FR2839758A1 - Dispositif d'accouplement elastique entre le rotor d'une machine electrique et l'arbre vilebrequin d'un moteur a combustion interne - Google Patents

Dispositif d'accouplement elastique entre le rotor d'une machine electrique et l'arbre vilebrequin d'un moteur a combustion interne Download PDF

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif d'accouplement élastique entre le rotor d'une machine électrique et l'arbre vilebrequin d'un moteur à combustion interne.Le dispositif d'accouplement est caractérisé en ce que la seconde partie (36) du boîtier d'accouplement (34) comprend un plateau annulaire (40) sur une face duquel est solidarisée coaxialement une couronne intérieurement dentée (70) et le moyeu (11) comprend une partie centrale interne cylindrique (11b) sur laquelle est frettée une bague extérieurement dentée (71) sur laquelle est montée par engrènement la couronne (70). L'invention trouve application dans le domaine de l'automobile.

Description

precedentes dans un vehicule a moteur.
La presente invention concerne un dispositif d'accouplement elastique entre le rotor diune machine electrique tournante reversible et l'arbre vilebrequin diun moteur thermique notamment d'un groupe motopropulseur hybride d'un vehicule automobile. Le rotor de la machine electrique tournante, qui peut etre un alternateur-demarreur, est solidaire d'un moyeu monte coaxialement a l'arbre vilebrequin qui entralne en rotation un volant d'inertie par l'intermediaire d'un couvercle d'embrayage solidaire en
rotation de ce volant.
- Des moyens d'accouplement vent prevus entre le moyeu du rotor de la machine electrique et le couvercle diembrayage. Cependant, ces moyens d'accouplement ont pour inconvenient d'etre sensibles aux deplacements du vilebrequin et au fonctionnement acyclique du moteur thermique et aux deformations geometriques de cet arbre, provoquant de la sorte des dysfonctionnements de la machine electrique. En outre, les moyens d'accouplement ne vent pas adaptes pour compenser un desalignement pouvant intervenir entre le rotor de la machine
electrique et l'arbre vilebrequin du moteur thermique.
Enfin, les moyens d'accouplement vent d'une structure relativement complexe et rendent extremement difficile le montage ou le demontage du couvercle d'embrayage
relativement au moyeu du rotor de la machine electrique.
La presente invention a pour but d'eliminer les inconvenients ci-dessus en proposant un dispositif daccouplement elastique entre le rotor d'une machine electrique tournante reversible et l'arbre vilebrequin d'un moteur thermique d'un groupe motopropulseur hybride d'un vehicule automobile, le rotor etant solidaire diun moyeu monte coaxialement a l'arbre vilebrequin entraluant en rotation un volant dtinertie auquel est solidarise en rotation un couvercle d'embrayage, et qui est caracterise en ce qu'il comprend un boltier d'accouplement de forme generale annulaire solidaire du couvercle d'embrayage coaxialement a celui-ci et loge dans le moyeu du rotor en etant lie en rotation a ce dernier, le boltier comprenant deux parties axialement liees l'une a l'autre, une premiere partie solidaire du couvercle d'embrayage et une seconde partie logee dans le moyeu du rotor et accouplee en rotation a la premiere partie par des moyens elast iques de meme raideur en direct ion circonferent iel le permettant de transmettre le couple de la machine electrique et d'amortir les deplacements relatifs en rotation entre les deux parties resultant des deplacements du vilebrequin et des acyclismes du moteur thermique et/ou des deformations geometriques de ce vilebrequin, et en ce que la seconde partie du boltier d'accouplement est liee en rotation au moyeu par une
liaison a dentelures ou a cannelures.
De preference, la seconde partie du boltier d'accouplement comprend un plateau annulaire sur une face duquel est solidarisee coaxialement une couronne interieurement dentee et le moyeu comprend une partie centrale interne cylindrique ayant une portion exterieurement dentee sur laquelle est montee par engrenement la couronne interieurement dentee du plateau
pour constituer la liaison a dentelures precitee.
Avantageusement, la portion exterieurement dentee est constituee par une bague exterieurement dentee frettee sur la partie centrale cylindrique interne du moyeu. La couronne du plateau annulaire de la seconde partie du boltier d'accouplement est dentee interieurement suivant trots secteurs de la couronne
regulierement espaces les uns des autres.
Les moyens d'accouplement comprennent au moins deux ressorts helicoidaux de compression montes precontraints de facon angulairement equidistante suivant sensiblement une meme circonference respectivement dans deux cages solidaires diun meme c8te de la premiere partie du boltier d'accouplement et deux padres de crabots paralleles solidaires d'un meme cote du plateau de la seconde partie du boltier d'accouplement de facon angulairement equidistante suivant sensiblement une meme circonference, les deux crabots d'accouplement de chaque padre etant en appui respectivement sur les deux spires
extremes diun ressort d'accouplement correspondent.
Avantageusement, trots ressorts d'accouplement vent prevus. La premiere partie du boltier d'accouplement comprend un plateau annulaire sur une face duquel vent fixees les cages de logement des ressorts, chaque cage comprenant deux parois paralleles s'etendant perpendiculairement de cette face et entre lesquelles est loge le ressort correspondent dont les parties de spires superieure et inferieure traversent respectivement deux fenetres rectangulaires des deux parois et les spires extremes vent en appui respectivement sur les deux bords d'extremites circonferentiellement espaces des deux fenetres, les deux crabots associes au ressort etant en appui sur les spires extremes du ressort en s'etendant
parallelement aux deux parois.
Le plateau annulaire de la premiere partie du boltier d' accouplement est fixe au couvercle d' embrayage
par des rivets.
L' invention sera mieux comprise et d'autres buts, caracteristiques, details et avantages de celle-ci
apparaltront plus clairement dans la description
explicative qui va suivre faite en reference aux dessins annexes donnes uniquement a titre d'exemple illustrant un mode de realisation de l 'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective eclatee du dispositif de l 'invention permettant d'accoupler le rotor diune machine electrique a l'arbre vilebrequin d'un moteur thermique; - la figure 2 est une vue en perspective eclatee en sens oppose du dispositif de la figure 1; - la figure 3 est une vue de cOte suivant la fleche III de la figure 1 avec les composants du dispositif d'accouplement qui vent assembles; - la figure 4 est une vue en section suivant la ligne IV-IV de la figure 3; - la figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la figure 4; - la figure 6 est une vue en section suivant la ligne VI-VI de la figure 4; et - la figure 7 est une vue en section suivant la
ligne VII-VII de la figure 5.
Bien que cela ne soit pas represente, le dispositif d'accouplement de l' invention des figures 1 a 7 est destine a s' interposer entre le moyeu 11 de support dinn rotor d'une machine electrique tournante reversible ou alternateur-demarreur et le couvercle d'embrayage 22 solidaire en rotation du volant d'inertie d'un moteur thermique dont l'arbre vilebrequin entralne en rotation
ce volant.
Le dispositif d'accouplement comprend un ensemble formant boltier d'accouplement 34 de forme generale annulaire d'une part solidaire du couvercle d'embrayage 22 coaxialement a celui-ci et d'autre part loge en grande partie dans le moyeu 11 en etant lie en rotation a ce
dernier.
Le boltier d'accouplement 34, qui est prealablement monte en usine avant fixation sur la chalne de montage au couvercle d'embrayage faisant partie du moteur thermique, comprend deux parties axialement liees l'une a l'autre, une premiere partie 35 solidaire du couvercle d'embrayage 22 et une seconde partie 36 logee dans une cavite interne
generalement annulaire lla du moyeu 11.
La seconde partie 36 est accouplee en rotation a la premiere partie 35 du boltier d'accouplement 34 par des moyens d'accouplement elastique 37, 38 procurant une meme raideur en direct ion circonferent iel le du bolt ier annulaire 34 pour permettre de transmettre le couple de rotation de la machine electrique et d'amortir les deplacements relatifs en rotation entre les deux parties , 36 pouvant resulter des deplacements du vilebrequin du moteur thermique, du fonctionnement acyclique de ce moteur et/ou des deformations geometriques du vilebrequin. De preference, les moyens d'accouplement 37, 38 comprennent trots ressorts helicoldaux de compression 37 montes precontraints de facon angulairement equidistante suivant sensiblement une meme circonference respectivement dans trots cages 39 solidaires de la face interne d'un plateau annulaire 41 de la premiere partie du boltier d'accouplement 34, et trots padres de crabots paralleles 38 solidaires perpendiculairement de la face interne d'un plateau annulaire 40 de la seconde partie 36 du boltier 34, les deux crabots d'accouplement 38 d'une meme padre etant en appui respectivement sur les deux spires extremes d'un ressort d'accouplement correspondent 37. Bien entendu, il est possible de prevoir deux ressorts 37 diametralement opposes a la place des trots ressorts ou de prevoir un nombre de ressorts 37 superieur a trots regulierement espaces sur
le plateau 41.
Les crabots 38 vent montes coaxialement au plateau annulaire 40 et vent disposes deux a deux de facon angulairement equidistante suivant sensiblement une meme circonference du plateau 40. Le plateau 41 de la premiere partie 35 est fixe au couvercle d'embrayage 22 par des
moyens de fixation, tels que par exemple des rivets 42.
Chaque cage 39 de logement diun ressort 37 comprend deux parois paralleles 43 s' etendant perpendiculairement de la face interne du plateau annulaire 41 en regard de la face interne du plateau 40 comprenant les crabots 38 et entre lesquelles est loge le ressort correspondent 37 dont les parties de spires superieure et inferieure traversent respectivement deux fenetres rectangulaires 44 des deux parois 43 et les spires extremes vent en appui respectivement sur les bords d'extremites circonferentiellement opposes 44a des deux fenetres 44 de fa, con a precontraindre le ressort 37. Les deux crabots 48 associes au ressort 37 et en appui sur les spires extremes de ce ressort s'etendent parallelement aux deux parois 43 en etant situes suivant l'axe longitudinal de
ce ressort.
La premiere partie 35 du boltier d'accouplement 34 comprend egalement un moyeu 45 solidaire du plateau 41 en sietendant a lioppose du couvercle d'embrayage 22 et sur lequel est positionne le plateau 40 de la seconde partie 36 de ce boltier. Pour maintenir axialement l'une a l'autre les deux parties 35, 36 du boltier d'accouplement 34, le plateau 40 de la seconde partie 36 comprend trots parois arquees en forme de secteur 72 solidaires du bord circulaire externe du plateau 40 perpendiculairement a celui-ci et dirigees vers le plateau 41 de la premiere partie 35. Chaque paroi arquee 72 a son bord libre interieurement recourbe a angle droit et s'engageant derriere le plateau 41 pour retenir axialement a celui-ci le plateau 40 et constituer le boltier 34 fixe au couvercle d'embrayage 22. Les parois arquees 72 s'engagent dans trots cavites correspondantes regulierement espacees du moyeu 11 et assurent le positionnement du boltier d'accouplement 34 lors de son montage en aveugle dans le moyeu 11 comme on le verra ulterieurement. Pour maintenir parallelement les deux plateaux annulaires 40, 41 des deux parties 35, 36 du boltier 34, une bague annulaire elastique 48 est interposee entre les deux parties 35, 36 pour les ecarter axialement l'une de l'autre en etant maintenues par les secteurs 72 de retenue axiale. La bague elastique 48 a une raideur axiale permettant de maintenir parallelement les deux parties 35, 36 du boltier 34, mais autorise un pivotement relatif angulairement limite, hors de leur position parallele, de ces deux parties pour filtrer les ecarts en flexion du vilebrequin, le fonctionnement acyclique du moteur thermique et/ou les de format ions geometriques de ce vilebrequin. La bague 48 permet egalement de filtrer les mouvements relatifs entre les deux parties 34, 35 du boltier 34 (hysteresis). Pour assurer l'accouplement en rotation du couvercle d'embrayage 22 au moyeu 11 du rotor de la machine electrique, la seconde partie 36 du boltier d'accouplement 34 comprend une couronne interieurement dentee 70 solidaire du plateau annulaire 40 coaxialement a celui-ci en s'etendant de sa face interne en regard du plateau 41 de la premiere partie 35. La couronne 70 est fixce concentriquement au niveau du bord circulaire interne du plateau 40 delimitant son ouverture centrale et, de preference, comprend trots secteurs interieurement
dentes 70a regulierement espaces les uns des autres.
La couronne interieurement dentee 70 est montee en engrenement sur une bague exterieurement dentee 71 frettee sur une partie centrale interne cylindrique llb
du moyeu 11 en sietendant sur une portion de celle-ci.
La bague annulaire 48 est montee concentriquement au moyeu 45 en venant en appui sur le plateau annulaire 41 de la premiere partie 35 du boltier 34 et presente une forme tronconique dont la partie de plus grand diametre opposee au plateau 41 et en appui sur lebord libre circulaire de la couronne 70 de facon a elastiquement repousser l'une de l'autre les deux parties 35, 36 de ce boltier. Ainsi, liensemble boltier 34 et couvercle d'embrayage 22 faisant partie du moteur thermique peut 8tre positionne relativement a la machine electrique de facon a permettre l' introduction du boltier 34 dans le moyeu 11 et engager par engrenement, en aveugle, le boltier 34 sur la bague dentee 71, une commande en rotation du rotor pouvant 8tre effectuee, si necessaire, pour positionner angulairement le moyeu 11 relativement au boltier 34 et assurer l'engrenement de ce dernier a la
bague 71.
Lors d'un fonctionnement acyclique du moteur thermique ou de deformations geometriques du vilebrequin de ce moteur, les ecarts en torsion resultant appliques entre les deux parties 35, 36 du boltier d'accouplement 34 vent amortis par les ressorts 37 sur lesquels agissent
les crabots 38 suivant le sens du mouvement de torsion.
Ce fonctionnement acyclique du moteur thermique ou ces deformations geometriques de vilebrequin peuvent provoquer des ecarts en flexion du vilebrequin qui vent alors amortis par la bague annulaire 48 permettant le pivotement relatif angulaire des parties 35 et 36 du boltier 34 par rapport a l'axe longitudinal du rotor de part et d'autre de la position normalement perpendiculaire des parties 35, 36 relativement a cet axe, et suivant le sens des efforts de deviation appliques a ces deux parties dus au mouvement de flexion
de l'arbre vilebrequin.
Le boltier 34 a ainsi une double fonction diune part d'amortissement permettant la filtration des deplacements du vilebrequin et du fonctionnement acyclique du moteur thermique tout en permettant de compenser un desalignement entre le rotor de la machine electrlque et l'arbre vilebrequin du moteur thermique, et d'autre part de liaison d'entralnement en rotation entre le moyeu 11 du rotor et le couvercle d'embrayage 22. Les ressorts 37 et la bague annulaire 48 vent montes dans le bolt ier 3 4 de facon a procurer respect ivement la meme raideur en direction circonferentielle et la meme raideur
en direction axiale.

Claims (9)

REVEND I CAT I ONS
1. Dispositif d'accouplement elastique entre le rotor d'une machine electrique tournante reversible et l'arbre vilebrequin d'un moteur thermique d'un groupe motopropulseur hybride d'un vehicule automobile, le rotor etant solidaire d'un moyeu monte coaxialement a l'arbre vilebrequin entralnant en rotation un volant d'inertie anquel est solidarise en rotation un couvercle d'embrayage, caracterise en ce qu'il comprend un boltier d'accouplement de forme generale annulaire (34) solidaire du couvercle d'embrayage (22) coaxialement a celui-ci et loge dans le moyeu (11) du rotor en etant lie en rotation a ce dernier, le boltier (34) comprenant deux parties (35,36) axialement liees l'une a l'autre, une premiere partie (35) solidaire du couvercle d'embrayage (22) et une seconde partie (36) logee dans le moyeu (11) du rotor et accouplee en rotation a la premiere partie (35) par des moyens elastiques (37) de meme raideur en direction circonferentielle permettant de transmettre le couple de la machine electrique et d'amortir les deplacements relatifs en rotation entre les deux parties (35,36) resultant des deplacements du vilebrequin et des acyclismes du moteur thermique et /ou des deformations geometriques de ce vilebrequin, et en ce que la seconde partie (36) du boltier d'accouplement (34) est liee en rotation au moyeu (11) par une liaison a dentelures ou a cannelures.
2. Dispositif selon la revendication 1, caracterise en ce que la seconde partie (36) du boltier d'accouplement (34) comprend un plateau annulaire (40) sur une face duquel est solidarisee coaxialement une couronne interieurement dentee (70) et le moyeu (11) comprend une partie centrale interne cylindrique (lla) ayant une portion exterieurement dentee (71) sur laquelle est montee par engrenement la couronne interieurement
dentee (70) du plateau (40).
3. Dispositif selon la revendication 2, caracterise en ce que la portion exterieurement dentee est constituee par une bague exterieurement dentee (71) frettee sur la
partie centrale cylindrique (lla) du moyeu (11).
4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caracterise en ce que la couronne (70) du plateau annulaire (40) est dentee interieurement suivant trots secteurs (70a) de la couronne (70) regulierement espaces
les uns des autres.
5. Dispositif selon l'une des revendications
precedentes, caracterise en ce que les moyens d'accouplement comprennent au moins deux ressorts helicoldaux de compression (37) montes precontraints de facon angulairement equidistante suivant sensiblement une meme circonference respectivement dans deux cages (39) solidaires d'un meme c8te de la premiere partie du boltier d'accouplement (34) et deux padres de crabots paralleles (38) solidaires d'un meme c8te du plateau de la seconde partie (35) du boltier d'accouplement (34) de facon angulairement equidistante suivant sensiblement une meme circonference, les deux crabots d'accouplement (38) de chaque padre etant en appui respectivement sur les deux spires extremes d'un ressort d'accouplement
correspondent (37).
6. Dispositif selon la revendication 5, caracterise
en ce qu'il comprend trots ressorts d'accouplement (37).
7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caracterise en ce que la premiere partie (35) du boltier d'accouplement (34) comprend un plateau annulaire (41) sur une face duquel vent fixces les cages (39) de logement des ressorts (37), chaque cage (39) comprenant deux parois paralleles (43) s'etendant perpendiculairement de cette face et entre lesquelles est loge le ressort correspondent (37) dont les parties de spires superieure et inferieure traversent respectivement deux fenetres rectangulaires (44) des deux parois (43) et les spires extremes vent en appui respectivement sur les deux bords dextremites circonferentiellement espaces (44a) des deux fenetres, les deux crabots (38) associes au ressort (37) etant en appui sur les spires extremes du
ressort en stetendant parallelement aux deux parois (43).
8. Dispositif selon la revendication 7, caracterise en ce que le plateau annulaire (41)de la premiere partie (35) du boltier (34) est fixe au couvercle d'embrayage
(22), par des rivets (42).
9. Dispositif selon l'une des revendications 2 a 8,
caracterise en ce que la seconde partie (36) du boltier (34) comprend trots parois en forme de secteur (72) s'etendant du bord circulaire externe du plateau (40) et ayant leurs extremites libres recourbees a angle droit pour siengager derriere le plateau (41) de la premiere partie (35) du boltier (34) et retenir axialement la
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