FR3057326A1 - Volant d'inertie pour systeme de transmission de vehicule - Google Patents
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Abstract
Volant d'inertie (1) pour système de transmission de véhicule apte à être solidaire d'un vilebrequin d'un moteur thermique, comprenant un plateau (2) mobile autour d'un axe de rotation (X), un dispositif d'amortissement pendulaire (3), comprenant un support (4), solidaire du plateau (2), et au moins un corps pendulaire (5) mobile par rapport au support (4), caractérisé en ce qu'il comporte un élément flexible (25) axialement venant en contact au moins sélectivement avec le support (4) et avec le plateau (2).
Description
® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication : 3 057 326 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction) (© N° d’enregistrement national : 16 59873
COURBEVOIE © Int Cl8 : F16 F15/14 (2017.01), F 16 F 15/30
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1
| ®) Date de dépôt : 12.10.16. | © Demandeur(s) : VALEO EMBRAYAGES Société par |
| (30) Priorité : | actions simplifiée — FR. |
| @ Inventeur(s) : VERHOOG ROEL et BOUCHE | |
| GABRIEL. | |
| (43) Date de mise à la disposition du public de la | |
| demande : 13.04.18 Bulletin 18/15. | |
| ©) Liste des documents cités dans le rapport de | |
| recherche préliminaire : Se reporter à la fin du | |
| présent fascicule | |
| (© Références à d’autres documents nationaux | ® Titulaire(s) : VALEO EMBRAYAGES Société par |
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| ©) Demande(s) d’extension : | (© Mandataire(s) : VALEO EMBRAYAGES Société par |
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154/ VOLANT D'INERTIE POUR SYSTEME DE TRANSMISSION DE VEHICULE.
FR 3 057 326 - A1 (3jy Volant d'inertie (1) pour système de transmission de véhiculé apte à être solidaire d'un vilebrequin d'un moteur thermique, comprenant un plateau (2) mobile autour d'un axe de rotation (X), un dispositif d'amortissement pendulaire (3), comprenant un support (4), solidaire du plateau (2), et au moins un corps pendulaire (5) mobile par rapport au support (4), caractérisé en ce qu'il comporte un élément flexible (25) axialement venant en contact au moins sélectivement avec le support (4) et avec le plateau (2).
Volant d’inertie pour système de transmission de véhicule
La présente invention concerne un volant d’inertie comprenant un dispositif d’amortissement pendulaire pour système de transmission de véhicule.
L’invention s’applique notamment, mais non exclusivement, aux véhicules dits industriels, ces derniers étant par exemple des poids lourds, des véhicules de transport en commun, ou des véhicules agricoles. L’invention peut également s’appliquer aux véhicules dits passagers.
Comme cela est connu en soi, le volant d’inertie ou volant primaire ou volant moteur peut comporter un plateau par lequel le volant d’inertie est solidaire en rotation du vilebrequin du moteur thermique. Un tel plateau peut également comporter une face de réaction prenant alors la fonction de plateau de réaction d’un embrayage apte à relier sélectivement le moteur thermique à la boîte de vitesses, afin de filtrer les oscillations de torsion dues aux acyclismes du moteur. En plus du plateau de réaction, l’embrayage comporte classiquement un disque de friction et un plateau de pression déplaçable axialement vers le plateau de réaction pour venir pincer le disque de friction afin de transmettre le couple du moteur thermique vers la boite de vitesses.
Il est connu de l’art antérieur d’intégrer un dispositif d’amortissement pendulaire au volant d’inertie du système de transmission afin d’augmenter artificiellement l’inertie du volant d’inertie lui permettant ainsi de lisser le couple moteur efficacement. Cependant, les oscillations de torsions vues par le dispositif d’amortissement pendulaire proviennent directement du moteur thermique, elles sont donc fortement acycliques. Dans une telle configuration, le dispositif d’amortissement pendulaire est volontairement surtuné afin d’éviter que le pendule ne sature excessivement.
Le dispositif est classiquement disposé en regard du vilebrequin et du moteur thermique, de l’autre côté par rapport à la face de friction par soucis d’encombrement du côté de la face de friction.
Un tel dispositif d’amortissement pendulaire met classiquement en œuvre un support, solidaire du plateau, et plusieurs corps pendulaires mobiles par rapport à ce support, le déplacement par rapport au support des corps pendulaires étant guidé par des organes de roulement coopérant d’une part avec des pistes de roulement solidaires du support, et d’autre part avec des pistes de roulement solidaires des corps pendulaires. Chaque corps pendulaire comprend par exemple deux masses pendulaires rivetées entre elles.
En fonctionnement, le volant d’inertie vibre du fait de sa proximité au sens de la transmission de couple avec le vilebrequin et le moteur thermique. Ces vibrations sont transmises au dispositif d’amortissement pendulaire par le support via lequel le dispositif est fixé au plateau. Ces vibrations tant dans la direction axiale que circonférentielle causent de nombreux problèmes.
Les vibrations axiales engendrent des chocs entre le support et le plateau sources de bruit et d’usure. En particulier, à l’arrêt moteur, les bruits de la chute des corps pendulaires contre le support sont amplifiés par ces chocs répétés.
Les vibrations axiales peuvent également mener à un déplacement relatif des corps pendulaires par rapport au support. En effet, en fonction de la vitesse de rotation, de la surface de contact des organes de roulement et des pistes de roulement, de la masse des corps pendulaires et de leurs amplitudes, les vibrations peuvent mener au déplacement du support sans que les corps pendulaires ne soient décalés axialement. En fonction de la position du centre de gravité des corps pendulaires, les vibrations entraînent alors un déplacement axial ou un basculement latéral des corps pendulaires. Lorsque ce déplacement axial relatif est plus important que le jeu entre les corps pendulaires et le support, il en résulte des contacts axiaux non voulus sources de bruit et de frottements qui diminuent les performances d’amortissement des oscillations de torsion.
L’invention a pour but de palier à ces vibrations axiales et elle y parvient, selon l’un de ses aspects, à l’aide d’un volant d’inertie pour système de transmission de véhicule, apte à être solidaire d’un vilebrequin d’un moteur thermique, comprenant un plateau mobile autour d’un axe de rotation, un dispositif d’amortissement pendulaire comprenant un support, solidaire du plateau, et au moins un corps pendulaire mobile par rapport au support, caractérisé en ce qu’il comporte un élément flexible axialement venant en contact au moins sélectivement avec le support et avec le plateau.
Selon l’invention, l’élément flexible atténue au moins en partie les vibrations axiales dans la plage de fréquence d’utilisation du dispositif d’amortissement pendulaire permettant ainsi de limiter l’effet des vibrations et maintenir des performances de filtration satisfaisantes.
L’élément flexible peut être élastiquement déformable. L’élément flexible peut être axialement plus élastique que le support.
Le support peut être solidarisé au plateau par l’une de ses extrémités radiales, par exemple radialement à l’intérieur par rapport au corps pendulaire, par exemple radialement à l’extérieur par rapport au corps pendulaire.
Au sens de la présente demande :
- « axialement » signifie « parallèlement à l’axe de rotation du support »,
-« radialement » signifie « le long d’un axe appartenant à un plan orthogonal à l’axe de rotation du support et coupant cet axe de rotation du support»,
-« angulairement » ou « circonférentiellement » signifie « autour de l’axe de rotation du support »,
- « solidaire » signifie « rigidement couplé »,
- la position de repos du dispositif est celle dans laquelle les corps pendulaires sont soumis à une force centrifuge, mais non à des oscillations de torsion provenant des acyclismes du moteur thermique, et,
- « apte à être solidaire » signifie qu’il n’est pas possible de supprimer la liaison entre le vilebrequin et le volant d’inertie en fonctionnement normal du véhicule. Il n’est pas non plus prévu, selon l’invention, de sélectivement connecter et déconnecter en rotation le vilebrequin et le volant d’inertie. Il n’est enfin non plus prévu d’élément accumulateur d’énergie entre le vilebrequin et le volant d’inertie de sorte qu’il n’y a pas de déplacement relatif circonférentiel entre le vilebrequin et le plateau du volant d’inertie. Il est possible de disposer des pièces intermédiaires entre le volant d’inertie et le vilebrequin.
L’élément flexible peut venir en contact axialement avec le support et avec le plateau.
L’élément flexible peut se déformer élastiquement dans la direction axiale pour absorber les vibrations axiales.
L’élément flexible peut venir simultanément en contact avec chacun du support et du plateau ou en contact de l’un seulement puis des deux ensuite.
Selon un mode de réalisation de l’invention, le support peut être relié directement au plateau. Au sens de l’invention, « directement » signifie que l’élément flexible n’est pas interposé, au sens de la transmission de couple, entre le support et le plateau. Dans ce mode de réalisation, l’élément flexible ne transmet pas le couple entre le plateau et le support. Dans ce mode de réalisation, la fixation du support est par exemple assurée par des rivets, par des vis ou par soudure.
L’élément flexible permet d’amortir les vibrations axiales en limitant le déplacement relatif du support par rapport au plateau. Cela permet de réduire l’amplitude de la résonnance du dispositif d’amortissement pendulaire. Une telle réduction est particulièrement intéressante lorsque la fréquence de résonnance du dispositif d’amortissement pendulaire se trouve dans la plage de fréquences d’utilisation du dispositif d’amortissement pendulaire. Ainsi la résonnance est atténuée et n’influe pas sur les performances de filtration du dispositif d’amortissement pendulaire.
L’élément flexible permet également d’éviter que les vibrations dues aux chocs du corps pendulaire à l’arrêt moteur ne soient amplifiées par le plateau.
L’élément flexible peut être axialement comprimé entre le support et le plateau. L’élément flexible peut être comprimé sélectivement ou dans toutes configurations d’utilisation du volant.
L’élément flexible peut être disposé radialement extérieurement ou intérieurement par rapport au corps pendulaire, de sorte que les mouvements du corps pendulaire ne sont pas impactés.
L’élément flexible peut être disposé du côté de l’extrémité du support par laquelle il est solidaire du support. L’élément flexible peut être disposé du côté de l’autre extrémité du support par laquelle il est solidaire du plateau.
L’élément flexible peut être formé de plusieurs plots disposés autour de l’axe de rotation sur une même hauteur radiale que le corps pendulaire. Ces plots peuvent être agencés pour ne pas gêner les mouvements du corps pendulaire. Les plots peuvent être circonférentiellement décalés du corps pendulaire quelque soit les positions relatives de celui-ci par rapport au support. En variante, ces plots peuvent avantageusement prendre la fonction de butée angulaire pour le corps pendulaire, celui-ci venant alors au contact des plots au-delà d’un certain déplacement relatif par rapport au support. L’élément flexible permet alors de se dispenser de pièce spécifique pour l’amortissement angulaire du corps pendulaire ou d’améliorer l’amortissement angulaire en le complétant.
L’élément flexible peut être formé d’un seul tenant ou de plusieurs secteurs angulaires. L’élément flexible peut être torique, l’élément flexible peut être de section carré ou rectangulaire ou de toute autre forme adaptée à sa fonction.
L’élément flexible peut être solidaire de l’un du support ou du plateau ou de chacun du support et du plateau. Dans ce dernier cas, l’élément flexible permet de limiter le déplacement axial du support en éloignement du plateau, ceci est particulièrement efficace lorsque l’élément flexible est disposé à l’autre extrémité du support par rapport à l’extrémité par laquelle le support est solidaire du plateau.
L’élément flexible peut présenter un amortissement entre 10 à 60% d'amortissement, c'est-àdire que 10 à 60% de l'énergie qu’il absorbe est transformée en chaleur.
L’élément flexible peut être composé d’élastomère.
Dans un autre mode de réalisation, le support peut être fixé au plateau par l’intermédiaire de l’élément flexible. Dans ce mode de réalisation, l’élément flexible transmet le couple entre le plateau et le support. Dans ce mode de réalisation, l’élément flexible peut être fixé par rivetage au support et/ou au plateau. L’élément flexible peut également être fixé sur le plateau au moyen de vis. L’élément flexible peut être soudé au support de pendule.
Dans ce mode de réalisation, l’élément flexible découple le support et le plateau afin de diminuer les accélérations vu par le dispositif d’amortissement pendulaire en provenance du moteur thermique. L’élément flexible permet ainsi, sans en atténuer l’amplitude associée, de décaler la fréquence de résonnance du dispositif d’amortissement pendulaire en dehors de la plage d’utilisation du dispositif d’amortissement pendulaire. Le dispositif d’amortissement pendulaire est alors efficace sur la plage d’utilisation considéré.
Dans ce mode de réalisation, l’élément flexible peut être dimensionné pour transmettre le couple du moteur thermique.
Dans ce mode de réalisation, le support et l’élément flexible peuvent être composés de métal et l’élément flexible peut être axialement plus élastique que le support. L’élément flexible peut être une plaque annulaire d’extension radiale. L’élément flexible peut présenter une dimension radiale largement supérieure à sa dimension axiale, notamment au moins 6 fois supérieure, notamment au moins 4 fois supérieure, notamment au moins 2 fois supérieure.
La dimension axiale du support peut être supérieure à la dimension axiale de l’élément flexible, notamment 4 fois supérieure, notamment 2,5 fois supérieure, notamment 2 fois supérieure.
L’élément flexible peut présenter une raideur en flexion comprise entre 2000 et 5000 N/m, de préférence entre 2500 et 4500 N/m.
L’élément flexible peut être formé d’une ou de plusieurs plaques d’acier. L’élément flexible peut être composé de tôle amortissante. La tôle amortissante peut être ici une tôle composée d’au moins une couche en élastomère enserrée entre deux couches métallique, cette tôle est aussi appelée tôle sandwich et elle a pour caractéristique d’être une tôle d’isolation contre le bruit solidien.
Dans tout ce qui précède, le corps pendulaire peut comprendre :
- une première et une deuxième masses pendulaires espacées axialement l’une par rapport à l’autre et mobiles par rapport au support, la première masse pendulaire étant disposée axialement d’un premier côté du support, et la deuxième masse pendulaire étant disposée axialement d’un deuxième côté du support, et
- au moins un organe de liaison de la première et de la deuxième masses pendulaires appariant lesdites masses.
Le dispositif d’amortissement pendulaire peut comprendre au moins un organe de roulement coopérant d’une part avec une piste de roulement solidaire du support, et d’autre part avec au moins une piste de roulement solidaire du corps pendulaire, pour guider le déplacement du corps pendulaire par rapport au support.
Dans tout ce qui précède, l’organe de liaison, au moins en parti, peut être accueilli dans une fenêtre ménagée dans le support. En variante, les pistes de roulement peuvent respectivement être ménagées sur une périphérie radialement intérieure du support et sur une périphérie radialement extérieure du corps pendulaire en regard de la périphérie intérieure du support.
Selon un exemple de mise en œuvre du dispositif d’amortissement pendulaire, la piste de roulement solidaire du corps pendulaire est définie par l’organe de liaison. La fenêtre peut présenter un bord dont une partie définit la piste de roulement solidaire du support. Autrement dit, l’organe de roulement coopère d’une part avec le support, et d’autre part avec l’organe de liaison, pour guider le déplacement du corps pendulaire par rapport au support. Selon cet exemple, une seule et même fenêtre peut accueillir un organe de liaison et un organe de roulement associé.
L’organe de roulement peut coopérer avec la piste de roulement solidaire du support et avec la piste de roulement solidaire du corps pendulaire uniquement via sa surface extérieure. Ainsi, une même portion de cette surface extérieure peut coopérer alternativement avec la piste de roulement solidaire du support et avec la piste de roulement solidaire du corps pendulaire lorsque l’organe de roulement se déplace.
Chaque organe de roulement peut être uniquement sollicité en compression entre les pistes de roulement mentionnées ci-dessus. La piste de roulement solidaire du support et la piste de roulement solidaire du corps pendulaire et coopérant avec un même organe de roulement peuvent être au moins en partie radialement en regard, c’est-à-dire qu’il existe des plans perpendiculaires à l’axe de rotation dans lesquels ces pistes de roulement s’étendent toutes les deux.
Selon un autre exemple de mise en œuvre du dispositif d’amortissement pendulaire, le corps pendulaire peut définir deux pistes de roulement distinctes, une piste de roulement étant définie dans la première masse pendulaire et une piste de roulement étant définie dans la deuxième masse pendulaire. La première et la deuxième masse pendulaire présentent par exemple une cavité recevant l’organe de roulement et une partie du bord de cette cavité forme la piste de roulement correspondante. La portion de l’organe de roulement disposée axialement entre la première et la deuxième masse pendulaire est reçue dans une cavité du support, cette cavité étant distincte de la fenêtre dans laquelle l’organe de liaison est reçu.
L’organe de roulement peut alors comprendre successivement :
- une portion disposée dans une cavité de la première masse pendulaire et coopérant avec la piste de roulement formée par une partie du bord de cette cavité,
- une portion disposée dans une cavité du support et coopérant avec la piste de roulement formée par une partie du bord de cette cavité, et
- une portion disposée dans une cavité de la deuxième masse pendulaire et coopérant avec la piste de roulement formée par une partie du bord de cette cavité.
Dans tout ce qui précède, l’organe de roulement est par exemple un rouleau de section circulaire dans un plan perpendiculaire à l’axe de rotation du support. Les extrémités axiales du rouleau peuvent être dépourvues de rebord annulaire fin. Le rouleau est par exemple réalisé en acier. Le rouleau peut être creux ou plein.
Indépendamment de tout ce qui précède, la forme des pistes de roulement peut être telle que les corps pendulaires soient uniquement déplacés par rapport au support en translation autour d’un axe fictif parallèle à l’axe de rotation du support.
En variante, la forme des pistes de roulement peut être telle que les corps pendulaires soient déplacés par rapport au support à la fois :
- en translation autour d’un axe fictif parallèle à l’axe de rotation du support et,
- également en rotation autour du centre de gravité dudit corps pendulaire, un tel mouvement étant encore appelé « mouvement combiné » et divulgué par exemple dans la demande DE 10 2011 086 532.
Dans tout ce qui précède, le dispositif d’amortissement pendulaire peut être configuré de manière à ce que chaque corps pendulaire soit accordé à une valeur d’ordre choisie de manière à ce que le rapport entre cette valeur d’ordre et l’ordre d’excitation du moteur thermique du véhicule soit supérieur à 1,1. Par exemple, dans le cas d’un moteur thermique à six cylindres, l’ordre d’excitation de ce moteur est de 3, ce qui fait que les corps pendulaires sont accordés à une valeur d’ordre supérieure à 3,3.
Le corps pendulaire est alors accordé à une valeur d’ordre supérieure, notamment légèrement supérieure, à l’ordre d’excitation du moteur thermique.
Lorsque le dispositif d’amortissement pendulaire est disposé dans la chaîne de propulsion directement en aval du moteur thermique, c’est-à-dire sans moyen d’amortissement interposé entre le vilebrequin et le support, le corps pendulaires est dans un environnement hostile dans lequel il est soumis à des oscillations de torsion d’intensité très importante. Un accord à une telle valeur d’ordre de ce corps pendulaire lui permet de supporter ces oscillations de torsion sans qu’il soit pour ce faire nécessaire de le surdimensionner.
Dans tout ce qui précède, l’accord des corps pendulaires à la valeur d’ordre mentionnée cidessus peut être obtenu en agissant sur tout ou partie des paramètres suivants :
- forme de la piste de roulement solidaire du corps pendulaire, cette piste étant notamment définie par l’organe de liaison,
- forme de la piste de roulement solidaire du support, cette piste étant notamment définie par une partie du bord de la fenêtre recevant l’organe de liaison,
- inertie du corps pendulaire,
- distance, lorsque le dispositif est au repos, entre le centre de gravité du corps pendulaire et l’axe de rotation du support,
- distance, lorsque le dispositif est au repos, entre le centre de gravité du corps pendulaire et le point d’accrochage du corps pendulaire sur le support, et
- forme des organes de roulement.
Le corps pendulaire peut notamment être configuré pour être accordé à une valeur d’ordre choisie de manière à ce que le rapport entre cette valeur d’ordre et l’ordre d’excitation du moteur thermique du véhicule soit supérieur à 1,1 et inférieur à la valeur de ce rapport correspondant à la valeur d’ordre à partir de laquelle le graphe représentant le ratio entre l’amplitude des oscillations de torsion en sortie du dispositif d’amortissement et l’amplitude de ces oscillations en entrée dudit dispositif, ie la performance de filtrage de ce dispositif, en fonction de la valeur d’ordre des corps pendulaires, atteint un plateau. Le graphe mentionné ci-dessus devient alors sensiblement horizontal. Une telle plage de valeurs d’ordre permet de disposer d’un dispositif d’amortissement pendulaire capable d’endurer les oscillations de torsion directement issues du moteur thermique, car présentant un débattement depuis leur position de repos tel que leur venue en butée contre le support ne se produise pas de façon excessive, et assurant par ailleurs un filtrage satisfaisant de ces oscillations de torsion. Ainsi, le fait de désaccorder le corps pendulaire de l’ordre d’excitation du moteur thermique, si cela conduit à une légère dégradation des performances de filtrage, lui permet d’être utilisé directement en aval du moteur thermique du véhicule. La plage de valeurs cidessus assure ainsi un meilleur compromis.
Dans le cas d’un moteur thermique à six cylindres, chaque corps pendulaire est par exemple configuré pour être accordé à une valeur d’ordre comprise entre 3,3 et 3,5, étant notamment égale à 3,4.
Dans tout ce qui précède, le corps pendulaire peut être muni d’un ou plusieurs organes d’amortissement de butée permettant de réduire les chocs entre le corps pendulaire et le support à l’issue d’un déplacement du corps pendulaire depuis la position de repos et/ou en cas de chute radiale du corps pendulaire, par exemple lors de l’arrêt du moteur thermique du véhicule. Ces organes d’amortissement de butée peuvent venir en complément de l’action de l’élément flexible en limitant l’intensité des chocs et en modifiant leur nature (choc plastique-métal contre choc métal-métal sans ces organes). L’élément flexible, quant à lui, réduit la propagation du choc dans la matière ce qui permet également de réduire l’intensité du bruit de ces chocs.
Chaque organe d’amortissement de butée est par exemple disposé radialement entre le bord radialement intérieur de l’organe de liaison et le bord radialement intérieur de la fenêtre.
Chaque organe d’amortissement de butée peut présenter des propriétés élastiques permettant l’amortissement des chocs liés à la venue en contact du corps pendulaire et du support. Chaque organe d’amortissement de butée est par exemple réalisé en élastomère ou en caoutchouc.
Dans tout ce qui précède, une pièce d’interposition, encore appelée « patin », peut être prévue pour s’interposer axialement entre le support et les masses pendulaires, de manière à éviter les chocs axiaux entre ces derniers.
Dans tout ce qui précède, des fenêtres distinctes du support peuvent être associées au corps pendulaire, chaque fenêtre recevant un organe de liaison et un organe de roulement associé.
Le corps pendulaire peut comprendre deux organes de liaison, chaque organe de liaison coopère avec un organe de roulement et chaque organe de liaison est associé à un organe d’amortissement de butée.
Le dispositif peut comprendre une pluralité de corps pendulaires disposés régulièrement autour de l’axe de rotation par exemple un nombre compris entre deux et huit, notamment trois ou six corps pendulaires, notamment cinq corps pendulaires. Le dispositif peut ainsi comprendre une pluralité de plans perpendiculaires à l’axe de rotation dans chacun desquels tous les corps pendulaires sont disposés.
Un plot de l’élément flexible peut être disposé entre chacun des corps pendulaires.
Le dispositif d’amortissement pendulaire peut être configuré de manière à ce que les corps pendulaires angulairement voisins ne viennent jamais en contact l’un avec l’autre. Ceci peut être assuré par l’action cumulée ou non :
- des organes d’amortissement de butée par contact avec le bord des fenêtres du support et,
- de l’élément flexible lorsqu’il est disposé sur la même hauteur radiale que le corps pendulaire.
Le support peut être unique et il peut être réalisé d’une seule pièce. Le support est par exemple une tôle creuse.
Dans tout ce qui précède, le ou les corps pendulaires peuvent être reçus dans une cavité ménagée dans le plateau. Cette cavité peut être orientée vers le vilebrequin et le moteur thermique. La cavité peut être agencée pour recevoir au moins une des deux masses pendulaires de chaque corps pendulaire permettant de disposer d’un volant axialement compact, de protéger les corps pendulaires de l’environnement extérieur et de protéger Γenvironnement extérieur en cas d’éclatement des corps pendulaires, par exemple en centrifugation.
Le plateau peut comporter un rebord radialement à l’intérieur ou à l’extérieur pour la fixation du support.
Le dispositif peut comporter un couvercle pour encapsuler le dispositif d’amortissement pendulaire, au moins le ou les corps pendulaires du dispositif.
L’invention concerne également un composant comprenant le volant tel que défini précédemment. Le composant est notamment destiné à être intégré à un véhicule dit industriel.
Ce composant peut être un double volant amortisseur comportant une première masse, une deuxième masse mobile en rotation par rapport à la première masse et une pluralités d’organes de rappel élastique s’opposant à la rotation relative des masses entres elles, la première masse du double volant amortisseur pouvant être définie par le plateau du volant ou être solidaire de ce dit plateau.
Ce composant peut aussi être un embrayage à friction comportant un plateau de réaction, un disque de friction et un plateau de pression déplaçable axialement vers le plateau de pression pour venir pincer le disque de friction afin de transmettre le couple du moteur thermique vers la boite de vitesses, le plateau de pression étant défini par le plateau du volant tel que défini ci-dessus ou être solidaire de ce dit plateau.
L’invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, une chaîne de propulsion de véhicule, notamment de véhicule dit industriel, comprenant :
- un moteur thermique, et
- un système de transmission comprenant un volant ou composant tel que définis ci-dessus.
Tout ou partie des caractéristiques mentionnées précédemment s’applique à ces autres aspects de l’invention.
L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d’un exemple non limitatif de mise en œuvre de celle-ci et à l’examen du dessin annexé sur lequel :
- la figure 1 représente un volant selon un exemple de réalisation de l’invention,
- la figure 2 est une vue partielle du volant de la figure 1,
- la figure 3 est une vue schématique et partielle d’un dispositif d’amortissement pendulaire d’un volant selon un autre mode de réalisation,
- les figures 4 à 7 sont des vues schématiques et partielles en coupe de volants comportant différents exemples d’élément flexible selon l’invention,
On a représenté sur la figure 1 un volant d’inertie 1 ou volant moteur, pour système de transmission d’un véhicule dit industriel, tel qu’un poids lourd. Le volant 1 comprend un plateau 2 mobile autour d’un axe de rotation X, un dispositif d’amortissement pendulaire 3 comprenant un support 4, solidaire du plateau 2, ici cinq corps pendulaires mobiles par rapport au support 4.
Le volant d’inertie 1 peut définir, ou être solidaire, (d’) une première masse d’un double volant amortisseur comportant en plus de cette première masse, une deuxième masse mobile en rotation par rapport à la première masse et une pluralités d’organes de rappel élastique s’opposant à la rotation relative des masses entres elles.
En variante, le volant d’inertie 1 peut définir, ou être solidaire, (d’) un plateau de réaction d’un embrayage à friction comportant, en plus du plateau de réaction, un disque de friction et un plateau de pression déplaçable axialement vers le plateau de pression pour venir pincer le disque de friction afin de transmettre le couple du moteur thermique vers la boite de vitesses.
Dans l’exemple considéré, le support 4 s’étend radialement entre deux extrémités radiales. Le support 4 est solidarisé au plateau par son extrémité radialement intérieure, c'est-à-dire radialement à l’intérieur par rapport aux corps pendulaires 5. Le support 4 est unique et il est réalisé d’une seule pièce. Le support 4 est par exemple une tôle creuse.
Le support est solidarisé au moyen d’une pluralité de rivets régulièrement disposés sur un pourtour de l’axe X.
Dans l’exemple considéré, le plateau 2 défini sur sa périphérie radialement extérieure et dans un même espace axial que le dispositif d’amortissement pendulaire 3 une couronne de démarrage 7.
Dans l’exemple considéré, chaque corps pendulaire 5 comprend :
- une première et une deuxième masses pendulaires 10 espacées axialement l’une par rapport à l’autre et mobiles par rapport au support 4, la première masse pendulaire 10 étant disposée axialement d’un premier côté du support 4, et la deuxième masse pendulaire 10 étant disposée axialement d’un deuxième côté du support 4, et
- au moins un organe de liaison 11 de la première et de la deuxième masses pendulaires 10 appariant lesdites masses.
Deux exemples de réalisation de dispositif d’amortissement pendulaire 3 seront présentés en détail aux figures 2 et 3, le premier étant le mode de réalisation du volant représenté à la figure 1.
Dans les exemples considérés, le dispositif d’amortissement pendulaire 3 comprend deux organes de roulement 12 associés à chaque corps pendulaire 5, le dispositif étant ainsi de type bifilaire. Chaque organe de roulement 12 coopère, uniquement via sa surface extérieure, d’une part avec une piste de roulement 14 solidaire du support 4 et d’autre part avec au moins une piste de roulement 15 solidaire d’un des corps pendulaire 5 pour guider le déplacement des corps pendulaires 5 par rapport au support 4.
Dans les exemples considérés, chaque organe de liaison 11 est accueilli, au moins en parti, dans une fenêtre 16 ménagée dans le support. Cette fenêtre 16 peut présenter un bord dont une partie définit la piste de roulement 14 solidaire du support 4.
Dans les exemple considérés, chaque corps pendulaires 5 est muni de plusieurs organes d’amortissement de butée 17 permettant de réduire les chocs entre le corps pendulaire 5 et le support 4 à l’issue d’un déplacement du corps pendulaire 5 depuis la position de repos et/ou en cas de chute radiale des corps pendulaires 5, par exemple lors de l’arrêt du moteur thermique du véhicule. Chaque organe d’amortissement de butée 17 est disposé radialement entre le bord radialement intérieur de l’organe de liaison 11 et le bord radialement intérieur de la fenêtre 16.
Chaque organe d’amortissement de butée 17 peut présenter des propriétés élastiques permettant l’amortissement des chocs liés à la venue en contact des corps pendulaires 5 et du support 4. Chaque organe d’amortissement de butée 17 est par exemple réalisé en élastomère ou en caoutchouc.
Dans l’exemple de réalisation des figures 1 et 2, chaque organe de roulement 12 coopère uniquement avec une piste de roulement 15 solidaire du des corps pendulaire, celle-ci étant définie par un des deux organes de liaison 11. Une seule et même fenêtre 16 reçoit un organe de liaison 12 et un organe de roulement associé.
Chaque organe de roulement 12 est uniquement sollicité en compression entre les pistes de roulement mentionnées ci-dessus. La piste de roulement solidaire du support et la piste de roulement solidaire du corps pendulaire et coopérant avec un même organe de roulement sont au moins en partie radialement en regard, c’est-à-dire qu’il existe des plans perpendiculaires à l’axe X dans lesquels ces pistes de roulement s’étendent toutes les deux.
Dans l’exemple considéré, les première et deuxième masses pendulaires 10 et chaque organe de liaison 11 associés sont solidarisés au moyen de deux rivets disposés de part et d’autre de la piste de roulement 14.
Dans l’exemple de réalisation des figures 1 et 2, chaque corps pendulaire 5 comprend deux organes de liaison 11, chaque organe de liaison coopère avec un organe de roulement 12 et chaque organe de liaison 11 est associé à un organe d’amortissement de butée 17. L’organe d’amortissement de butée 17 comporte deux parties 18 en forme de pion aptes à venir en contact avec le bord de la fenêtre 16 dans laquelle elles sont disposées.
Dans l’exemple considéré à la figure 3, chaque corps pendulaire 5 définit deux pistes de roulement 15 distinctes, une piste de roulement 15 étant définie dans la première masse pendulaire 10 et une piste de roulement 15 étant définie dans la deuxième masse pendulaire 10. La première et la deuxième masse pendulaire 10 présentent une cavité 20 recevant chacune un organe de roulement 12 et une partie du bord de cette cavité forme la piste de roulement 15 correspondante. La portion de chaque organe de roulement 12 disposée axialement entre la première et la deuxième masse pendulaire 10 est reçue dans une cavité 21 du support 4, ces cavités 21 étant distincte des trois fenêtres 16 dans lesquelles sont reçus les trois organes de liaison 11.
Chaque organe de roulement 12 comprend alors successivement :
- une portion disposée dans une cavité 20 de la première masse pendulaire 10 et coopérant avec la piste de roulement 15 formée par une partie du bord de cette cavité 20,
- une portion disposée dans une cavité 21 du support 4 et coopérant avec la piste de roulement 14 formée par une partie du bord de cette cavité 21, et
- une portion disposée dans une cavité 20 de la deuxième masse pendulaire 10 et coopérant avec la piste de roulement 15 formée par une partie du bord de cette cavité 20.
Dans tout ce qui précède, chaque organe de roulement 12 est par exemple un rouleau de section circulaire dans un plan perpendiculaire à l’axe de rotation X. Les extrémités axiales du rouleau peuvent être dépourvues de rebord annulaire fin. Le rouleau est par exemple réalisé en acier. Le rouleau peut être creux ou plein.
Dans l’exemple considéré à la figure 3, chaque corps pendulaire 5 comprend trois organes de liaison 11 dont deux sont disposés circonférentiellement de part et d’autres des organes de roulement 12 et un entre les organes de roulement 12. Seuls deux de ces organes de liaison 11 sont associés à un l’organe d’amortissement de butée 17. L’organe de liaison 17 est ici d’un seul tenant de forme tubulaire entourant chacun un organe de liaison 11 qui sont disposés circonférentiellement de part et d’autres des organes de roulement 12. Chaque organe d’amortissement de butée 17 tubulaire est apte à venir en contact avec le bord de la fenêtre 16 dans laquelle il est disposé.
Dans les exemples des figures 1 à 3, le dispositif d’amortissement pendulaire 3 peut être configuré de manière à ce que les corps pendulaires 5 soient accordés à une valeur d’ordre choisie de manière à ce que le rapport entre cette valeur d’ordre et l’ordre d’excitation du moteur thermique du véhicule soit supérieur à 1,1. Par exemple, dans le cas d’un moteur thermique à six cylindres, l’ordre d’excitation de ce moteur est de 3, ce qui fait que les corps pendulaires sont accordés à une valeur d’ordre supérieure à 3,3.
Les figures 4 à 8, indépendamment du mode de réalisation du dispositif d’amortissement pendulaire 3, présentent schématiquement des volants d’inertie 1 comportant différents exemples d’élément flexible selon l’invention.
Dans tous les exemples considérés, les corps pendulaires 5 peuvent être reçus dans une cavité 23 ménagée dans le plateau 2. Cette cavité 23 est orientée vers le vilebrequin et le moteur thermique. La cavité 23 est agencée pour recevoir une des deux masses pendulaires 10 de chaque corps pendulaire 5. Le plateau 2 comporte également un rebord radialement à l’intérieur par rapport au corps pendulaire 5 pour la fixation du support 4. Le dispositif peut enfin comporter un couvercle pour encapsuler le dispositif d’amortissement pendulaire 3.
Dans tous les exemples considérés, cet élément flexible axialement vient en contact au moins sélectivement avec le support 4 et avec le plateau 2. Cet élément flexible 25 est élastiquement déformable.
Dans l’exemple considéré à la figure 5, le support 4 est fixé au plateau 2 par l’intermédiaire de l’élément flexible 25. L’élément flexible 25 transmet le couple entre le plateau 2 et le support 4. L’élément flexible 25 vient donc simultanément en contact avec chacun du support 4 et du plateau 2 dans toutes configurations du volant d’inertie 1. L’élément flexible 25 est fixé par rivetage au support 4 et au plateau 2, par exemple par une pluralité de rivets disposés régulièrement autour de l’axe X. En variante, l’élément flexible peut également être fixé sur le plateau au moyen de vis et être soudé au support de pendule.
Dans ce mode de réalisation, l’élément flexible 25 découple le support 4 et le plateau 2 afin de diminuer les accélérations vu par le dispositif d’amortissement pendulaire 3 en provenance du moteur thermique. L’élément flexible 25 est une plaque annulaire d’extension radiale.
Dans l’exemple considéré, le support 4 et l’élément flexible 25 peuvent être composés de métal et l’élément flexible 25 peut être axialement plus élastique que le support 2.
L’élément flexible peut présenter une dimension radiale largement supérieure à sa dimension axiale, notamment au moins 6 fois supérieure. La dimension axiale du support peut être supérieure à la dimension axiale de l’élément flexible, notamment 2,5 fois supérieure. Par exemple, le support peut présenter une épaisseur axiale de 5mm et l’élément flexible une épaisseur axiale de 2mm.
Dans l’exemple considéré, l’élément flexible 25 peut être formé d’une ou de plusieurs plaques d’acier. L’élément flexible 25 peut être composé de tôle amortissante.
Dans les autres exemples, le support 2 est relié directement au plateau 4. Au sens de l’invention, « directement » signifie que l’élément flexible 25 n’est pas interposé, au sens de la transmission de couple, entre le support 4 et le plateau 2. Dans ces exemples, l’élément flexible 25 ne transmet pas le couple entre le plateau 2 et le support 4. La fixation du support 2 est assurée par une pluralité de rivets.
L’élément flexible 25 permet d’amortir les vibrations axiales en limitant le déplacement relatif du support 4 par rapport au plateau 2. L’élément flexible 25 peut être composé d’élastomère.
Dans l’exemple considéré à la figure 5, l’élément flexible 25 est disposé radialement extérieurement par rapport aux corps pendulaires 5, de sorte que leurs mouvements ne sont pas impactés. En particulier, l’élément flexible 25 est disposé du côté de l’extrémité du support 4 par laquelle il est solidaire du plateau 2.
Dans l’exemple considéré, l’élément flexible 25 est torique et il peut être continu autour de l’axe X, c'est-à-dire d’un seul tenant ou seulement être formé d’une pluralité de secteurs angulaires régulièrement réparties autour de l’axe X.
Dans l’exemple considéré, l’élément flexible peut être solidaire de l’un du support ou du plateau 2 ou de chacun du support 4 et du plateau 2. Dans ce dernier cas, l’élément flexible 25 permet de limiter le déplacement axial du support en éloignement du plateau, en particulier lorsque l’élément flexible 25 est disposé à l’autre extrémité du support 4 par rapport à l’extrémité par laquelle le support 4 est solidaire du plateau 2, ce qui est le cas à la figure 5.
Dans l’exemple représenté à la figure 6, l’élément flexible 25 est disposé radialement intérieurement par rapport aux corps pendulaires 5 et du côté de la fixation du support 4 au plateau 2.
Enfin, dans l’exemple considéré à la figure 7, l’élément flexible 25 est formé de plusieurs plots 26 disposés autour de l’axe X sur une même hauteur radiale que les corps pendulaires 5. Un plot 26 de l’élément flexible 25 peut être disposé entre chacun des corps pendulaires 5. Les plots 26 sont ici de section carrée mais peuvent également être de section rectangulaire.
Les plots 26 peuvent être agencés pour ne pas gêner les mouvements des corps pendulaires 5. Les plots 26 peuvent être circonférentiellement décalés des corps pendulaires quelque soit les positions relatives de ceux-ci par rapport au support 4.
En variante, les plots 26 peuvent avantageusement prendre la fonction de butée angulaire pour les corps pendulaires 5, ceux-ci venant alors au contact des plots 26 au-delà d’un certain déplacement relatif par rapport au support 4.
Dans cet exemple, les organes d’amortissement de butée 17 peuvent venir en complément de 5 l’action des plots 26 de l’élément flexible 25 en limitant l’intensité des chocs et en modifiant leur nature (choc plastique-métal contre choc métal-métal sans ces organes 17).
Dans l’exemple considéré, le dispositif d’amortissement pendulaire 3 peut être configuré de manière à ce que les corps pendulaires 5 angulairement voisins ne viennent jamais en contact l’un avec l’autre. Ceci peut être assuré par l’action cumulée ou non :
- des organes d’amortissement de butée 17 par contact avec le bord des fenêtres 16 du support 4 et,
- de l’élément flexible 25.
Claims (11)
- Revendications1. Volant d’inertie (1) pour système de transmission de véhicule apte à être solidaire d’un vilebrequin d’un moteur thermique, comprenant un plateau (2) mobile autour d’un axe de rotation (X), un dispositif d’amortissement pendulaire (3), comprenant un support (4), solidaire du plateau (2), et au moins un corps pendulaire (5) mobile par rapport au support (4), caractérisé en ce qu’il comporte un élément flexible (25) axialement venant en contact au moins sélectivement avec le support (4) et avec le plateau (2).
- 2. Volant d’inertie (1) selon la revendication 1, l’élément flexible (25) venant en contact axialement avec le support (4) et avec le plateau (2).
- 3. Volant d’inertie (1) selon l’une des revendications 1 et 2, le support (4) étant relié directement au plateau (2).
- 4. Volant d’inertie (1) selon la revendication précédente, l’élément flexible étant axialement comprimé entre le support et le plateau.
- 5. Volant d’inertie (1) selon la revendication précédente, l’élément flexible (25) étant disposé radialement extérieurement ou intérieurement par rapport au corps pendulaire (5).
- 6. Volant d’inertie (1) selon la revendication 4, l’élément flexible (25) étant formé de plusieurs plots (26) disposés autour de l’axe de rotation (X) et sur une même hauteur radiale que le corps pendulaire (5).
- 7. Volant d’inertie (1) selon l’une des revendications 3 à 6, l’élément flexible (25) étant composé d’élastomère.
- 8. Volant d’inertie (1) selon l’une des revendications 1 et 2, le support (4) étant fixé au plateau (2) par l’intermédiaire de l’élément flexible (25).
- 9. Volant d’inertie selon la revendication 8, l’élément flexible (25) étant fixé par rivetage au support (4) et/ou au plateau (2).
- 10. Volant d’inertie (1) selon la revendication précédente, l’élément flexible (25) étant axialement plus élastique que le support (4).
- 11. Volant d’inertie (1) selon l’une des revendications 8 à 10, l’élément flexible (25) étant formé d’une ou de plusieurs plaques d’acier.1/3
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2016
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