FR2954426A1 - Dispositif formant arbre de transmission de couple et comprenant un ensemble d'amortissement en torsion - Google Patents

Abstract

Dispositif formant arbre de transmission de couple, comprenant un corps creux (12) susceptible de subir des efforts de torsion et un ensemble (14) monté dans le corps creux et permettant l'amortissement des débattements en torsion du corps creux. Dans ce dispositif, l'ensemble d'amortissement (14) comprend d'une part une tige rigide (22) s'étendant coaxialement dans le corps et d'autre part au moins deux organes de couplage (20) reliés rigidement entre eux par la tige (22) et supportant la tige dans le corps en étant accouplés avec ce dernier. Au moins l'un des organes de couplage (20) est couplé audit corps creux (12) par contact de friction avec la face interne (12A) du corps, de manière à amortir lesdites déformations en torsion du corps entre des tronçons du corps situés au droit desdits organes de couplage (20). Application à un arbre de boîte de vitesses.

Description

"Dispositif formant arbre de transmission de couple et comprenant un ensemble d'amortissement en torsion"

La présente invention est relative à un dispositif formant arbre de transmission de couple, du type comprenant un corps creux susceptible de subir des efforts de torsion et un ensemble qui est monté dans le corps creux et qui permet l'amortissement des débattements en torsion du corps creux.

Un tel dispositif est connu du document DE10040674 dans lequel l'ensemble d'amortissement est constitué par un barreau dont l'une des extrémités est fixée rigidement au corps creux et dont l'autre extrémité est soumise à l'action d'une vis de réglage de contrainte permettant le réglage de la fréquence propre du dispositif. Des bagues élastiques sont interposées entre le corps creux et le barreau en étant disposées régulièrement entre les extrémités du barreau. Un tel dispositif est relativement complexe à mettre en oeuvre et ne peut pas être mis en oeuvre dans certains environnements. Dans le document JP2221732 est décrit un type différent de dispositif formant arbre de transmission de couple comprenant un ensemble d'amortissement en torsion. Dans ce dispositif, le corps est un arbre plein. Ce dispositif comporte un tube externe dont l'une des extrémités est fixe par rapport au corps plein et dont l'autre extrémité est couplée au corps plein par l'intermédiaire d'un bloc en matériau élastique. Un tel dispositif est relativement encombrant et il est également complexe à mettre en oeuvre. Tant le dispositif décrit dans le document DE10040674 que celui décrit dans le document JP2221732 comporte au moins une pièce en matériau élastique qui peut poser des problèmes de longévité ou être inefficace dans certains environnements, par exemple quand la température est élevée.

La présente invention a notamment pour but de remédier aux inconvénients de l'art antérieur. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif formant arbre de transmission de couple, comprenant un corps creux susceptible de subir des efforts de torsion et un ensemble qui est monté dans le corps creux et qui permet l'amortissement des débattements en torsion du corps creux. Dans ce dispositif, l'ensemble d'amortissement comprend d'une part une tige rigide s'étendant coaxialement dans le corps et d'autre part au moins deux organes de couplage reliés rigidement entre eux par la tige et supportant la tige dans le corps en étant accouplés avec ce dernier. Au moins l'un des organes de couplage est couplé au corps par contact de friction avec la face interne du corps creux, de manière à amortir lesdites déformations en torsion du corps entre des tronçons du corps situés au droit desdits organes de couplage. Dans divers modes de réalisation du dispositif selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes . un des organes de couplage est situé sensiblement à chaque extrémité du corps creux, au moins un organe de couplage intermédiaire pouvant en outre être situé entre les organes de couplage situés à chacune des extrémités du corps creux ; l'organe de couplage est en pré contrainte dans le corps creux pour exercer un effort de frottement produisant le contact par friction avec la face interne du corps creux ; chacun des organes de couplage et la tige est dans un même matériau, par exemple en métal ; - l'organe de couplage est évidé pour permettre un passage de fluide dans le creux du corps, à travers l'organe de couplage, et la section de la tige est inférieure à la section du corps creux ; le corps creux est cylindrique et les organes de couplage comportent au moins une partie de révolution dont la surface externe est en contact de friction avec la face interne du corps creux, la partie de révolution de chaque organe de couplage étant par exemple un anneau fendu raccordé à une patte radiale à laquelle la tige est fixée ; chaque extrémité du corps creux est solidaire d'une masse d'inertie telle qu'un pignon.

Dans un mode de réalisation du dispositif, les organes de couplage sont couplés au corps par contact de friction. Dans un autre mode de réalisation du dispositif, l'un des organes de couplage est couplé au corps par 15 liaison rigide. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'un de ses modes de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints. 20 Sur les dessins : - la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un dispositif formant arbre de transmission selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe suivant la 25 ligne II-II de la figure 1. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. En se reportant aux figures, la référence 10 désigne un dispositif formant arbre de transmission qui 30 comprend un corps creux 12 équipé d'un ensemble d'amortissement 14 qui est monté dans le creux de l'arbre, le creux étant référencé 15 aux figures. Cet ensemble n'est pas coupé dans la représentation de la figure 1. 35 Un tel le corps creux 12 est par exemple un corps creux de transmission de couple constituant un arbre de boîte de vitesses qui est du type employée dans un groupe moto propulseur à double embrayage. Dans une telle boîte de vitesses, les changements de vitesses peuvent être effectués sous couple et les arbres sont alors soumis à des contraintes en torsion, suivant des modes de torsion subis par le corps creux et qu'il est avantageux de traiter. Dans le mode de réalisation représenté aux figures, le corps creux 12 est constitué par un tube cylindrique d'axe A. Le creux 15, est un volume cylindrique, la face interne 12A du tube constituant l'arbre 12 étant ici à profil transversal circulaire. Chacune des extrémités du corps creux 12 est solidaire, à sa face externe 12B, d'une masse d'inertie 16 constituée ici par un pignon de boîte de vitesses.

Les masses d'inertie 16 sont distantes d'une longueur relativement importante en comparaison du diamètre de l'arbre 12 et ont une inertie importante par rapport à l'inertie de l'arbre 12. Le système constitué par l'arbre 12 et ses pignons 16 présente une fréquence propre qui est basse. L'ensemble d'amortissement 14 permet d'amortir le mode interne d'oscillation ou de vibration en torsion dudit système, de manière à éviter la sollicitation en torsion du système à sa fréquence propre.

L'ensemble d'amortissement 14 comprend deux organes de couplage métalliques 20 reliés rigidement entre eux par une tige métallique 22 sensiblement coaxiale au corps creux 12. La tige 22 est rigide en flexion et en torsion. Le matériau constituant les organes de couplage est de type sensiblement incompressible en considérant qu'il peut se déformer sous certains efforts mais qu'il présente une dureté et une élasticité proche de celle de l'acier ou de l'aluminium. Il n'est pas compressible et souple comme pourrait l'être un matériau type élastomère.

Dans le mode de réalisation représenté, la section de la tige correspond à sensiblement cinq pourcents de la section du tube constituant le corps creux 12 et environ un pourcent de la section libre correspondant au creux 15 interne au tube constituant le corps creux 12. Il importe que la section de la tige soit telle que, compte tenu de la longueur de la tige 22, cette dernière ne fléchisse pas. La tige représentée est une poutre cylindrique, mais elle peut par exemple être de profil en croix. Dans l'application choisie pour le dispositif, ici l'utilisation comme arbre de boîte de vitesse, les organes de couplage 20 sont avantageusement évidés pour permettre un passage de fluide dans le creux de l'arbre, à travers les organes de couplage. Par exemple, au moins cinquante pourcents de la section libre correspondant au creux 15 interne au tube constituant le corps creux 12 est disponible pour laisser passer de l'huile de lubrification de la boîte de vitesse. Ainsi, avantageusement, le dimensionnement de la tige 22 et des organes de couplage 20 résulte d'un compromis entre résistance à la flexion de la tige, ou plutôt absence de fléchissement de la tige, et section de passage d'huile autour de la tige et à travers les organes de couplage. Chaque organe de couplage métallique 20 comporte ici une partie de révolution 24, constituée par une lame en portion d'anneau sur environ 350 degrés de circonférence, comme représenté à la figure 2. La partie de révolution 24 est donc un anneau fendu qui présente un diamètre externe supérieur au diamètre du creux 15 de l'arbre 12. Chaque organe de couplage métallique 20 comporte ici une patte radiale 26 à laquelle la tige 22 est fixée et à laquelle la partie de révolution 24 est raccordée. L'ensemble d'amortissement 14 est assemblé dans le creux 15 en étant glissé dans ce dernier alors que la partie de révolution 24 en anneau fendu est rétractée en ayant été refroidie alors que le corps creux 12 a été dilaté en ayant été réchauffé.

Chaque partie de révolution 24 en anneau fendu est en contact étroit avec la face interne 12A du corps creux 12 quand ce dernier et l'ensemble d'amortissement 14 sont à la même température. Les parties de révolution 24 sont couplées au corps creux 12 par contact de friction de leurs extrémités libres adjacentes à leur fente. Un glissement est possible entre le corps creux 12 de transmission de couple et chacune des parties de révolution 24 en anneau fendu.

Le fonctionnement du dispositif formant arbre de transmission de couple ressort déjà en partie de la description qui précède et va maintenant être détaillé. Lorsque le dispositif formant arbre de transmission 10 transmet du couple, il subit des efforts de torsion suivant des modes de torsion qu'il est avantageux d'amortir. Il se déforme angulairement entre ses tronçons d'extrémités situés au droit d'une part des pignons 16 constituant des masses d'inertie et d'autre part des organes de couplage 20.

Cette déformation angulaire est transmise aux parties de révolution 24 en anneau fendu, ce qui tend à faire déplacer angulairement les organes de couplage 20 l'un par rapport à l'autre. La tige 22 est soumise à de la torsion, par l'intermédiaire des pattes radiales 26, et tend à amortir les déplacements angulaires des organes de couplage 20 l'un par rapport à l'autre, quitte à ce que ces derniers glissent par frottement dans le creux 15 du corps 12. Si le différentiel angulaire entre les organes de couplage 20 dépasse un certain seuil créant un effort de torsion supérieur au couplage par friction desdits organes de couplage 20 par rapport au corps creux 12, il y a glissement entre ces derniers. Ainsi, il y a absorption d'énergie, donc amortissement des modes de torsion du système formé par le corps creux 12 et les masses d'inerties constituées par les pignons 16 associées. Avantageusement, la tige 22 ne subit pas d'effort de torsion qui seraient susceptible de la détériorer. Ainsi, les sollicitations en torsion sont peu importantes dans le dimensionnement de la tige 22. Avantageusement, le couplage par contact de friction entre partie de révolution 24 et face interne 12A de l'arbre 12 est induit par une précontrainte de l'organe de couplage correspondant. Cette précontrainte autorise les frottements à partir d'un certain niveau d'effort de torsion entre partie de révolution 24 et face interne 12A de l'arbre 12. Avantageusement, la configuration choisie pour la partie de révolution 24 en anneau fendu et pour la patte radiale 26 permet l'équilibre de l'ensemble d'amortissement 14 lors de sa rotation.

Dans une variante de réalisation non représentée, l'ensemble d'amortissement comprend au moins un organe de couplage intermédiaire situé entre les organes de couplage situés à chacune des extrémités du corps creux. L'organe de couplage intermédiaire atténue les sollicitations du corps 12 en flexion, en plus des sollicitations en torsion. Dans une variante de réalisation non représentée, chaque organe de couplage comporte plusieurs parties de révolution montées en contact étroit avec la face interne de l'arbre ceux, par exemple trois de portions d'anneau angulairement réparties régulièrement et reliées entre elles par des pattes radiales solidaires de la tige. Un ensemble d'amortissement sur le principe décrit précédemment peut aussi être mis en oeuvre dans un corps creux non cylindrique, c'est-à-dire ayant un profil différent de circulaire, ou dans un corps creux formant un arbre de diamètre non constant, par exemple en ayant un épaulement en son centre.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif formant arbre de transmission de couple, comprenant un corps creux (12) susceptible de subir des efforts de torsion et un ensemble (14) qui est monté dans le corps creux et qui permet l'amortissement des débattements en torsion du corps creux, caractérisé en ce que : - l'ensemble d'amortissement (14) comprend d'une part une tige rigide (22) s'étendant coaxialement dans le corps et d'autre part au moins deux organes de couplage (20) reliés rigidement entre eux par la tige (22) et supportant la tige (22) dans le corps en étant accouplés avec ce dernier, et - au moins l'un des organes de couplage (20) est couplé audit corps (12) par contact de friction avec la face interne (12A) du corps creux, de manière à amortir lesdites déformations en torsion du corps entre des tronçons du corps situés au droit desdits organes de couplage (20).
2. 2. Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel un des organes de couplage (20) est situé sensiblement à chaque extrémité du corps creux (12).
3. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dont l'organe de couplage (20) est en pré contrainte dans le corps creux (12) pour exercer un effort de frottement produisant le contact par friction avec la face interne (12A) du corps creux.
4. 4. Dispositif selon la revendication précédente, dont chacun des organes de couplage (20) et la tige (22) sont en métal.
5. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dont l'organe de couplage (20) est évidé pour permettre un passage de fluide dans le creux du corps, à travers l'organe de couplage, et la section de la tige (22) est inférieure à la section du corps creux (12).
6. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dont le corps creux (12) est cylindrique et dont les organes de couplage (20) comportent au moins une partie de révolution (24) qui a sa surface externe en contact de friction avec la face interne (12A) du corps creux.
7. 7. Dispositif selon la revendication précédente, dont la partie de révolution (24) de chaque organe de couplage (20) est un anneau fendu qui est raccordé à une patte radiale (26) à laquelle la tige (22) est fixée.
8. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dont chaque extrémité du corps creux (12) est solidaire d'une masse d'inertie (16) telle qu'un pignon.
9. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, comprenant au moins un organe de couplage intermédiaire situé entre les organes de couplage (20) situés à chacune des extrémités du corps creux (12).
10. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dont les organes de couplage (20) sont couplés au corps creux (12) par contact de friction.
11. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dont l'un des organes de couplage (20) est couplé au corps creux (12) par liaison rigide.