FR2719642A1 - Dispositif amortisseur de torsion, notamment double volant amortisseur, pour véhicule automobile. - Google Patents

Abstract

Le dispositif amortisseur de torsion comporte deux parties coaxiales (12, 14) montées mobiles l'une par rapport à l'autre à l'encontre de moyens élastiques (4). Les moyens élastiques consistent en une bague (4) en matière élastique, telle que de l'élastomère ou du caoutchouc, portée par l'une des parties coaxiales et présentant à l'une de ses périphéries un profil (52) de forme ovoïde, tandis que la deuxième desdites masses porte au moins un galet rotatif (6) coopérant avec le profil ovoïde (52) de ladite bague (4). Application véhicules automobiles.

Description

La présente invention concerne les dispositifs amortisseurs de torsion, notamment pour véhicule automobile, du genre comportant deux parties coaxiales montées mobiles l'une par rapport à l'autre à l'encontre de moyens élastiques.

Usuellement ces moyens élastiques consistent en des ressorts à boudin montés dans des fenêtres pratiquées en regard dans chacune des parties.

Il en résulte que le débattement angulaire entre les deux parties est limité, notamment pour des questions de résistance mécanique du fait de la formation des fenêtres.

En outre ces dispositifs ne permettent pas de filtrer les vibrations en toute circonstance tout en ayant une construction simple.

En effet, de manière classique, on fait également appel à des dispositifs supplémentaires de frottement à hystérésis pour mieux filtrer les vibrations.

En outre lorsque ce dispositif amortisseur est destiné à l'équipement d'un double volant amortisseur pour véhicule, il se pose un problème spécifique, car, la fréquence de résonance du système dans lequel est monté le volant amortisseur est reportée en-dessous du régime de ralenti du moteur à combustion interne, en sorte qu'au démarrage et à l'arrêt on passe par la fréquence de résonance.

Au régime de marche normale du véhicule, les phénomènes de résonance n'existent pas dans la plage de régime d'utilisation du moteur thermique.

Néamoins il faut prévoir diverses dispositions pour atténuer les phénomènes de résonance au démarrage et à l'arrêt du moteur du véhicule automobile.

Ainsi dans le document FR-A-2 571 461, on a prévu une disposition avec un limiteur de couple, qui doit être calculé pour transmettre le couple maximum du moteur et ne glisser au-delà dudit couple maximum.

Il en résulte qu'il faut prévoir un coefficient de sécurité en sorte que le tarage du limiteur n'est pas optimum.

Dans le document FR-A-2 553 848, on a prévu un verrouillage temporaire du type centrifuge entre les deux parties de l'amortisseur lors du démarrage du véhicule.

Tout ceci complique la réalisation du dispositif amortisseur de torsion.

C'est un but de l'invention de pallier les inconvénients de l'art antérieur.

C'est encore un but de l'invention de créer, de manière simple et économique, un dispositif amortisseur de torsion permettant avec une construction simple de filtrer les vibrations en toute circonstance.

Suivant l'invention un dispositif amortisseur de torsion du type sus-indiqué est caractérisé en ce que les moyens élastiques consistent en une bague en matière élastique, telle que de l'élastomère ou du caoutchouc, portée par l'une des parties coaxiales et présentant à l'une de ses périphéries un profil de forme ovoïde, et en ce que la deuxième desdites parties porte au moins un galet rotatif coopérant avec le profil ovoïde de ladite bague.

Dans une forme de réalisation, la bague en matière élastique est fixée à sa périphérie externe sur l'une des parties et présente à sa périphérie interne le profil ovoïde coopérant avec au moins un galet porté par l'autre partie.

Bien entendu on peut inverser les structures, la bague étant fixée à sa périphérie interne sur l'une des parties et présentant à sa périphérie externe le profil ovoïde pour coopérer avec au moins un galet porté par l'autre partie.

La bague n'est pas forcément portée à fixation par la partie concernée. Par exemple, un anneau plus ou moins élastique peut être interposé entre ladite partie et la bague. Cet anneau peut être par exemple ondulé.

La fixation de la bague sur la partie concernée peut être réalisée en montant la bague sous précontrainte.

D'une manière générale la bague est portée directement ou indirectement par la partie concernée.

Grâce à l'invention, le dispositif amortisseur de torsion comporte un nombre réduit de pièces et sa fabrication est très simple. En effet, ce dispositif n'a pas besoin d'être équipé de dispositif de frottement car la matière élastique engendre des frottements interne lorsque les deux parties se déplacent l'une par rapport à l'autre. En outre on peut obtenir de très grands débattements angulaires entre les deux parties.

De plus, en choisissant la forme du profil interne de la bague, on peut obtenir la courbe caractéristique d'amortissement souhaitée lors du débattement angulaire entre les deux parties (les galets comprimant la matière élastique en fonction du profil ovoïde) et ce de manière simple. En changeant uniquement la bague on peut donc obtenir une multitude de courbes.

Ainsi dans le cadre d'un volant amortisseur la forme ovoïde de la bague permet naturellement d'atténuer très fortement le phénomène de résonance, cela en l'absence de tout dispositif de frottement ou de verrouillage complémentaire.

Avantageusement le galet présente des dents à sa périphérie externe propres à engrener avec des dents complémentaires, que présente directement ou indirectement la périphérie concernée de la bague élastique.

Ainsi on réduit les phénomènes de glissement et on contrôle mieux, l'écrasement de la matière élastique.

Ainsi qu'on l'aura compris, on peut obtenir la forme souhaitée pour la courbe caractéristique (couple transmis en fonction du débattement relatif entre les deux parties) en créant des évidements dans la bague et/ou en montant dans celle-ci des inserts rigides.

Ainsi lorsque le galet arrivera au droit desdits évidements ou desdits inserts, la courbe caractéristique sera modifiée et ce de manière aisée.

Bien entendu on peut mettre des charges dans la matière élastique pour obtenir les effets précités. Ainsi les charges peuvent atteindre par exemple une valeur de 50t et peuvent être choisies pour renforcer la tenue de la matière élastique à la chaleur. Cette matière peut être par exemple à base de silicone.

Dans tous les cas les risques de coincement sont réduits au minimum. En outre les risques de grippage du galet sont sans conséquence car le galet sera décoincé par coopération avec le profil ovoïde.

On notera que le mode de réalisation à engrenage est préférable de ce point de vue.

On appréciera que dans tous les cas les usinages sont réduits au minimum du fait du montage de la bague.

Lorsque celle-ci est fixée par adhérisation, ou collage, il suffit que les surfaces correspondantes de la partie coaxiale concernée soient propres.

Ainsi les tolérances de fabrication peuvent être très larges.

La description qui va suivre illustre l'invention en regard des dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un embrayage équipé d'un dispositif amortisseur de torsion selon l'invention
- la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne 2-2 de la figure 1.

Dans les figures est illustré un dispositif amortisseur de torsion comportant deux parties coaxiales 12,14 montées mobiles l'une par rapport à l'autre à l'encontre de moyens élastiques 4.

Suivant l'invention les moyens élastiques consistent en une bague 4 en matière élastique, telle que de l'élastomère ou du caoutchouc, portée par l'une 14 des parties coaxiales et présentant à l'une de ses périphéries externe et interne un profil 52 de forme ovoïde, tandis que la deuxième 12 desdites parties porte au moins un galet rotatif 6 coopérant avec le profil ovoïde de ladite bague.

Dans l'exemple de réalisation représenté dans les figures, le dispositif amortisseur de torsion appartient à un volant amortisseur pour véhicule automobile.

La première partie coaxiale consiste en un plateau 12 et la seconde partie coaxiale consiste également en un plateau 14 s'étendant parallèlement au plateau 12.

Les deux parties 12,14 du dispositif amortisseur de torsion consistent donc ici en des masses tournantes l'une par rapport à l'autre autour de l'axe de symétrie axial X-X de l'embrayage.

Plus précisément, la seconde masse 14 est montée à rotation sur un moyeu tubulaire 16 porté par la première masse tournante 12. Ici le moyeu 16 est d'un seul tenant avec le plateau 12, en variante il peut être rapporté sur celui-ci, et un palier 18, ici un roulement à billes, en variante un palier lisse, est interposé entre la périphérie externe du moyeu 16 et la périphérie interne du plateau 14.

La seconde masse 14, montée tournante sur la masse 12, par l'intermédiaire du palier 18, constitue le plateau de réaction d'un embrayage à friction 20 comportant, de manière connue en soi, un plateau de pression 22, un diaphragme 24 susceptible d'être actionné par une butée de débrayage 26, et un couvercle 21.

Par rapport à une solution classique, avec un volant moteur formant le plateau de réaction de l'embrayage, on divise ici le volant en deux parties comme explicité ci-après.

Ici le plateau de pression 22 est lié en rotation au couvercle avec mobilité axiale, de manière connue en soi, par l'intermédiaire de languettes élastiques inclinées 23 fixées chacune à une de leur extrémité au couvercle 21 et à l'autre de leur extrémité à une patte du plateau de pression 22.

La fixation est réalisée ici par rivetage.

Le diaphragme 24 est monté de manière basculante sur le couvercle 21 ici par l'intermédiaire de colonnettes 29, dont l'une est visible à la figure 1. En variante on peut utiliser une articulation avec deux joncs portés par les colonnettes, ou des dispositions avec des rondelles portées par des pattes axiales issues du couvercle.

Ce diaphragme 24 prend appui sur le fond du couvercle 21 ici pour solliciter le plateau de pression en direction du plateau de réaction 14. L'embrayage à friction 20 comporte également un disque de friction 28 qui est relié à un moyeu central 27 calé en rotation sur l'arbre d'entrée de vitesses (non visible).

Pour mémoire on rappellera que l'ensemble des pièces 21,22,23,24 forme un mécanisme d'embrayage unitaire fixé par son couvercle 21, en forme d'assiette creuse, sur le plateau de réaction 14.

Normalement les garnitures de frottement, que présente le disque 28 à sa périphérie externe, sont serrées sous l'action du diaphragme 24 entre les plateaux 14,22 en sorte que l'embrayage est normalement engagé.

Pour débrayer, l'embrayage étant ici du type poussé, il faut agir ici en poussant sur les extrémités des doigts du diaphragme 24 à l'aide de la butée 26 pour désengager l'embrayage.

Pour ce faire, la butée 26 est montée mobile axialement le long d'un tube-guide 1 solidaire de la boîte de vitesses et traversé par l'arbre d'entrée de celle-ci.

Cette butée est soumise à l'action d'une fourchette de débrayage 2 permettant son déplacement axial vers la gauche de la figure 1 entraînant ainsi un basculement du diaphragme dont plusieurs positions sont représentées à la figure 1.

La première masse tournante 12 est prévue pour être reliée, ici par vissage, par sa périphérie interne 30 à un arbre menant ici au vilebrequin 32 du moteur à combustion interne du véhicule automobile, tandis que la seconde masse tournante 14 est liée en rotation par l'intermédiaire du mécanisme d'embrayage 21,22,23,24 et du disque 28 à un arbre mené ici l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses du véhicule.

La première masse 12 est constituée pour l'essentiel par une partie centrale 34 d'orientation transversale, en forme de plaque ou de flasque, qui se prolonge à sa périphérie interne par une jupe annulaire cylindrique, d'orientation axiale 36.

Cette masse 12 porte à sa périphérie externe une couronne de démarrage 39 prévue pour coopérer avec le pignon d'un démarreur (non représenté).

La partie interne 30 de la masse 12 est dotée d'une pluralité de trous pour passage de vis de fixation de la masse 12 au vilebrequin 32.

On notera que le plateau 14 présente également des trous permettant le passage d'un outil pour le vissage des vis 3.

Comme on peut le constater le dispositif amortisseur de torsion 10 présente une symétrie générale de conception par rapport à l'axe X-X.

Ici le plateau 14 porte deux pivots 7, qui sont diamétralement opposés pour des raisons d'équilibrage, et dont chacun porte à rotation un galet 6 selon l'invention avec interposition ici d'un roulement à aiguilles 80 entre la périphérie interne du galet et la périphérie externe du pivot 7.

En variante le roulement à aiguilles peut être remplacé par un roulement à billes ou palier lisse.

De même en variante le pivot 7 peut être remplacé par un renflement venu de moulage avec le plateau de réaction 14.

Ici la bague 4 en matière élastique est fixée à sa périphérie externe sur le plateau 12 et présente à sa périphérie interne le profil ovoïde 52.

Plus précisément la bague 4 est fixée à sa périphérie externe dans l'alésage interne 38 de la jupe 36.

Cette fixation est réalisée par exemple par collage, en variante par adhérisation, telle qu'une vulcanisation in situ.

En variante on peut enduire d'une peinture l'alésage 38 de la couronne 36 puis laisser sécher ladite couche.

On passe une seconde peinture et on injecte de l'élastomère, puis on passe l'ensemble au four pour adhérisation.

Bien entendu on peut utiliser également une matière élastique réticulable et adhérante après son dépôt par exemple une matière à base de silicone résistant bien à la température, telle que de la pâte de silicone de la Société RHONE-POULENC vendue sous la marque "RHODORSEAL".

Dans tous les cas, il suffit que la surface 38 soit propre, les usinages n'ayant pas besoin d'être précis.

La bague 4 s'étend donc transversalement dans le plan de la figure 1, c'est-à-dire parallèlement au plateau 14 et à la partie 34 de la plaque de la masse 12 et ce entre les deux masses 12,14.

La bague 4 s'étend en direction de l'axe X-X de l'ensemble, tandis que le galet 6, avantageusement en matière plastique, est monté transversalement dans le prolongement de la masse 4, dans l'alésage interne de celle-ci.

Ce galet 6 s'étend donc axialement entre les plateaux 12 et 14.

La bague 4 porte à sa périphérie interne une pièce souple 5 fixée par adhérisation ou collage à ladite bague 4.

Les galets 6 sont donc admis à coopérer avec cette pièce 5 épousant le profil interne de la bague 4 et donc de forme ovoïde.

Avantageusement le galet 6 présente à sa périphérie externe des dents propres à engrener avec les dents, que présente la pièce 5 de manière complémentaire en regard des dents des galets 6.

Ainsi qu'on l'aura compris, la pièce 5 forme une courroie dentée propre à engrener avec les galets.

Ladite courroie est par exemple en matière synthétique renforcée par des fibres. Elle est souple tout comme la bague 4.

En variante la bague 4 peut présenter directement à sa périphérie interne des dents pour engrener avec les dents des galets 6 diamétralement opposés (figure 2).

Dans ce cas, on prévoit des charges à ce niveau dans la matière élastique pour augmenter sa tenue mécanique.

D'une manière générale, notamment lorsque la matière élastique est du caoutchouc naturel, on prévoit de charger cette matière avec des charges adéquates pour notamment augmenter sa résistance à la chaleur et sa résistance mécanique. Ces charges permettent aussi de modifier la courbe caractéristique du dispositif amortisseur de torsion.

Grâce au profil de forme ovoïde 52 de la bague 4, et ici de la pièce 5, lors du débattement angulaire relatif entre les deux masses 12 et 14, on peut obtenir la courbe caractéristique (couple transmis, débattement angulaire) souhaitée.

En effet, lors de la rotation relative entre les deux masses 12 et 14, on comprime plus ou moins la matière de la bague 4, et ce en fonction du profil 52.

Ici le profil 52 est de forme symétrique en étant globalement de forme ovale.

Mais il n'en est pas nécessairement ainsi. Par exemple l'une des extrémités (l'une des pointes) de la courbe peut être plus ou moins aplatie selon les applications. Dans ce cas la courbe présente une portion globalement plate, ce qui est favorable pour filtrer les vibrations dans le domaine du ralenti du moteur du véhicule. Le profil peut être délimité par deux courbes symétriques multi-arcs, sous forme de lattes, ou splines.

En variante ces courbes symétriques peuvent être délimitées par des portions semi-elliptiques et semicirculaires. Le profil peut être dissymétrique.

Ainsi qu'on l'aura compris un grand nombre de profils sont envisageables selon les applications, ceci étant rendu possible du fait que la bague est en matière élastique, en sorte que le profil ovoïde peut être obtenu aisément par moulage.

On obtient ainsi une bonne filtration de vibration dans la chaîne cinématique allant du moteur à la boîte de vitesses.

De même on peut monter des inserts rigides 51 dans la bague 4 ou prévoir des évidements 50 dans celleci.

Ainsi lorsque les galets 6 arriveront en regard des inserts 51 ou des évidements 50, on durcira ou on assouplira la courbe caractéristique du dispositif amortisseur de torsion avec respectivement accroissement du couple transmis ou diminution de celui-ci.

On peut également doter la matière élastique de charges pour obtenir des effets semblables, accroître le frottement interne de la bague et améliorer sa résistance mécanique et sa tenue à la chaleur de manière précitée.

Bien entendu la présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit. En particulier, on peut augmenter le nombre de galets.

En variante ces galets peuvent être lisses tout comme le profil interne de la bague 4, le dispositif amortisseur de torsion peut appartenir au disque de friction 28. Dans ce cas, le moyeu 27 présente par exemple un voile transversal portant les galets tandis que l'autre partie présente deux rondelles de guidage disposées de part et d'autre du voile et portant les garnitures de frottement.

Ces rondelles de guidage peuvent par exemple être reliées entre elles par une couronne sur laquelle on vient fixer la bague en matière plastique selon 1 ' invention.

Le dispositif amortisseur de torsion peut appartenir à un embrayage de verrouillage intervenant entre le carter et la roue de turbine de l'appareil hydrocinétique.

Bien entendu on peut inverser les structures. Le plateau 14 portant alors la bague 4 et le plateau 12 les galets 6.

Dans ce cas, le plateau 14 présente une jupe axiale annulaire à sa périphérie externe pour fixation de la bague 4.

En variante c'est la périphérie externe de la bague 4 qui présente le profil ovoïde, les galets 6 étant alors montés radialement au-dessus de la bague 4 dans l'alignement de celle-ci, contrairement au mode de réalisation des figures 1 et 2 dans lequel les galets sont montés à l'intérieur de la bague, dans l'alignement de celle-ci.

Dans cette variante la bague est portée à sa périphérie interne par la partie concernée présentant alors une jupe ou couronne interne d'orientation axiale.

La bague 4 peut être alors fixée à sa périphérie interne de manière précitée à la périphérie externe cette couronne interne, avec intervention éventuellement d'une courroie 5 comme dans les figures 1 et 2, la bague pouvant être dotée directement de dentures pour engrener avec les dents des galets 6.

En variante un anneau plus ou moins élastique peut être interposé entre la couronne interne ou externe et la bague pour encore mieux régler la courbe caractéristique.

Par exemple cet anneau peut être du type ondulé.

Bien entendu, il est possible de monter cet anneau ondulé à l'intérieur même de la matière de la bague 4.

Le galet 6 peut être métallique, bien que cela soit moins favorable pour la réduction des bruits.

Une bague en matière élastique, telle que du caoutchouc ou de l'élastomère, peut être interposée entre le galet et son pivot pour encore mieux ajuster la courbe caractéristique.

Enfin l'embrayage peut être du type tiré, de manière connue en soi, la butée 26 agissant alors en traction sur l'extrémité des doigts du diaphragme, dont la partie rondelle Belleville s'appuie alors à sa périphérie externe sur le couvercle et à sa périphérie interne sur le plateau de pression.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1- Dispositif amortisseur de torsion, notamment pour véhicule automobile, du genre comportant deux parties coaxiales (12,14) montées mobiles l'une par rapport à l'autre à l'encontre de moyens élastiques (4), caractérisé en ce que les moyens élastiques consistent en une bague (4) en matière élastique, telle que de l'élastomère ou du caoutchouc, portée par l'une des parties coaxiales et présentant à l'une de ses périphéries externe ou interne un profil (52) de forme ovoïde et en ce que la deuxième desdites parties porte au moins un galet rotatif (6) coopérant avec le profil ovoïde (52) de ladite bague (4).

2- Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'une des parties présente à sa périphérie interne une jupe annulaire, d'orientation axiale, caractérisé en ce que la bague (4) en matière élastique est fixée à sa périphérie interne sur la périphérie externe de ladite jupe annulaire (36).

3- Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'une des parties présente à sa périphérie externe une jupe annulaire (36) d'orientation axiale, caractérisé en ce que la bague (4) en matière élastique est fixée à sa périphérie externe sur la périphérie interne (38) de ladite jupe annulaire (36).

4- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la bague (4) en matière élastique s'étend globalement transversalement, et en ce que ledit galet (6) est monté dans le prolongement de ladite bague (4) , axialement entre les deux parties (12,14).

5- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit galet porte à sa périphérie externe des dents propres à engrener directement ou indirectement avec des dents que présente la bague (4) en matière élastique au niveau de son profil ovoïde (52).

6- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une courroie (5) est interposée entre le galet (6) et le profil ovoïde de ladite bague (4), ladite courroie étant fixée à ladite bague et présentant des dents pour engrener avec les dents du galet (6).

7- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la bague (4) en matière élastique présente au niveau de son profil ovoïde des dents pour engrener avec les dents du pignon (6).

8- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie concernée porte deux galets (6) diamétralement opposés.

9- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la périphérie interne de la bague (4) en matière élastique a une forme ovoïde symétrique, et en ce que le galet (6) est en matière plastique.

10- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'une bague en matière élastique est montée entre le galet (6) et le pivot (7) associé au galet et porté par ladite partie coaxiale concernée.

11- Volant amortisseur, notamment pour véhicule automobile, du genre comportant deux masses montées rotatives l'une par rapport à l'autre, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif amortisseur de torsion selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, intervenant entre les deux masses (12,14).

12- Volant selon la revendication 11, dans lequel l'une des masses forme le plateau de réaction d'un embrayage, tandis que l'autre masse est propre à être fixée sur un arbre menant, caractérisé en ce que ladite bague (4) en matière élastique est portée par la masse propre à être fixée sur l'arbre menant, tandis que le galet (6) est porté par le plateau de réaction (14).