FR2829547A1

FR2829547A1 - Amortisseur de vibrations de torsion

Info

Publication number: FR2829547A1
Application number: FR0211173A
Authority: FR
Inventors: Johann Jackel; Philippe Schwederle; Laurent Theriot; Christophe Schwartz
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2001-09-10
Filing date: 2002-09-10
Publication date: 2003-03-14
Anticipated expiration: 2022-09-10
Also published as: DE10240839A1; FR2829547B1

Abstract

L'invention concerne un amortisseur de vibrations de torsion (1), en particulier un volant moteur divisé, comprenant au moins deux éléments structurels (2, 3) pouvant travailler en torsion, s'opposant à la résistance d'un dispositif d'accumulateur d'énergie (6). Pour diminuer le plus possible le frottement se produisant entre le dispositif d'accumulateur d'énergie (6) et la paroi se trouvant en contact avec le dispositif, le dispositif d'accumulateur d'énergie comprend au moins un accumulateur d'énergie (68, 70, 72) qui est maintenu par un dispositif support (60, 61, 62) couplé à l'accumulateur d'énergie, dans un intervalle radial pratiquement constant par rapport à l'axe de rotation de l'amortisseur de vibrations de torsion, lequel dispositif support (60, 61, 62) s'étend à l'extérieur, dans le sens radial, de l'accumulateur d'énergie et a une section pratiquement rectangulaire.

Description

AMORTISSEUR DE VIBRATIONS DE TORSION
L'invention concerne un amortisseur de vibrations de torsion, en particulier un volant moteur divisé, comprenant au moins deux éléments structurels pouvant travailler en torsion, s'opposant à la résistance d'un dispositif d'accumulateur d'énergie.

Dans le cas de tels amortisseurs de vibrations de torsion, le dispositif d'accumulateur d'énergie comprend souvent plusieurs accumulateurs d'énergie qui sont logés dans différentes chambres. Dans certains états de fonctionnement, il se produit un frottement entre la paroi des chambres et les accumulateurs d'énergie se trouvant en contact avec cette paroi, lequel frottement est non souhaitable.

Le but de l'invention consiste à diminuer le plus possible le frottement entre le dispositif d'accumulateur d'énergie et la paroi de chambre correspondante.

Le but est atteint, dans le cas d'un amortisseur de vibrations de torsion, en particulier dans le cas d'un volant moteur divisé, comprenant au moins deux éléments structurels pouvant travailler en torsion, s'opposant à la résistance d'un dispositif d'accumulateur d'énergie, par le fait que le dispositif d'accumulateur d'énergie comprend au moins un accumulateur d'énergie qui est maintenu, dans un intervalle radial pratiquement constant par rapport à l'axe de rotation de l'amortisseur de vibrations de torsion, par un dispositif support couplé à l'accumulateur d'énergie, lequel dispositif support s'étend à l'extérieur de l'accumulateur d'énergie, dans le sens radial, et a une section pratiquement rectangulaire. De ce fait, il se produit, au cours du

fonctionnement, une action s'opposant aux forces centrifuges agissant sur l'accumulateur d'énergie et, par conséquent, le frottement est diminué le plus possible entre l'accumulateur d'énergie et la paroi des chambres se trouvant en contact avec l'accumulateur d'énergie.

Un exemple de réalisation préféré de l'amortisseur de vibrations de torsion est caractérisé en ce que le dispositif d'accumulateur d'énergie comprend plusieurs accumulateurs d'énergie qui sont couplés au moins à un dispositif support, où le dispositif support présente, dans le sens axial de l'amortisseur de vibrations de torsion, une dimension plus petite que dans le sens radial. De ce fait, plusieurs dispositifs supports peuvent être disposés en étant contigus les uns aux autres dans le sens axial.

Par le choix d'un matériau ayant un faible indice de frottement, on s'assure que les dispositifs supports peuvent, en cours de fonctionnement, se déplacer les uns par rapport aux autres, sans pertes de frottement notables.

Le but indiqué précédemment est atteint dans le cas d'un amortisseur de vibrations de torsion, en particulier dans le cas d'un volant moteur divisé, comprenant au moins deux éléments structurels pouvant travailler en torsion, s'opposant à la résistance d'un dispositif d'accumulateur d'énergie, également par le fait que le dispositif d'accumulateur d'énergie comprend au moins deux accumulateurs d'énergie diamétralement opposés qui sont maintenus l'un par rapport au l'autre, au moyen d'un dispositif de couplage, dans un intervalle pratiquement constant, dans le sens radial. De ce fait, il se produit une action s'opposant aux forces centrifuges agissant sur

les accumulateurs d'énergie et, par conséquent, le frottement entre les accumulateurs d'énergie et la paroi des chambres des accumulateurs d'énergie est diminué le plus possible.

Un autre exemple de réalisation préféré de l'amortisseur de vibrations de torsion est caractérisé en ce que le dispositif de couplage comprend un corps annulaire sur lequel sont fixés des éléments de fixation pour les accumulateur d'énergie. Les éléments de fixation servent à fixer les accumulateurs d'énergie dans le sens radial. Le corps annulaire sert à relier entre eux deux éléments de fixation diamétralement opposés, pour maintenir un intervalle constant entre les éléments de fixation.

Un autre exemple de réalisation préféré de l'amortisseur de vibrations de torsion est caractérisé en ce que les éléments de fixation comportent à chaque fois au moins un ergot qui pénètre dans une ouverture formée au niveau d'une extrémité de l'accumulateur d'énergie correspondant. Dans le cas des accumulateurs d'énergie, il peut s'agir, par exemple, de ressorts hélicoïdaux. Les ergots peuvent présenter la forme d'un cylindre circulaire dont le diamètre extérieur correspond au diamètre intérieur des spires du ressort hélicoïdal.

Un autre exemple de réalisation préféré de l'amortisseur de vibrations de torsion est caractérisé en ce que l'ergot est disposé sur l'élément de fixation de façon telle, que l'extrémité de l'accumulateur d'énergie se trouvant en prise avec l'ergot est tirée vers l'intérieur, dans le sens radial. De ce fait, il se produit, par rapport à l'axe de rotation de l'amortisseur de vibrations de torsion, un intervalle radial entre les accumulateurs d'énergie et la paroi de

chambre correspondante des accumulateurs d'énergie, grâce à quoi le frottement, au moins dans la zone de l'ergot, est complètement éliminé.

Un autre exemple de réalisation préféré de l'amortisseur de vibrations de torsion est caractérisé en ce que le corps annulaire est disposé à l'intérieur de l'accumulateur d'énergie, dans le sens radial. De ce fait, l'encombrement de l'amortisseur de vibrations de torsion peut être maintenu à un faible niveau, en direction de son axe de rotation.

Un autre exemple de réalisation préféré de l'amortisseur de vibrations de torsion est caractérisé en ce que le corps annulaire présente une section pratiquement rectangulaire. Ici, la section du corps annulaire, ayant une dimension plus petite, est disposée en étant parallèle à l'axe de rotation de l'amortisseur de vibrations de torsion. De ce fait, on peut encore diminuer l'encombrement de l'amortisseur de vibrations de torsion, en direction de son axe de rotation.

Un autre exemple de réalisation préféré de l'amortisseur de vibrations de torsion est caractérisé en ce que l'élément de fixation est sollicité par un accumulateur d'énergie supplémentaire, sur son côté placé à l'opposé de l'accumulateur d'énergie correspondant, lequel accumulateur d'énergie supplémentaire présente une rigidité inférieure à celle de l'accumulateur d'énergie correspondant.

L'accumulateur d'énergie supplémentaire, plus souple, entraîne une amélioration de l'isolation au ralenti.

D'autres avantages, d'autres caractéristiques et d'autres détails de l'invention résultent de la description qui suit dans laquelle, en faisant

référence aux dessins, on décrit de façon détaillée différents exemples de réalisation. Dans les dessins :
La figure 1 montre une vue en coupe d'un dispositif d'amortissement conformément à un premier mode de réalisation de l'invention ;
La figure 2 montre une vue en coupe représentée partiellement le long de la ligne II-II de la figure 1 ;
La figure 3 montre une partie III extraite de la figure 2 conformément à un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
La figure 4 montre une vue en coupe d'un dispositif d'amortissement conformément à un troisième mode de réalisation de l'invention ; et
La figure 5 montre une vue en coupe représentée partiellement suivant la ligne V-V de la figure 4.

L'amortisseur de vibrations de torsion représenté partiellement sur les figures 1 et 2 forme un volant moteur divisé 1 qui comprend une première masse d'inertie ou masse d'inertie primaire 2 pouvant être fixée sur un arbre de sortie, non représenté, d'un moteur à combustion interne, ainsi qu'une seconde masse d'inertie ou masse d'inertie secondaire 3. Sur la seconde masse d'inertie 3, on peut fixer un embrayage à friction en interposant un disque d'embrayage au moyen duquel un arbre d'entrée, également non représenté, peut être accouplé et désaccouplé.

Les masses d'inertie 2 et 3 sont logées de façon à pouvoir travailler en torsion l'une par rapport à l'autre, via une suspension 4 qui est disposée, dans le cas de l'exemple de réalisation représenté, à l'intérieur de perçages 5, dans le sens radial, pour le passage de vis de fixation servant au montage de la première masse d'inertie 2 sur l'arbre de sortie d'un moteur à combustion interne. Entre les deux masses

d'inertie 2 et 3, agit un dispositif d'amortissement 6 qui comprend des accumulateurs d'énergie 7 dont au moins un est formé par des ressorts hélicoïdaux 8,9, 10,11, 12,13, comme on le voit en particulier d'après la figure 2.

Les deux masses d'inertie 2 et 3 ont des zones de sollicitation 14,15 ou 16 pour les accumulateurs d'énergie 7. Dans le cas de l'exemple de réalisation représenté, les zones de sollicitation 14,15 sont constituées par des nervures formées dans des parties tôlées 17,18 formant la première masse d'inertie 2.

Les zones de sollicitation 16 prévues axialement entre les zones de sollicitation 14,15 sont formées par au moins un élément structurel de sollicitation 20 en forme de bride relié, par exemple par des rivets 19, à la masse secondaire 3. Cet élément structurel 20 sert d'élément de transmission du couple entre les accumulateurs d'énergie 7 et la masse d'inertie 3. Les zones de sollicitation 16 sont formées par des consoles 16 ou des bras, dans le sens radial, prévus sur la circonférence extérieure du moyen de sollicitation 20 en forme de bride.

L'élément structurel 17 fabriqué par formage à froid de la tôle sert à la fixation de la première masse d'inertie 2 ou de la totalité du volant moteur divisé 1, sur l'arbre de sortie d'un moteur à combustion interne. L'élément structurel 17 est relié, à l'extérieur dans le sens radial, à un élément structurel 18 également en tôle. Les éléments structurels 17 et 18 constituent un espace 21 de forme annulaire qui comprend une zone 22 de type torique. L'espace 21 de forme annulaire, ou la zone 22 de type torique, peut être rempli au moins partiellement d'un milieu visqueux, comme par exemple de la graisse. En

regardant dans le sens circonférentiel, entre les formages ou les zones de sollicitation 14,15, les éléments structurels 17,18 forment des courbures 23, 24 qui délimitent la zone 22 de type torique et logent les accumulateurs d'énergie 7 et qui servent également au guidage aussi bien dans le sens radial que dans le sens axial.

L'élément structurel 17 s'étendant radialement supporte intérieurement, dans le sens radial, un élément intermédiaire ou un moyeu 26, lequel élément intermédiaire ou moyeu loge ou supporte la bague de roulement intérieure du roulement à billes 4. La bague de roulement extérieure du roulement à billes 4 supporte la masse d'inertie 3.

Comme on le voit en particulier d'après la figure 2, les ressorts hélicoïdaux 8-13 sont disposés à l'intérieur, dans le sens radial, de la périphérie extérieure de la masse d'inertie primaire 2. Les ressorts hélicoïdaux 8-13 sont espacés les uns des autres et disposés concentriquement par rapport à la périphérie extérieure de la masse d'inertie primaire 2 ou de l'axe de rotation de l'amortisseur de vibrations de torsion. A l'intérieur des ressorts hélicoïdaux 8- 13, dans le sens radial, des corps annulaires 28,29 et 30 sont disposés en ayant une section rectangulaire. La section des corps annulaires 28-30, dans la direction de l'axe de rotation de l'amortisseur de vibrations de torsion, a des dimensions plus petites que dans le sens radial. Sur le corps annulaire 28, sont disposées, de manière diamétralement opposée, des parties saillantes 32 et 35 s'étendant radialement. Sur les corps annulaires 29 et 30, sont conformées, de façon correspondante, des parties saillantes radiales 31,34 et 33,36 disposées par paires diamétralement opposées.

Un élément de fixation 37,38, 39,40, 41 et 42 est fixé à chaque fois sur les parties saillantes radiales 31-36. La fixation des éléments de fixation 37 à 42 est réalisée par des rivetages 43.

Deux ergots 44 et 45 sont conformés sur l'élément de fixation 37, en étant opposés dans la direction circonférentielle. L'ergot 44 pénètre dans une extrémité du ressort hélicoïdal 8. L'ergot 45 pénètre dans une extrémité du ressort hélicoïdal 9. Un ergot 46, qui est conformé sur l'élément de fixation 38, pénètre dans l'autre extrémité du ressort hélicoïdal 9. En outre, une extrémité du ressort hélicoïdal 10 est au contact de l'élément de fixation 38. L'autre extrémité du ressort hélicoïdal 10 est couplée à la masse d'inertie primaire 2 et à la masse d'inertie secondaire 3. L'élément de fixation 39, dont un ergot 47 pénètre dans une extrémité du ressort hélicoïdal 11, est couplé également à la masse d'inertie primaire 2 et à la masse d'inertie secondaire 3. Un ergot 48, qui est conformé sur l'élément de fixation 40, pénètre dans l'autre extrémité du ressort hélicoïdal 11. Un ergot 49, qui pénètre dans une extrémité du ressort hélicoïdal 12, est conformé sur l'élément de fixation 40, à l'opposé de l'ergot 48. Un ergot 50, qui est conformé sur l'élément de fixation 41 pénètre dans l'autre extrémité du ressort hélicoïdal 12. Une extrémité du ressort hélicoïdal 13 est au contact du côté de l'élément de fixation 41, placé à l'opposé de l'ergot 50. L'autre extrémité du ressort hélicoïdal 13 est, de même que l'autre extrémité du ressort hélicoïdal 8, sollicitée par la masse d'inertie primaire 2 et par la masse d'inertie secondaire 3.

Les ressorts hélicoïdaux 8-13 sont, comme on le voit d'après la figure 2, montés en série. Les ressorts

hélicoïdaux 10 et 13 sont désignés également comme des ressorts de niveau de démarrage et sont disposés au contact d'une paroi de la masse d'inertie primaire 2 formant une chambre pour le logement des ressorts hélicoïdaux, en étant placés à l'extérieur, dans le sens radial, par rapport à l'axe de rotation de l'amortisseur de vibrations de torsion. Les deux ressorts hélicoïdaux 8 et 9 et les deux ressorts hélicoïdaux 11 et 12 sont désignés également comme étant des ressorts du niveau de traction. Les extrémités des ressorts hélicoïdaux 8,9 et 11,12 sont tirés vers l'intérieur, dans le sens radial, par les ergots 51,44, 45,46 et 47,48, 49,50 qui sont conformés sur les éléments de fixation correspondants, pour garantir un certain intervalle entre les ressorts hélicoïdaux 8,9 et 11,12 et la paroi de la masse d'inertie primaire 2, formant la chambre de logement.

Les forces centrifuges agissant sur les ressorts hélicoïdaux, en cours de fonctionnement, sont compensées par la disposition des ergots placés de manière diamétralement opposée.

Par le mode de réalisation représenté sur les figures 1 et 2, on garantit que les ressorts hélicoïdaux 10 et 13 sont sollicités, lors du démarrage, par des forces de frottement. Au cours du fonctionnement par traction, on évite cependant le frottement entre les ressorts hélicoïdaux 8,9 ou 11, 12 et la masse d'inertie primaire 2. En procédant ainsi, on parvient au fait que les ressorts hélicoïdaux peuvent se détendre de manière uniforme.

Sur la figure 3, on montre qu'un ressort hélicoïdal supplémentaire 55 peut être disposé également entre l'élément de sollicitation 20 en forme de bride et l'élément de fixation 41. Le ressort

hélicoïdal supplémentaire 55 présente une rigidité inférieure à celle du ressort hélicoïdal 8 qui est au contact du côté de l'élément de fixation 41, placé à l'opposé de l'élément de sollicitation 20 en forme de bride. Le ressort hélicoïdal supplémentaire 55 est logé dans un trou borgne 54 qui est conformé sur le côté de l'élément de fixation 41, tourné vers l'élément de sollicitation 20 en forme de bride.

Le mode de réalisation représenté sur les figures 4 et 5 est semblable au mode de réalisation représenté sur les figures 1 et 2. Les mêmes pièces sont indiquées avec les mêmes références, de sorte qu'en conséquence, on renvoie à la description concernant les figures 1 et 2. Par la suite, on n'aborde que les différences existant entre les deux modes de réalisation.

Sur la figure 4, on voit que la masse d'inertie secondaire 3 agit en coopération avec un dispositif 75 de commande d'embrayage, en interposant un disque d'embrayage 57 comportant des garnitures 58 et 59.

Dans le cas du mode de réalisation représenté sur les figures 4 et 5, le dispositif d'amortissement 6 comprend trois paires de ressorts hélicoïdaux 68,69 ; 70,71 et 72,73. Les deux ressorts hélicoïdaux formant une paire présentent différents diamètres de spires.

Les ressorts hélicoïdaux 69,71 et 73 ont un diamètre de spires plus petit que celui des ressorts hélicoïdaux 68,70 et 72 et sont disposés à l'intérieur de ces derniers.

Les ressorts hélicoïdaux 68-73 sont disposés en étant courbés de forme arquée, concentriquement par rapport à l'axe de rotation de l'amortisseur de vibrations de torsion. L'espace de logement pour les ressorts hélicoïdaux 68-73 est limité extérieurement, dans le sens radial, par une paroi 74. Un espace creux,

de section rectangulaire, est conformé entre la paroi 74 et la circonférence extérieure, dans le sens radial, des ressorts hélicoïdaux 68-73, par rapport à l'axe de rotation de l'amortisseur de vibrations de torsion, espace creux dans lequel sont logés trois dispositifs supports 60,61 et 62. Les dispositifs supports 60 à 62 ont la forme d'anneaux à section rectangulaire. Les dimensions des sections annulaires sont, dans le sens radial, par rapport à l'axe de rotation de l'amortisseur de vibrations de torsion, nettement plus grandes que dans le sens axial. Les dispositifs supports 60 à 62 sont montés sur les ressorts hélicoïdaux 72 et 70 à l'aide d'éléments d'encliquetage 64 et 65.

Si les ressorts hélicoïdaux 70 à 73 sont comprimés, les dispositifs supports 60 à 62 se déplacent l'un par rapport à l'autre. Le matériau des dispositifs supports 60-62 est ici ondulé de manière telle, que le frottement entre les dispositifs supports est faible. Les dispositifs supports peuvent être dotés également d'un revêtement diminuant le frottement. Au cours du fonctionnement de l'amortisseur de vibrations de torsion, les dispositifs supports 60 à 62 garantissent que l'intervalle reste constant entre les ressorts hélicoïdaux 68 à 73 et la paroi 74.

Les revendications fournies avec la demande sont des propositions de formulations, sans préjuger d'une protection étendue conférée par le brevet. La déposante se réserve le droit de revendiquer d'autres combinaisons de caractéristiques divulguées jusqu'à présent seulement dans la description et/ou dans les dessins.

Des renvois utilisés dans des sous-revendications font référence à l'autre configuration de l'objet de la

revendication principale, par les caractéristiques de la sous-revendication respective ; ces renvois ne doivent pas être interprétés comme étant une renonciation à l'obtention d'une protection indépendante de l'objet pour les combinaisons de caractéristiques contenues dans les sous-revendications ayant fait l'objet de ces renvois.

Etant donné que les objets des sousrevendications peuvent constituer des inventions distinctes et indépendantes en faisant référence à l'état de la technique à la date de priorité, la déposante se réserve le droit d'en faire l'objet de revendications indépendantes ou d'en faire des déclarations de division. En outre, ces objets peuvent contenir également des inventions indépendantes qui montrent une conformation indépendante des objets des sous-revendications précédentes.

Les exemples de réalisation ne doivent pas être interprétés comme étant une limitation de l'invention.

Bien plus, de nombreux changements et de nombreuses modifications sont possibles dans le cadre de la présente divulgation, tels que des variantes, des éléments, des combinaisons et/ou des matériaux que l'homme de l'art peut utiliser, par exemple, en vue de résoudre le problème, en combinant ou en modifiant des caractéristiques ou des éléments ou des étapes de procédés, pris individuellement, en association avec des modes de réalisation ainsi qu'avec des revendications, décrits dans la description générale et contenus dans les dessins, et qui conduisent ainsi à un nouvel objet ou à de nouvelles étapes de procédés ou à de nouvelles suites d'étapes de procédés, par des caractéristiques pouvant être combinées, même là où

elles concernent des procédés de fabrication, de contrôle et de travail.

Claims

REVENDICATIONS 1. Amortisseur de vibrations de torsion, en particulier un volant moteur divisé, comprenant au moins deux éléments structurels (2,3) pouvant travailler en torsion, s'opposant à la résistance d'un dispositif d'accumulateur d'énergie, caractérisé en ce que le dispositif d'accumulateur d'énergie comprend au moins un accumulateur d'énergie qui est maintenu par un dispositif support couplé à l'accumulateur d'énergie, dans un intervalle radial pratiquement constant par rapport à l'axe de rotation de l'amortisseur de vibrations de torsion, lequel dispositif support s'étend à l'extérieur de l'accumulateur d'énergie, dans le sens radial, et présente une section pratiquement rectangulaire.
2. Amortisseur de vibrations de torsion, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'accumulateur d'énergie comprend plusieurs accumulateurs d'énergie (70,72) qui sont couplés au moins à un dispositif support, où les dispositifs supports ont, dans le sens axial de l'amortisseur de vibrations de torsion, une dimension plus petite que dans le sens radial.
3. Amortisseur de vibrations de torsion, en particulier un volant moteur divisé (1), comprenant au moins deux éléments structurels pouvant travailler en torsion, s'opposant à la résistance d'au moins un dispositif (6) d'accumulateur d'énergie, caractérisé en ce que le dispositif

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d'accumulateur d'énergie comprend au moins deux accumulateurs d'énergie diamétralement opposés, lesquels accumulateurs d'énergie sont maintenus, par un dispositif de couplage, dans un intervalle pratiquement constant, l'un par rapport à l'autre, dans le sens radial.
4. Amortisseur de vibrations de torsion, selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de couplage comprend un corps annulaire sur lequel sont fixés des éléments de fixation (37 - 42) pour les accumulateurs d'énergie.
5. Amortisseur de vibrations de torsion, selon la revendication 4, caractérisé en ce que les éléments de fixation comprennent à chaque fois au moins un ergot (44-51) qui s'introduit dans une ouverture formée au niveau d'une extrémité de l'accumulateur d'énergie correspondant.
6. Amortisseur de vibrations de torsion, selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'ergot est disposé sur l'élément de fixation (37-42) de façon telle, que l'extrémité de l'accumulateur d'énergie, se trouvant en prise avec l'ergot, est tirée vers l'intérieur, dans le sens radial, par rapport à l'axe de rotation de l'amortisseur de vibrations de torsion.
7. Amortisseur de vibrations de torsion, selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le corps annulaire (28-30) est disposé à l'intérieur des accumulateurs d'énergie, dans le sens radial.

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8. Amortisseur de vibrations de torsion, selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que le corps annulaire (28-30) présente une section pratiquement rectangulaire.
9. Amortisseur de vibrations de torsion, selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que l'élément de fixation (41), sur son côté placé à l'opposé de l'accumulateur d'énergie correspondant (8), est sollicité par un accumulateur d'énergie supplémentaire qui présente une rigidité inférieure à celle de l'accumulateur d'énergie correspondant.