FR2730782A1 - Dispositif d'entrainement comportant un amortisseur de vibrations de torsion - Google Patents

Dispositif d'entrainement comportant un amortisseur de vibrations de torsion Download PDF

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Abstract

Dispositif d'entraînement d'un équipement, à partir d'un arbre moteur, comportant un amortisseur de vibrations de torsion: ce dispositif comprend un élément primaire (11) destiné à être solidarisé à l'arbre moteur et un élément secondaire (21) destiné à être relié à l'équipement; l'élément primaire (11) est lié, d'une part, à un anneau d'inertie (15) par l'intermédiaire de premiers moyens élastiques (14) et, d'autre part, à l'élément secondaire (21) par l'intermédiaire de seconds moyens élastiques (24); en fonctionnement, le déplacement relatif en rotation, lorsqu'il y en a, entre l'élément secondaire (21) et l'anneau d'inertie (15) est un déplacement relatif avec frottement.

Description

"Dispositif d'entraînement comportant un amortisseur
de vibrations de torsion"
La présente invention concerne les dispositifs d'entraînement comportant un amortisseur de vibrations de torsion.
Plus particulièrement, la présente invention est relative aux dispositifs d'entraînement d'au moins un équipement, à partir d'un arbre moteur, comportant un amortisseur de vibrations de torsion des masses en rotation, lesquels dispositifs comprennent un élément primaire destiné à être solidarisé à l'arbre moteur et un élément secondaire destiné à être relié audit au moins un équipement, ledit élément primaire étant lié, d'une part, à un anneau d'inertie par l'intermédiaire de premiers moyens élastiques et, d'autre part, à l'élément secondaire par l'intermédiaire de seconds moyens élastiques.
De tels dispositifs d'entraînement sont bien connus; ils sont par exemple montés en bout de l'arbre moteur d'un véhicule automobile et permettent l'entraînement en rotation d'un ou (plusieurs) équipement(s), tel(s) qu'un alternateur, un ventilateur, ou autre.
Un tel dispositif d'entraînement est agencé en sorte que sont assurées deux fonctions principales, à savoir une fonction d'amortissement et une fonction de filtration.
La fonction d'amortissement amortit les vibrations de torsion de l'arbre moteur, par exemple le vilebrequin du moteur du véhicule, grâce à l'association de l'anneau d'inertie et des premiers moyens élastiques dont les propriétés, inertie et élasticité, sont déterminées en fonction des caractéristiques dynamiques de l'arbre moteur et de l'équipage mobile qui lui est lié.
La fonction de filtration filtre les irrégularités cycliques de l'arbre moteur ; dans le cas d'un moteur de véhicule automobile, on sait que ces irrégularités se manifestent à bas régime et qu'elles nuisent au bon fonctionnement du moteur et à la tenue mécanique des équipements entraînés par le dispositif ; cette fonction de filtration est assurée par les seconds moyens élastiques choisis à grande flexibilité en torsion, laquelle est calculée en tenant compte des équipements entraînés par le dispositif.
De tels dispositifs d'entraînement fonctionnent bien mais, comme on le voit, leur architecture et donc leur encombrement est tributaire, d'une part, de l'organe moteur, voire l'arbre moteur et l'équipage mobile qui lui est lié, et, d'autre part, du (ou des) équipement(s) entraîné(s) ; il n'est donc pas toujours possible, pour une application donnée, de les dimensionner rigoureusement tel que prévu par le calcul, ce qui nuit donc au rendement et à la tenue mécanique des organes concernés.
La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients et pour objet un dispositif d'entraînement qui puisse rigoureusement être adapté quelle que soit l'application.
Selon l'invention, un dispositif d'entraînement d'au moins un équipement, à partir d'un arbre moteur, comportant un amortisseur de vibrations de torsion des masses en rotation, lequel dispositif comprend un élément primaire destiné à être solidarisé à l'arbre moteur et un élément secondaire destiné à être relié audit au moins un équipement, ledit élément primaire étant lié, d'une part, à un anneau d'inertie par l'intermédiaire de premiers moyens élastiques et, d'autre part, à l'élément secondaire par l'intermédiaire de seconds moyens élastiques, est caractérisé par le fait que, en fonctionnement, le déplacement relatif en rotation, lorsqu'il y en a, entre l'élément secondaire et l'anneau d'inertie est un déplacement relatif avec frottement.
Grâce à cette disposition, ces moyens de frottement ajoutent leur action à celles de l'anneau d'inertie et de l'élément élastique et il est ainsi possible, en combinant ces diverses actions, de trouver, dans un encombrement donné, le dispositif d'entraînement qui convienne parfaitement.
Avantageusement, des moyens de frottement sont prévus entre l'élément secondaire et l'anneau d'inertie.
Selon une forme de réalisation préférée, l'élément secondaire comporte une jante s'étendant parallèlement à l'axe du dispositif et ladite jante recouvre au moins en partie l'anneau d'inertie qui présente une face externe cylindrique en regard de ladite jante, les moyens de frottement étant placés entre ladite jante et ladite face externe cylindrique de l'anneau d'inertie ; avantageusement, les moyens de frottement sont en forme d'anneau cylindrique, constituant ainsi un palier de guidage radial.
De préférence, ladite jante est une jante de poulie pour l'entraînement par courroie dudit au moins un équipement.
Avantageusement, l'élément primaire est en forme générale de tambour de révolution comprenant un flasque transversal et une bague cylindrique axiale raccordés par une jupe légèrement conique, les premiers moyens élastiques étant disposés entre ladite bague et l'anneau d'inertie.
De préférence, les seconds moyens élastiques sont placés entre un voile transversal de l'élément secondaire et une portée annulaire que présente un contre-voile solidaire de l'élément primaire.
Avantageusement, les seconds moyens élastiques sont pré-contraints ; la précontrainte est axiale ; la précontrainte axiale est assurée par un voile d'appui transversal que présente un élément d'appui solidarisé à l'élément primaire le voile d'appui est placé au droit du voile transversal de l'élément secondaire ; un élément de butée axiale est disposé entre ledit voile d'appui et ledit voile transversal.
De préférence, des moyens de limitation sont prévus pour limiter le débattement angulaire de l'élément secondaire par rapport à l'élément primaire ; lesdits moyens de limitation comprennent au moins un ergot, porté par le voile transversal de l'élément secondaire, s'étendant axialement dans une ouverture ménagée dans le voile d'appui de l'élément d'appui.
L'invention sera mieux décrite en référence aux dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 est une vue en coupe d'un dispositif d'entraînement selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue partielle de gauche, par rapport à la figure 1, du dispositif selon la figure 1.
En se reportant à la figure 1, on voit un dispositif d'entraînement 10 qui comprend un élément primaire 11 destiné à être solidarisé à un arbre moteur, par exemple l'arbre du moteur d'un véhicule automobile, et un élément secondaire 21 destiné à être relié à un équipement, par exemple un équipement dudit véhicule, comme un alternateur, un ventilateur ou autre, pour l'entraînement dudit équipement par ledit arbre moteur.
L'élément primaire 11 est constitué, selon l'exemple représenté, d'un flasque 16 muni de trous 18 pour sa fixation par vissage à une bride, non représentée, placée en bout de l'arbre moteur. Le flasque 16 porte, par l'intermédiaire d'une jupe 12 de raccordement de forme légèrement conique, une bague 13 de révolution s'étendant parallèlement à l'axe 20 du dispositif 10, lequel axe 20 est confondu avec l'axe de rotation de l'arbre moteur.
Un anneau d'inertie 15 entoure la bague 13, de laquelle il est rendu solidaire par l'intermédiaire d'un élément élastique 14 monté en compression entre l'anneau d'inertie 15 et la bague 13 : un tel ensemble, comme connu en soi, constitue un amortisseur pour l'amortissement des vibrations de torsion de l'arbre moteur, l'inertie de l'anneau 15 et les propriétés élastiques de l'élément élastique 14, souvent en élastomère, étant bien entendu adaptées aux caractéristiques dynamiques de l'arbre moteur et, notamment lorsque l'arbre moteur est l'arbre du moteur d'un véhicule, à tout l'équipage mobile du moteur qui lui est lié.
L'anneau d'inertie 15 présente une face externe cylindrique 17, dont le rôle apparaîtra ci-après, limitée d'un côté par une couronne 19, de plus grand diamètre, que comporte l'anneau d'inertie 15 et qui permet notamment l'équilibrage dudit anneau d'inertie 15 par les procédés classiques par enlèvement de matière.
L'élément secondaire 21 est constitué d'un voile 23 transversal auquel est reliée une jante de poulie 22. Le voile 23 de l'élément secondaire 21 est relié à un anneau élastique 24 lui-même solidaire de l'élément primaire 11 ; plus précisément, au lieu de lier l'anneau élastique 24 directement à l'élément primaire 11, on préfère le lier à une portée évasée annulaire 25 d'un flasque 26 lui-même solidarisé en rotation avec le flasque 16 de l'élément primaire 11 : grâce à cette disposition, l'élément secondaire 21 comprenant le voile 23 et la jante de poulie 22, l'anneau élastique 24 et le flasque 26 constituent un sous-ensemble, qu'il est possible d'adapter à l'application particulière traitée ; avantageusement, la portée évasée annulaire 25 épouse la forme légèrement conique de la jupe 12 de l'élément primaire 11.
La jante de poulie 22 recouvre au moins en partie l'anneau d'inertie 15 : plus précisément, la face externe cylindrique 17 de l'anneau d'inertie 15 est en regard de la jante de poulie 22 ; des moyens de frottement sont placés dans l'intervalle ainsi défini entre la face externe cylindrique 17 de l'anneau d'inertie 15 et la jante de poulie 22 ; ces moyens de frottement sont réalisés sous forme d'anneau cylindrique 40 en sorte qu'ils constituent en outre un palier de guidage radial pour la jante de poulie 22 ; ces moyens de frottement ajoutent leur action à celles de l'anneau d'inertie 15 et de l'élément élastique 14, c'est-à-dire qu'ils apportent un amortissement supplémentaire, par friction, qui améliore l'atténuation vibratoire du mode propre de torsion de l'arbre moteur ; grâce à cette disposition, il est possible également, dans un encombrement donné trop étroit pour recevoir un anneau d'inertie et/ou un élément élastique correctement dimensionné(s), de compenser par ces moyens de frottement l'étroitesse de l'encombrement.
Le rôle de l'anneau élastique 24 est de filtrer les irrégularités cycliques de l'arbre moteur en évitant qu'elles soient transmises aux équipements via la courroie entraînée par la jante de poulie 22 ; pour ce faire, l'anneau élastique 24 présente une grande flexibilité en torsion ; il est avantageux, comme on le sait, de monter l'anneau élastique 24 en contrainte axiale, de manière à diminuer les contraintes dans le matériau en phase active de travail ; à cet effet, un élément d'appui 31 est prévu ; cet élément d'appui 31 présente un voile d'appui 33 placé extérieurement au droit du voile 23 de l'élément secondaire 21 ; le voile d'appui 33 est raccordé à un flasque 36 par un cône de raccordement 32 ; le flasque 36 est solidarisé à l'élément primaire 11 ; ainsi, les flasques 16, 26, 36 sont solidaires ; ceci peut être obtenu par des points de soudure et/ou par vissage des trois flasques sur la bride en bout d'arbre moteur, les flasques 26 et 36 présentant des trous 28 et 35, respectivement, placés au droit des trous 18 du flasque 16 pour constituer des passages 30 pour des vis de fixation.
Une butée axiale 50 placée entre le voile 23 de l'élément secondaire 21 et le voile d'appui 33 de l'élément d'appui 31 facilite le déplacement circonférentiel relatif entre le voile 23 et le voile d'appui 33, déplacement relatif amorti par l'anneau élastique 24 monté en compression axiale.
La flexibilité de l'anneau élastique 24 étant grande en torsion, il est avantageux de limiter le débattement circonférentiel relatif entre l'élément primaire 11 et l'élément secondaire 21, c'est-à-dire entre le voile 23 et le voile d'appui 33 : à cet effet, le voile 23 présente des ergots 27, par exemple trois ergots 27 espacés régulièrement circonférentiellement, qui s'étendent, selon l'axe 20, dans une ouverture 34 ménagée dans le voile d'appui 33.
Le positionnement axial du voile 23, par rapport à l'extrémité de l'arbre moteur, obtenu par le voile d'appui 33 via la butée axiale 50, permet en outre un positionnement correct des gorges ou stries de la jante de poulie 22.
Comme on le voit, le dispositif d'entraînement selon l'invention est de construction simple et économique ; il comporte un amortisseur de vibrations de torsion réalisant les deux fonctions principales d'amortissement et de filtration dans un ensemble compact ayant un nombre réduit de composants.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite et représentée mais englobe toute variante d'exécution.

Claims (14)

REVENDICATIONS
1. Dispositif d'entraînement d'au moins un équipement, à partir d'un arbre moteur, comportant un amortisseur de vibrations de torsion des masses en rotation, lequel dispositif comprend un élément primaire (11) destiné à être solidarisé à l'arbre moteur et un élément secondaire (21) destiné à être relié audit au moins un équipement, ledit élément primaire (11) étant lié, d'une part, à un anneau d'inertie (15) par l'intermédiaire de premiers moyens élastiques (14) et, d'autre part, à l'élément secondaire (21) par l'intermédiaire de seconds moyens élastiques (24), caractérisé par le fait que, en fonctionnement, le déplacement relatif en rotation, lorsqu'il y en a, entre l'élément secondaire (21) et l'anneau d'inertie (15) est un déplacement relatif avec frottement.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que des moyens de frottement sont prévus entre l'élément secondaire (21) et l'anneau d'inertie (15).
3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel l'élément secondaire (21) comporte une jante (22) s'étendant parallèlement à l'axe (20) du dispositif, caractérisé par le fait que ladite jante (22) recouvre au moins en partie l'anneau d'inertie (15) qui présente une face externe cylindrique (17) en regard de ladite jante (22), les moyens de frottement étant placés entre ladite jante (22) et ladite face externe cylindrique (17) de l'anneau d'inertie (15).
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les moyens de frottement sont en forme d'anneau cylindrique (40), constituant ainsi un palier de guidage radial.
5. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que ladite jante (22) est une jante de poulie pour l'entraînement par courroie dudit au moins un équipement.
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'élément primaire (11) est en forme générale de tambour de révolution comprenant un flasque (16) transversal et une bague cylindrique axiale (13) raccordés par une jupe (12) légèrement conique, les premiers moyens élastiques (14) étant disposés entre ladite bague (13) et l'anneau d'inertie (15).
7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les seconds moyens élastiques (24) sont placés entre un voile transversal (23) de l'élément secondaire (21) et une portée annulaire (25) que présente un contre-voile (29) solidaire de l'élément primaire (11).
8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que les seconds moyens élastiques (24) sont pré-contraints.
9. Dispositif selon les revendications 7 et 8, caractérisé par le fait que la précontrainte est axiale.
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que la précontrainte axiale est assurée par un voile d'appui (33) transversal que présente un élément d'appui (31) solidarisé à l'élément primaire (11).
11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que le voile d'appui (33) est placé au droit du voile transversal (23) de l'élément secondaire (21).
12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé par le fait qu'un élément de butée axiale (50) est disposé entre ledit voile d'appui (33) et ledit voile transversal (23).
13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que des moyens de limitation sont prévus pour limiter le débattement angulaire de l'élément secondaire (21) par rapport à l'élément primaire (11).
14. Dispositif selon les revendications 11 et 13, caractérisé par le fait que lesdits moyens de limitation comprennent au moins un ergot (27), porté par le voile transversal (23) de l'élément secondaire (21), s'étendant axialement dans une ouverture (34) ménagée dans le voile d'appui (33) de l'élément d'appui (31).
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