bien entendu les pièces d'appui, au lieu d'être calées axialement dans un seul sens sur le moyeu 2, peuvent être calées axialement dans les deux sens sur celui-ci par exemple par sertissage (figure 4), la pièce d'appui 25 présentant un alésage interne cannelé et étant emmanchée à force sur le moyeu 2 épaulé, le verrouillage axial étant obtenu par rabattement de matière. Of course, the support pieces, instead of being wedged axially in one direction on the hub 2, can be wedged axially in both directions on the latter, for example by crimping (FIG. 4), the bearing piece 25 having a grooved internal bore and being press fitted onto the shouldered hub 2, the axial locking being obtained by folding down the material.

Bien entendu l'une des pièces d'appui peut être d'un seul tenant avec le moyeu 2. Les moyens élastiques à action axiale peuvent consister en des rondelles
Belleville.
Of course one of the support parts can be in one piece with the hub 2. The elastic means with axial action can consist of washers
Beautiful city.

Ainsi qu'il ressort à l'évidence de la description le dispositif selon l'invention peut être aisément monté dans la chaîne cinématique de transmission du véhicule. As is evident from the description, the device according to the invention can be easily mounted in the drive train of the vehicle.

Il peut être placé à l'extérieur de la boîte de vitesses et fonctionner à sec.  It can be placed outside the gearbox and run dry.

Claims (6)

REVENDICATIONS 1) Amortisseur de vibrations, en particulier pour la chaîne cinématique des véhicules automobiles équipés d'un moteur à combustion interne, du genre comportant une masse d'inertie (1,20) montée rotative par rapport à un moyeu (2) calé en rotation sur un arbre rotatif, caractérisé en ce que la masse d'inertie (1,20) est montée autour du moyeu (2) en étant reliée à celui-ci par une liaison à filetages (4) et en ce que le moyeu (2) porte des pièces d'appui (5,15,25), axialement de part et d'autre de ladite masse (1,20), pour contrebuter des moyens élastiques à action axiale (6) prenant appui sur ladite masse. 1) Vibration damper, in particular for the kinematic chain of motor vehicles fitted with an internal combustion engine, of the type comprising an inertia mass (1.20) rotatably mounted relative to a hub (2) fixed in rotation on a rotary shaft, characterized in that the mass of inertia (1,20) is mounted around the hub (2) being connected to the latter by a thread connection (4) and in that the hub (2 ) carries support parts (5,15,25), axially on either side of said mass (1,20), to counterbalance elastic means with axial action (6) bearing on said mass. 2) Amortisseur de vibrations selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pièces d'appui (5) sont calées axialement sur le moyeu (2) par l'intermédiaire de circlips (7) engagés dans des gorges du moyeu (2). 2) Vibration damper according to claim 1, characterized in that the support parts (5) are fixed axially on the hub (2) by means of circlips (7) engaged in grooves of the hub (2). 3) Amortisseur de vibrations selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques (6) consistent en des ressorts à boudins pénétrant chacun en partie dans un évidement annulaire (30) que présente la masse d'inertie (1) à chacune de ses extrémités axiales. 3) Vibration damper according to claim 1 or 2, characterized in that said elastic means (6) consist of coil springs each penetrating partly in an annular recess (30) that has the mass of inertia (1) to each of its axial ends. 4) Amortisseur de vibrations selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la masse d'inertie (20) présente latéralement des rainures annulaires (17) et en ce que chaque pièce d'appui présente une jupe annulaire (16) pénétrant dans ladite rainure en sorte que ladite masse d'inertie (20) et lesdites pièces d'appui (17) sont en relation de cylindre-piston. 4) Vibration damper according to any one of the preceding claims, characterized in that the inertia mass (20) has laterally annular grooves (17) and in that each support piece has an annular skirt (16) penetrating into said groove so that said mass of inertia (20) and said bearing parts (17) are in relation to cylinder-piston. 5) Amortisseur de vibrations selon la revendication 4, caractérisé en ce que des passages calibrés sont prévus entre les contours interne et externe des rainures annulaires (17) et la périphérie interne et externe de la jupe annulaire (16) de la pièce d'appui (15) associée. 5) Vibration damper according to claim 4, characterized in that calibrated passages are provided between the internal and external contours of the annular grooves (17) and the internal and external periphery of the annular skirt (16) of the support piece (15) associated. 6) Amortisseur de vibrations selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit amortisseur est monté dans la boîte de vitesses d'un véhicule automobile.  6) Vibration damper according to any one of the preceding claims, characterized in that said damper is mounted in the gearbox of a motor vehicle.
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WO1998051942A1 (en) * 1997-05-09 1998-11-19 Werner Zwahlen Method and device for storing energy in a centrifugal mass

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