FR3051029A1 - Dispositif de transmission de couple, notamment pour vehicule automobile - Google Patents

Dispositif de transmission de couple, notamment pour vehicule automobile Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un dispositif (1) de transmission de couple, notamment pour véhicule automobile, comportant un élément d'entrée de couple (2) destiné à être couplé à un vilebrequin (3), un élément de sortie de couple (24), destiné à être couplé à un arbre d'entrée d'une boîte de vitesses, mobile en rotation autour d'un axe X par rapport à l'élément d'entrée de couple (2), un système de transmission de couple (8, 10, 11) monté entre l'élément d'entrée de couple (2) et l'élément de sortie de couple (24), des moyens d'amortissement comportant au moins un premier organe élastique (20), une masse pendulaire (28) montée de façon mobile sur un support (22) monté en aval du premier organe élastique (20), caractérisé en ce que les moyens d'amortissement comportent un batteur (29) comprenant une masse d'inertie (33) destinée à être montée de manière oscillante en rotation par rapport à l'élément d'entrée de couple (2), et des moyens élastiques (32) pour coupler en rotation la masse d'inertie (33) à l'élément d'entrée de couple (2).

Description

Dispositif de transmission de couple, notamment pour véhicule automobile
La présente invention concerne un dispositif de transmission de couple, notamment pour véhicule automobile.
Le brevet FR 3 009 852, au nom de la Demanderesse, divulgue un dispositif de transmission de couple comportant : - un élément d’entrée de couple formé par un volant moteur, destiné à être couplé à un vilebrequin, - un élément de sortie de couple, formé par un moyeu cannelé, destiné à être couplé à un arbre d’entrée d’une boîte de vitesses et mobile en rotation autour d’un axe X par rapport à l’élément d’entrée de couple, - un système de transmission de couple monté entre l’élément d’entrée de couple et l’élément de sortie de couple, - des moyens d’amortissement montés entre l’élément d’entrée de couple et l’élément de sortie de couple, lesdits moyens d’amortissement comportant des premiers organes élastiques formant un amortisseur principal, et des seconds organes élastiques formant un amortisseur auxiliaire ou préamortisseur.
Le préamortisseur est intercalé entre l’amortisseur principal et l’élément de sortie de couple.
Les moyens d’amortissement comportent en outre des moyens pendulaires comportant des masses pendulaires montées de façon mobile sur un support, ledit support étant monté entre l’amortisseur principal et le préamortisseur.
Les moyens d’amortissement comportent également des moyens de friction aptes à générer un couple d’hystérésis.
De tels moyens d’amortissement permettent de filtrer les vibrations dues aux acyclismes du moteur. En effet, un moteur à explosion présente des acyclismes du fait des explosions se succédant dans le cylindre du moteur, ces acyclismes variant notamment en fonction du nombre de cylindres.
Les moyens amortisseurs ont alors pour fonction de filtrer les vibrations engendrées par les acyclismes, à au moins une fréquence déterminée, et interviennent avant la transmission du couple moteur à la boîte de vitesses. A défaut, des vibrations pénétrant dans la boîte de vitesses y provoqueraient en fonctionnement des chocs, bruits ou nuisances sonores particulièrement indésirables, ainsi qu’un endommagement prématuré de la boîte de vitesses.
Afin d’obtenir une filtration optimale, il est nécessaire d’accorder les moyens pendulaires sur l’ordre des fréquences d’excitation générées par le moteur, c’est-à-dire un ordre 2 pour un moteur à 4 cylindres ou un ordre 1,5 pour un moteur à 3 cylindres.
Il a été constaté que, lorsque le moteur tourne à bas régime, les moyens pendulaires peuvent saturer, c’est-à-dire que les masses pendulaires arrivent en butée sur le support ou entre elles lors de leur déplacement, générant alors de la bruyance. Le document FR 3 014 519 propose de désaccorder les moyens pendulaires. La saturation à bas régime est ainsi évitée mais les performances de filtration sont pénalisées.
Afin d’améliorer la filtration, il est possible d’augmenter la masse de chacune des masses pendulaire, ou encore d’augmenter leur rayon d’implantation. L’inertie vue par la boîte de vitesses augmente alors considérablement et les exigences des constructeurs ne peuvent plus être respectées. L’invention a notamment pour but d’apporter une solution simple, efficace et économique à ce problème, en proposant un dispositif de transmission de couple offrant une bonne filtration et une inertie limitée à l’entrée de la boîte de vitesses, tout en évitant une saturation des masses pendulaires. A cet effet, elle propose un dispositif de transmission de couple, notamment pour véhicule automobile, comportant -un élément d’entrée de couple destiné à être couplé à un vilebrequin, - un élément de sortie de couple, destiné à être couplé à un arbre d’entrée d’une boîte de vitesses, mobile en rotation autour d’un axe X par rapport à l’élément d’entrée de couple, - un disque de friction agencé pour entraîner en rotation l’élément de sortie de couple, - un système de transmission de couple apte à interrompre ou limiter la transmission du couple entre l’élément d’entrée de couple et le disque de friction, -des moyens d’amortissement comportant au moins un premier organe élastique à action circonférentielle monté entre le disque de friction et l’élément de sortie de couple, s’opposant au déplacement en rotation de l’élément de sortie de couple par rapport au disque de friction, - les moyens d’amortissement comportant au moins une masse pendulaire montée de façon mobile sur un support, ledit support étant monté en aval du premier organe élastique par rapport au sens de la transmission du couple de l’élément d’entrée de couple vers l’élément de sortie de couple, caractérisé en ce que les moyens d’amortissement comportent un batteur comprenant une masse d’inertie montée de manière oscillante en rotation, autour de l’axe X, par rapport à l’élément d’entrée de couple, et des moyens élastiques pour coupler en rotation la masse d’inertie à l’élément d’entrée de couple. L’élément d’entrée de couple comporte par exemple un volant moteur.
En fonctionnement, le batteur oscille alors en opposition de phase avec l’excitation générée par le moteur, de sorte que le batteur génère un couple qui annule ou réduit le couple oscillant du moteur. Les masses pendulaires, situées en aval dans la transmission d’efforts ou de couple depuis le moteur, ne sont alors soumises qu’à un faible couple oscillant, évitant ainsi le phénomène de saturation précité. Ces moyens pendulaires peuvent alors être accordés sur l’ordre des fréquences d’excitation générées par le moteur, ce qui garantit une filtration optimale des vibrations.
Ainsi, il n’est pas nécessaire d’augmenter la masse du pendule pour améliorer la filtration et il est ainsi possible de limiter l’inertie au niveau de l’arbre d’entrée de la boîte de vitesses et répondre ainsi aux exigences des constructeurs.
Le dispositif peut comporter des moyens de limitation du couple oscillant, disposés entre l’élément d’entrée de couple et la masse d’inertie du batteur.
Une telle caractéristique permet d’éviter une amplification des oscillations de couple.
On distinguera le couple oscillant, qui est formé par les fluctuations du couple, de part et d’autre d’un couple moyen, et le couple transmis au travers du dispositif, qui est égal à la somme dudit couple moyen et du couple oscillant.
Le batteur peut comporter des moyens de friction aptes à générer un couple d’hystérésis lors du déplacement de la masse d’inertie par rapport à l’élément d’entrée de couple.
Dans ce cas, les moyens de friction du batteur peuvent être aptes à générer un couple d’hystérésis croissant avec le déplacement de la masse d’inertie par rapport à l’élément d’entrée de couple, à partir d’une position de repos de ladite masse d’inertie.
Le disque de friction comporte des garnitures de friction. Le batteur et les garnitures se recouvrent au moins partiellement l’un par rapport à l’autre dans une direction parallèle à l’axe.
Le positionnement du batteur sur un diamètre relativement grand permet d’augmenter son inertie et d’améliorer l’amortissement.
Le moment d’inertie de la masse d’inertie du batteur peut être 10 à 30 fois supérieur au moment d’inertie de la masse pendulaire, de préférence entre 15 à 25 fois supérieur. Le moment d’inertie de la masse d’inertie du batteur est par exemple de l’ordre de 15 à 40 g.m2. Le moment d’inertie de la masse pendulaire est par exemple de l’ordre de 1 à 4 g.m2.
Le batteur peut être logé dans un évidement annulaire de l’élément d’entrée de couple, de manière à limiter l’encombrement axial du dispositif.
La masse d’inertie du batteur peut être située radialement à l’extérieur par rapport à la masse pendulaire.
La ou les masses pendulaires peuvent être logées dans une cavité de l’élément d’entrée de couple s’étendant radialement à l’intérieur de l’évidement annulaire. L’encombrement axial du dispositif de transmission est ainsi réduit.
La cavité et l’évidement annulaire sont agencés axialement de part et d’autre de l’élément d’entrée de couple.
On peut utiliser un système classique de batteur avec des ressorts hélicoïdaux, agencés entre une masse et un support, et une rondelle de frottement.
Dans un exemple de mise en oeuvre de l’invention, les moyens élastiques du batteur comprennent au moins une lame élastique destinée à être solidarisée en rotation à l’élément d’entrée de couple et coopérant avec un élément d’appui, solidaire en rotation de la masse d’inertie, la lame élastique coopérant avec l’élément d’appui par l’intermédiaire d’un contact frottant, ladite au moins une lame élastique et l’élément d’appui étant agencés de telle sorte que, pour un débattement angulaire de la masse d’inertie par rapport à la lame élastique de part ou d’autre d’une position de repos, l’élément d’appui exerce un effort de flexion sur la lame élastique produisant une force de réaction apte à rappeler la masse d’inertie vers ladite position angulaire de repos et à exercer un couple d’hystérésis entre la lame élastique et l’élément d’appui.
Ainsi, un tel batteur inertiel est particulièrement simple et ne nécessite que peu d’éléments car la lame élastique assure à la fois la fonction de ressort s’opposant à la rotation relative de la masse d’inertie par rapport au moyeu et la fonction d’hystérésis de frottement.
La lame élastique peut coopérer avec l’élément d’appui par l’intermédiaire d’un contact frottant entre une surface de came et une surface suiveuse de came, l’un parmi la lame élastique et l’élément d’appui comportant la surface de came et l’autre comportant la surface suiveuse de came associée.
La surface de came est agencée de telle sorte que le couple d’hystérésis s’exerçant entre la lame élastique et l’élément d’appui soit strictement croissant pour un débattement angulaire de la masse d’inertie par rapport à la lame élastique entre sa position angulaire de repos et une position de fin de course correspondant à un positionnement de la surface suiveuse de came à une extrémité de la surface de came associée.
En d’autres termes, le frottement est croissant en fonction du débattement de la masse d’inertie par rapport à sa position de repos, ce qui permet de disposer d’une large plage de fonctionnement du batteur inertiel.
Les moyens élastiques peuvent comporter un corps annulaire destiné à être solidarisé en rotation à l’élément d’entrée de couple et une pluralité de lames élastiques portées par le corps annulaire coopérant chacune avec l’élément d’appui par l’intermédiaire d’un contact frottant entre une surface de came et une surface suiveuse de came, l’un parmi la pluralité de lames élastiques et l’élément d’appui comportant les surfaces de came et l’autre comportant les surfaces suiveuses de came associées.
La surface de came est portée par l’élément d’appui et la surface suiveuse de came est portée par la lame élastique.
Les moyens d’amortissement peuvent comporter un second organe élastique à action circonférentielle, monté entre le premier organe élastique et l’organe de sortie de couple, le support de la masse pendulaire étant monté entre le premier organe élastique et le second organe élastique, ou en aval du second organe élastique.
La raideur du second organe élastique peut être inférieure à la raideur du premier organe élastique.
Le système de transmission de couple peut être un système d’embrayage apte à coupler en rotation l’élément d’entrée de couple et l’élément de sortie de couple, par l’intermédiaire du disque de friction et des organes élastiques à action circonférentielle, dans une position embrayée et apte à découpler en rotation l’élément d’entrée de couple et l’élément de sortie de couple dans une position débrayée.
En variante, le système de transmission de couple peut être un limiteur de couple apte à coupler en rotation l’élément d’entrée de couple et l’élément de sortie de couple lorsque le couple transmis au travers du dispositif est inférieur à une valeur seuil, et apte à autoriser un glissement en rotation entre l’élément d’entrée de couple et l’élément de sortie de couple, lorsque le couple transmis au travers du dispositif atteint une valeur seuil.
Par ailleurs, le dispositif selon l’invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - l’évidement annulaire de l’élément d’entrée de couple débouche sur une face de l’élément d’entrée de couple qui est tournée du côté du moteur, - les surfaces de came sont juxtaposées les unes à la suite des autres autour de l’axe X de telle sorte que chaque surface suiveuse de came soit apte à librement passer d’une première surface de came à une seconde surface de came adjacente à ladite première surface de came lorsque la masse d’inertie est sollicitée par des vibrations d'une amplitude telle que chaque surface suiveuse de came est déplacée au-delà d’une extrémité de la première surface de came. Les surfaces de cames et les suiveuses de came forment ainsi des moyens de limitation du couple oscillant. - l’élément d’appui est réalisé en matériau plastique ou en acier, - les moyens élastiques comportent un corps annulaire destiné à être solidarisé en rotation à l’élément d’entrée de couple et au moins une lame élastique s’étendant depuis ledit corps, ladite lame élastique comportant successivement, depuis le corps annulaire vers une zone d’extrémité de la ladite lame, une portion coudée et une portion principale s’étendant circonférentiellement depuis la portion proximale coudée vers l’extrémité distale libre. Un tel agencement permet de réaliser l’organe d’accouplement dans une tôle métallique fine tout en répartissant la pression à l’interface entre la lame élastique et l’élément d’appui sur une surface importante, ce qui permet de limiter l’usure des composants, - la zone d’extrémité de la lame élastique comporte une portion recourbée définissant la surface suiveuse de came coopérant par frottement avec la surface de came portée par l’élément d’appui, - les moyens élastiques et l’élément d’appui sont agencés de telle sorte que les moyens élastiques présentent une raideur angulaire croissante, pour un débattement angulaire de la masse d’inertie de part et d’autre de sa position de repos, - les moyens élastiques et l’élément d’appui sont agencés de telle sorte que les moyens élastiques présentent une raideur angulaire fixe et que le dispositif d’amortissement présente ainsi une unique fréquence de résonance, - la surface de came est agencée de telle sorte que ladite lame élastique présente une raideur angulaire strictement croissante pour un débattement angulaire de la masse d’inertie par rapport à la lame élastique entre sa position angulaire de repos et une position de fin de course correspondant à un positionnement de la surface suiveuse de came à une extrémité de la surface de came associée. - la masse pendulaire est agencée axialement, entre la masse du batteur et le disque de friction, - le diamètre extérieur de la masse du batteur est agencé radialement à l’extérieur du disque de friction, - l’élément d’entrée de couple et l’élément de sortie de couple sont aptes à être entraînés en rotation autour de l’axe X. L’invention a également pour objet un dispositif de transmission de couple, notamment pour véhicule automobile, comportant - un volant d’inertie destiné à être couplé à un vilebrequin, et apte à être entraîné autour d’un axe X, - un batteur comprenant une masse d’inertie montée de manière oscillante en rotation, autour de l’axe X, par rapport au volant d’inertie, et des moyens élastiques pour coupler en rotation la masse d’inertie au volant d’inertie, le batteur étant logé dans un évidement annulaire du volant d’inertie.
Le volant d’inertie et le batteur peuvent comporter une ou plusieurs des caractéristiques précitées. L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe axiale d’un dispositif de transmission de couple, - la figure 2 est une vue d’un détail de la figure 1, - la figure 3 est une vue éclatée, en perspective, du volant et du batteur, - la figure 4 est une vue de face du batteur, - la figure 5 est une vue d’un détail de la figure 4, - la figure 6 est un diagramme représentant l’évolution du couple oscillant, en fonction de la vitesse de rotation du moteur, dans le cas de l’art antérieur, - la figure 7 est un diagramme correspondant à celui de la figure 6, dans le cas de l’invention.
Les figures 1 à 5 représentent un dispositif de transmission de couple 1 selon une forme de réalisation de l’invention. Le dispositif présente un axe X. Dans la suite de la description, les termes axial et radial sont définis par rapport audit axe X.
Le dispositif 1 comporte un volant annulaire 2, formant un élément d’entrée de couple, d’axe X s’étendant radialement et destiné à être couplé à un vilebrequin 3 d’un moteur à combustion interne d’un véhicule automobile. Une couronne de démarreur 4 est fixée en périphérie radialement externe du volant 2, par exemple par soudage. La périphérie radialement interne du volant 2 comporte des trous 5 servant à l’engagement de vis 6 permettant la fixation du volant 2 au vilebrequin 3.
Un couvercle annulaire 7 est fixée en périphérie radialement externe du volant 2, le couvercle 7 s’étendant à l’avant du volant 2, c’est-à-dire à l’opposé du moteur et du vilebrequin 3.
Un système de transmission de couple est apte à interrompre la transmission du couple entre l’élément d’entrée de couple 2 et un disque de friction 11.
Le système de transmission est un système d’embrayage qui comporte un diaphragme 8 articulé sur le couvercle 7, au niveau d’une zone 9.
Le système d’embrayage comporte en outre un plateau de pression 10 mobile axialement par rapport au volant 2 pour presser axialement le disque de friction 11 intercalé axialement entre le volant 2 et le plateau de pression 10.
Le diaphragme 8 prend appui sur le plateau de pression 10 au niveau d’une zone 12.
Le diaphragme 8 est actionné à l’aide d’une butée d’embrayage 13 prenant appui sur des doigts 14 du diaphragme 8. Le diaphragme 8 est ainsi mobile entre une position embrayée (illustrée dans la moitié inférieure de la figure 1) dans laquelle il repousse le plateau de pression 10 vers l’arrière de façon à pincer le disque de friction 11 entre le plateau de pression 10 et le volant moteur 2, qui joue le rôle de plateau de réaction, et une position embrayée dans laquelle il relâche le plateau de pression 10 et le disque de friction 11.
Le disque de friction 11 comporte un support annulaire 15 de part et d’autre duquel sont montées des garnitures de friction annulaires 16. La périphérie radialement interne du support 15 est fixée à une première rondelle de guidage principale 17a, elle-même couplée en rotation à une seconde rondelle de guidage principale 17b par l’intermédiaire d’entretoises 18. Les deux rondelles de guidage principales 17a, 17b sont décalées axialement l’une de l’autre et délimitent entre elle un espace dans lequel est monté un voile principal annulaire 19, apte à pivoter autour de l’axe X par rapport aux rondelles de guidage 17a, 17b.
Des premiers organes élastiques 20, tels par exemple que des ressorts de compression hélicoïdaux, sont montés circonférentiellement entre le voile principal 19, d’une part, et les rondelles de guidage principales 17a, 17b, d’autre part. Les premiers organes élastiques 20 s’opposent au débattement angulaire entre les rondelles de guidage principales 17a, 17b et le voile principal 19.
Le voile principal 19 est couplé en rotation à deux rondelles de guidage auxiliaires 21a, 21b. Un voile auxiliaire 22 est monté axialement entre les rondelles de guidage auxiliaires 21a, 21b et des seconds organes élastiques 23, tels par exemple que des ressorts de compression hélicoïdaux, sont montés circonférentiel lement entre le voile auxiliaire 22, d’une part, et les rondelles de guidage auxiliaires 21a, 21b, d’autre part. Les seconds organes élastiques 23 s’opposent au débattement angulaire entre les rondelles de guidage auxiliaires 21a, 21b et le voile auxiliaire 22.
Le voile auxiliaire 22 est couplé en rotation à un moyeu central 24, comportant des cannelures internes 25 et destiné à être couplé en rotation à un arbre d’entrée d’une boîte de vitesses.
Le voile principal 19 est monté avec un jeu circonférentiel sur le moyeu 24, autorisant un débattement en rotation limité du voile principal 19 par rapport au moyeu 24.
Des premiers moyens de friction 26 sont aptes à générer un premier couple d’hystérésis lors du débattement du voile principal 19 par rapport aux rondelles de guidage principales 17a, 17b. Des seconds moyens de friction 27 sont aptes à générer un second couple d’hystérésis lors du débattement du voile auxiliaire 22 par rapport aux rondelles de guidage auxiliaires 21a, 21b.
La partie radialement externe du voile 22 forme un support s’étendant radialement, de part et d’autre duquel sont montées des masses pendulaires 28, par l’intermédiaire de rouleaux. Les masses 28 sont mobiles par rapport au voile 22 et sont animées d’un mouvement pendulaire, comme cela est connu en soi.
Lorsque le couple moyen transmis au travers du dispositif 1 est faible, les oscillations de faible amplitude sont essentiellement absorbées par le préamortisseur formé par les rondelles de guidage auxiliaires 21a, 21b, le voile auxiliaire 22, les seconds organes élastiques 23 et les seconds moyens de friction 27. Le débattement angulaire des rondelles de guidage auxiliaires 21a, 21b par rapport au moyeu 24 étant limité par le jeu circonférentiel du voile principal 19 par rapport audit moyeu, lorsque le couple moyen transmis est plus élevé, alors les oscillations de couple sont absorbées par l’amortisseur principal formé par les rondelles de guidage principales 17a, 17b, le voile principal 19, les premiers organes élastiques 20 et les premiers moyens de friction 26.
Selon l’invention, le volant 2 est équipé d’un batteur inertiel 29. Plus particulièrement, le batteur 29 est logé dans un évidement annulaire 30 du volant 2 débouchant sur une face radiale arrière du volant 2.
Le batteur 29 comporte un support ou flasque annulaire 31, un organe élastique 32 et une masse annulaire 33.
Le support 31 comporte une partie radialement interne 34 dans laquelle est ménagée une cavité annulaire 35 débouchant axialement vers l’avant, et un rebord annulaire 36 (figure 3) s’étendant radialement vers l’extérieur depuis la partie radialement interne 34.
La cavité 35 est délimitée par une surface radiale 37 tournée vers l’avant et par une surface radialement externe 38 formée d’une succession de portions concaves 39 en forme d’arc et formant une surface de came. Chaque portion concave 39 présente un plan radial de symétrie. L’organe élastique 32 comporte un corps annulaire 40 à partir duquel des lames élastiques 41 s’étendent radialement vers l’extérieur et dont les zones d’extrémité 42 sont recourbées et forment des surfaces suiveuses de came qui sont en appui frottant sur les portions concaves 39 correspondantes.
Le corps 40 est couplé en rotation au volant 2 et est maintenu axialement en position par rapport au volant 2, ici à l’aide d’un anneau élastique 43.
Les lames élastiques 41 sont régulièrement réparties le long du corps annulaire 40 et sont symétriques par rapport à l’axe de rotation X de manière à garantir l’équilibre de l’organe élastique 32. Dans le mode de réalisation représenté, l’organe élastique 32 comporte huit lames élastiques 41.
La masse d’inertie annulaire 33 est fixée sur le rebord 36 du support 31 par l’intermédiaire de rivets 44. La masse d’inertie 33 est réalisée dans un matériau présentant une densité supérieure à 2, tel que de l’acier. A titre d’exemple, la masse d’inertie 33 présente, pour des applications de véhicule de tourisme, un moment d’inertie de l’ordre de 15 à 40 g.m2. La masse d'inertie 33 pourra, par exemple, présenter un moment d’inertie de l’ordre de 20 g.m2 pour une chaîne de transmission à boîte manuelle. Pour des applications de véhicule industriel, le moment d’inertie pourra être environ 10 fois plus important, de l’ordre de 150 à 400g.m2, par exemple 200 g.m2.
En position de repos, lorsque le volant 2 n’est pas soumis à des oscillations de couple, les zones d’extrémités 42 des lames élastiques 41 sont en appui sensiblement au centre des portions concaves 39 correspondantes.
Sous l’effet des acyclismes de rotation transmis du vilebrequin 3 au volant 2, la masse d’inertie 33 oscille en rotation autour de l’axe X par rapport au volant 2, de part et d’autre de sa position de repos, en opposition de phase par rapport auxdits acyclismes. Lors d’un tel débattement angulaire de la masse d’inertie 33 par rapport à sa position de repos, la forme des surfaces de cames 39 entraîne une flexion des lames élastiques 41 et un rapprochement de la zone d ‘ extrémité 42 des lames élastiques 41 vers l’axe X. En réaction, les lames élastiques 42 exercent sur le support 31 un effort de rappel qui tend à ramener la masse d’inertie 33 dans sa position relative de repos.
Selon un mode de réalisation, les surfaces de came 39 sont agencées de telle sorte que les lames élastiques 41 présentent une raideur angulaire constante lors du débattement angulaire de la masse d’inertie 33 par rapport au volant 2. A titre d’exemple, les lames élastiques 41 génèrent ensemble une raideur angulaire comprise entre 5 Nm/° et 30 Nm/°. Le batteur inertiel 29 comprend ainsi une unique fréquence de résonance. Cette fréquence de résonnance est comprise entre 20 Hz et 40 Hz .
Pour ce faire, les surfaces de came 39 présentent chacune entre leur centre correspondant à la position relative de repos et leurs extrémités un profil en forme de spirale d’Archimède. En d’autres termes, le profil des surfaces de came 39 est tel que les surfaces suiveuses de came 42 se rapprochent linéairement de l’axe X en fonction du débattement angulaire lorsque la masse d’inertie 33 s’écarte de sa position relative de repos et que lors du mouvement de la masse d’inertie 33 depuis sa position de repos, les surfaces suiveuses de came 42 parcourent un chemin en forme de spirale d’Archimède. Dans ce cas, chaque lame élastique 41 exerce sur l'élément d'appui 31 pendant cette oscillation une force de rappel proportionnelle au débattement angulaire. Le coefficient de proportionnalité peut être compris entre 1 N/° et 100 N/°, étant notamment égal à 10 N/° à 10% près.
Selon un autre mode de réalisation, les surfaces de came 39 sont agencées de telle sorte que les lames élastiques 41 présentent une raideur angulaire croissante lors du débattement angulaire de la masse d’inertie 33 par rapport au volant 2 entre sa position angulaire de repos et une position de fin de course correspondant à un positionnement des surfaces suiveuses de came 42 à une extrémité des surfaces de came 39 associées. La raideur angulaire des lames élastiques 41 peut varier, en fonction du débattement angulaire, de manière continue ou de manière discontinue. Les profils des surfaces de came 39 peuvent notamment être agencés de telle sorte que la raideur des lames 41 varie selon un rapport de 1 à 1,5.
Par ailleurs, un couple résistant de frottement, s’opposant à la rotation de la masse d’inertie 33 par rapport au volant 2, est généré entre les surfaces suiveuses de came 42 portées par les lames élastiques 41 et les surfaces de came 39 portées par le support 31. Le couple résistant de frottement étant fonction de la force de rappel exercée par les lames élastiques 41 sur le support 31, le couple résistant de frottement est variable et strictement croissant lors d’un débattement angulaire de la masse d’inertie 33 de sa position de repos vers une de ses positions de fin de course. Ainsi, un tel couple d’hystérésis variable permet d’offrir au batteur inertiel 29 une plage de fonctionnement importante.
En fonctionnement, sous l’effet des acyclismes de rotation générés par le moteur, la masse d’inertie 33 du batteur 29 est déplacée par rapport au volant 2 en opposition de phase avec l’excitation générée par le moteur, de sorte que le batteur 29 génère un couple qui annule ou réduit le couple oscillant du moteur. Les masses pendulaires 28, situées en aval dans la transmission d’efforts ou de couple, ne sont alors soumises qu’à un faible couple oscillant, évitant ainsi le phénomène de saturation précité. Ces moyens pendulaires peuvent être accordés sur l’ordre des fréquences d’excitation générées par le moteur, ce qui garantit une filtration optimale des vibrations.
La ou les masses pendulaires peuvent être logées dans une cavité de l’élément d’entrée de couple s’étendant radialement à l’intérieur de l’évidement annulaire 30. L’encombrement axial du dispositif de transmission est ainsi réduit.
La cavité et l’évidement annulaire 30 sont agencés axialement de part et d’autre du volant 2.
La figure 6 représente l’évolution du couple oscillant C vu au niveau de l’arbre d’entrée de la boîte de vitesses, en fonction du régime moteur, c’est-à-dire en fonction de la vitesse de rotation N du vilebrequin, respectivement : -dans le cas d’un dispositif de transmission de couple du type de celui décrit dans le document FR 3 009 852 (courbe C1), c’est-à-dire pour un dispositif où les moyens d’amortissement pendulaires sont accordés sur l’ordre des fréquences d’excitation générées par le moteur, et -dans le cas d’un dispositif de transmission de couple du type de celui décrit dans le document FR 3 014 519 (courbe C2), c’est-à-dire pour un dispositif où les moyens d’amortissement pendulaires sont désaccordés.
Comme indiqué précédemment, dans le cas de la courbe C1, il existe un pic de saturation à bas régime moteur, le couple oscillant ayant toutefois un niveau relativement bas (qualité de filtration importante) pour un régime moteur supérieur.
Par ailleurs, dans le cas de la courbe C2, le pic de saturation à bas régime a disparu, le niveau moyen du couple oscillant étant cependant plus élevé. Les performances de filtration sont alors dégradées.
La figure 7 représente l’évolution du couple oscillant C vu au niveau du vilebrequin (courbe C3) et vu au niveau de l’arbre d’entrée de la boîte de vitesses (courbe C4), en fonction du régime moteur, c’est-à-dire en fonction de la vitesse de rotation N du vilebrequin, pour un dispositif de transmission de couple selon l’invention.
On constate que : - pour un régime N1, la courbe C3 comporte un creux correspondant à la résonance du batteur, le batteur s’opposant à l’excitation du moteur, - pour un régime N2, la courbe C3 montre une amplification de l’excitation générée par le moteur, cette amplification étant toutefois limitée par la présence d’un limiteur de couple formé par les surfaces de came 39 et par les surfaces suiveuses de came 42. En effet, comme indiqué précédemment, les surfaces de came 39 étant juxtaposées les unes à la suite des autres autour de l’axe X, chaque surface suiveuse de came 42 est apte à passer ou sauter librement d’une première surface de came 39 à une seconde surface de came 39 adjacente à ladite première surface de came, lorsque la masse d’inertie 33 est sollicitée par des vibrations d'une amplitude telle que chaque surface suiveuse de came 42 est déplacée au-delà d’une extrémité de la première surface de came 33. Les surfaces de cames 39 et les suiveuses de came 42 forment ainsi des moyens de limitation du couple oscillant, - quel que soit le régime moteur N, le couple oscillant vu par la boîte de vitesses dans le cas d’un dispositif selon l’invention (courbe C4) est très faible, bien inférieur au couple oscillant au même régime des courbes C1 et C2 notamment.
On constate ainsi un gain important en termes de qualité de filtration dans le cas d’un dispositif selon l’invention (courbe C4), par comparaison avec les dispositifs de l’art antérieur (courbes C1 et C2), quel que soit le régime moteur N.

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif (1) de transmission de couple, notamment pour véhicule automobile, comportant - un élément d’entrée de couple (2) destiné à être couplé à un vilebrequin (3), - un élément de sortie de couple (24), destiné à être couplé à un arbre d’entrée d’une boîte de vitesses, mobile en rotation autour d’un axe X par rapport à l’élément d’entrée de couple (2), - un disque de friction (11) agencé pour entraîner en rotation l’élément de sortie de couple, -un système de transmission de couple (8, 10) apte à interrompre ou limiter la transmission du couple entre l’élément d’entrée de couple (2) et le disque de friction (11 ), -des moyens d’amortissement comportant au moins un premier organe élastique (20) à action circonférentielle monté entre le disque de friction (11) et l’élément de sortie de couple (24), s’opposant au déplacement en rotation de l’élément de sortie de couple (24) par rapport au disque de friction (2), - les moyens d’amortissement comportant au moins une masse pendulaire (28) montée de façon mobile sur un support (22), ledit support (22) étant monté en aval du premier organe élastique (20) par rapport au sens de la transmission du couple de l’élément d’entrée de couple (2) vers l’élément de sortie de couple (24), caractérisé en ce que les moyens d’amortissement comportent un batteur (29) comprenant une masse d’inertie (33) montée de manière oscillante en rotation, autour de l’axe X, par rapport à l’élément d’entrée de couple (2), et des moyens élastiques (32) pour coupler en rotation la masse d’inertie (33) à l’élément d’entrée de couple (2).
  2. 2. Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comporte des moyens de limitation du couple oscillant, disposés entre l’élément d’entrée de couple (2) et la masse d’inertie (33) du batteur (29).
  3. 3. Dispositif (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le batteur (29) comporte des moyens de friction (42, 39) aptes à générer un couple d’hystérésis lors du déplacement de la masse d’inertie (33) par rapport à l’élément d’entrée de couple (2).
  4. 4. Dispositif (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de friction (42, 39) du batteur (29) sont aptes à générer un couple d’hystérésis croissant avec le déplacement de la masse d’inertie (33) par rapport à l’élément d’entrée de couple (2), à partir d’une position de repos de ladite masse d’inertie (33).
  5. 5. Dispositif (1) selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la masse d’inertie (33) du batteur (29) est située radialement à l’extérieur par rapport à la masse pendulaire (28).
  6. 6. Dispositif (1) selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le moment d’inertie de la masse d’inertie (33) du batteur (29) est 10 à 30 fois supérieur au moment d’inertie de la masse pendulaire (28), de préférence entre 15 à 25 fois supérieur.
  7. 7. Dispositif (1) selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en que le batteur (29) est logé dans un évidement annulaire (30) de l’élément d’entrée de couple (2).
  8. 8. Dispositif (1) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens élastiques (32) du batteur (29) comprennent au moins une lame élastique (41) destinée à être solidarisée en rotation à l’élément d’entrée de couple (2) et coopérant avec un élément d’appui (31), solidaire en rotation de la masse d’inertie (33), la lame élastique (41) coopérant avec l’élément d’appui (31) par l’intermédiaire d’un contact frottant, ladite au moins une lame élastique (41) et l’élément d’appui (31) étant agencés de telle sorte que, pour un débattement angulaire de la masse d’inertie (33) par rapport à la lame élastique (41) de part ou d’autre d’une position de repos, l’élément d’appui (31) exerce un effort de flexion sur la lame élastique (41) produisant une force de réaction apte à rappeler la masse d’inertie (33) vers ladite position angulaire de repos et à exercer un couple d’hystérésis entre la lame élastique (41) et l’élément d’appui (31).
  9. 9. Dispositif (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que la lame élastique (41) coopère avec l’élément d’appui (31) par l’intermédiaire d’un contact frottant entre une surface de came (39) et une surface suiveuse de came (42), l’un parmi la lame élastique (41) et l’élément d’appui (31) comportant la surface de came (39) et l’autre comportant la surface suiveuse de came (42) associée.
  10. 10. Dispositif (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce que la surface de came (39) est agencée de telle sorte que le couple d’hystérésis s’exerçant entre la lame élastique (41) et l’élément d’appui (31) soit strictement croissant pour un débattement angulaire de la masse d’inertie (33) par rapport à la lame élastique (41) entre sa position angulaire de repos et une position de fin de course correspondant à un positionnement de la surface suiveuse de came (42) à une extrémité de la surface de came (39) associée.
  11. 11. Dispositif (1 ) selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que les moyens élastiques (32) comportent un corps annulaire (40) destiné à être solidarisé en rotation à l’élément d’entrée de couple (2) et une pluralité de lames élastiques (41) portées par le corps annulaire (40) coopérant chacune avec l’élément d’appui (31) par l’intermédiaire d’un contact frottant entre une surface de came (39) et une surface suiveuse de came (42), l’un parmi la pluralité de lames élastiques (41) et l’élément d’appui (31) comportant les surfaces de came (39) et l’autre comportant les surfaces suiveuses de came (42) associées.
  12. 12. Dispositif (1) selon les revendications 9 et 11, caractérisé en ce que la surface de came (39) est portée par l’élément d’appui (31) et la surface suiveuse de came est portée par la lame élastique.
  13. 13. Dispositif (1) selon l’une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que les moyens d’amortissement comportent un second organe élastique (23) à action circonférentielle, monté entre le premier organe élastique (20) et l’organe de sortie de couple (24), le support (22) de la masse pendulaire (28) étant monté entre le premier organe élastique (20) et le second organe élastique (23), ou en aval du second organe élastique (23).
  14. 14. Dispositif (1) selon l’une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le système de transmission de couple est un système d’embrayage (8, 10, 11) apte à coupler en rotation l’élément d’entrée de couple (2) et l’élément de sortie de couple (24), par l’intermédiaire du disque de friction (11) et des organes élastiques à action circonférentielle, dans une position embrayée et apte à découpler en rotation l’élément d’entrée de couple (2) et l’élément de sortie de couple (24) dans une position débrayée.
  15. 15. Dispositif (1) selon l’une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que le système de transmission de couple est un limiteur de couple apte à coupler en rotation l’élément d’entrée de couple (2) et l’élément de sortie de couple (24) lorsque le couple transmis au travers du dispositif (1) est inférieur à une valeur seuil, et apte à autoriser un glissement en rotation entre l’élément d’entrée de couple (2) et l’élément de sortie de couple (24), lorsque le couple transmis au travers du dispositif (1) atteint une valeur seuil.
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