FR3057930A1 - Dispositif d'amortissement pendulaire - Google Patents
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Abstract
Dispositif d'amortissement pendulaire (1), comprenant : - un support (2) mobile en rotation autour d'un axe (X), et - au moins un corps pendulaire (3), mobile par rapport au support (2) de part et d'autre d'une position de repos, le déplacement du corps pendulaire (3) par rapport au support (2) étant guidé par au moins un organe de roulement (11) coopérant avec au moins une première piste de roulement (12) solidaire du support (2) et avec au moins une deuxième piste de roulement (13) solidaire du corps pendulaire (3), ce déplacement du corps pendulaire (3) par rapport au support (2) comprenant : - une première plage de déplacement depuis la position de repos jusqu'à une position prédéfinie, et - une deuxième plage de déplacement depuis la position prédéfinie jusqu'à une position d'arrêt du corps pendulaire, les première (12) et deuxième (13) pistes de roulement ayant des formes telles que, lorsque le corps pendulaire (3) est dans la deuxième plage de déplacement, la valeur d'ordre (n) à laquelle ce corps pendulaire (3) est accordé augmente de manière à faire diminuer en tout ou partie l'énergie cinétique que possède le corps pendulaire (3) à l'issue de la première plage de déplacement.
Description
® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication :
(à n’utiliser que pour les commandes de reproduction) (© N° d’enregistrement national
057 930
60239
COURBEVOIE ©IntCI8: F16 F15/14 (2017.01)
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION
A1
| ©) Date de dépôt : 21.10.16. | © Demandeur(s) : VALEO EMBRAYAGES Société par |
| ©) Priorité : | actions simplifiée — FR. |
| @ Inventeur(s) : MAHE HERVE. | |
| ©) Date de mise à la disposition du public de la | |
| demande : 27.04.18 Bulletin 18/17. | |
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104/ DISPOSITIF D'AMORTISSEMENT PENDULAIRE.
FR 3 057 930 - A1
Dispositif d'amortissement pendulaire (1), comprenant:
- un support (2) mobile en rotation autour d'un axe (X), et
- au moins un corps pendulaire (3), mobile par rapport au support (2) de part et d'autre d'une position de repos, le déplacement du corps pendulaire (3) par rapport au support (2) étant guidé par au moins un organe de roulement (11) coopérant avec au moins une première piste de roulement (12) solidaire du support (2) et avec au moins une deuxième piste de roulement (13) solidaire du corps pendulaire (3), ce déplacement du corps pendulaire (3) par rapport au support (2) comprenant:
- une première plage de déplacement depuis la position de repos jusqu'à une position prédéfinie, et
- une deuxième plage de déplacement depuis la position prédéfinie jusqu'à une position d'arrêt du corps pendulaire, les première (12) et deuxième (13) pistes de roulement ayant des formes telles que, lorsque le corps pendulaire (3) est dans la deuxième plage de déplacement, la valeur d'ordre (n) à laquelle ce corps pendulaire (3) est accordé augmente de manière à faire diminuer en tout ou partie l'énergie cinétique que possède le corps pendulaire (3) à l'issue de la première plage de déplacement.
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Dispositif d’amortissement pendulaire
La présente invention concerne un dispositif d’amortissement pendulaire, notamment pour un système de transmission de véhicule automobile.
Dans une telle application, le dispositif d’amortissement pendulaire peut être intégré à un système d’amortissement de torsion d’un embrayage apte à relier sélectivement le moteur thermique à la boîte de vitesses, afin de filtrer les vibrations dues aux acyclismes du moteur. Un tel système d’amortissement de torsion est par exemple un double volant amortisseur.
En variante, dans une telle application, le dispositif d’amortissement pendulaire peut être intégré à un disque de friction de l’embrayage ou à un convertisseur de couple hydrodynamique ou à un volant solidaire du vilebrequin ou à un double embrayage à sec ou humide ou à un simple embrayage humide ou à un groupe motopropulseur hybride.
Un tel dispositif d’amortissement pendulaire met classiquement en œuvre un support et un ou plusieurs corps pendulaires mobiles par rapport à ce support, le déplacement par rapport au support de chaque corps pendulaire étant guidé par deux 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.
Dans le cas d’oscillations de torsion importantes, la venue en butée d’un corps pendulaire contre le support peut être brutale, de sorte que la diminution de l’énergie cinétique associée au déplacement du corps pendulaire est soudaine. Cette énergie cinétique est alors transformée en énergie de déformation accumulée dans la raideur de butée. Cette raideur se détend ensuite en renvoyant le corps pendulaire vers sa position de repos. Ainsi le comportement du corps pendulaire est impacté par la raideur de butée, de sorte que les performances de filtrage fournies par le corps pendulaire peuvent en être affectées.
Il existe un besoin pour bénéficier d’un dispositif d’amortissement pendulaire remédiant à l’inconvénient précité.
L’invention vise à répondre à ce besoin et elle y parvient, selon l’un de ses aspects, à l’aide d’un dispositif d’amortissement pendulaire, comprenant :
- un support mobile en rotation autour d’un axe, et
- au moins un corps pendulaire, mobile par rapport au support de part et d’autre d’une position de repos, le déplacement du corps pendulaire par rapport au support étant guidé par au moins un organe de roulement coopérant avec au moins une première piste de roulement solidaire du support et avec au moins une deuxième piste de roulement solidaire du corps pendulaire, ce déplacement du corps pendulaire par rapport au support comprenant :
- une première plage de déplacement depuis la position de repos jusqu’à une position prédéfinie, et
- une deuxième plage de déplacement depuis la position prédéfinie jusqu’à une position d’arrêt du corps pendulaire, les première et deuxième pistes de roulement ayant des formes telles que, lorsque le corps pendulaire est dans la deuxième plage de déplacement, la valeur d’ordre à laquelle ce corps pendulaire est accordé augmente de manière à faire diminuer en tout ou partie l’énergie cinétique que possède le corps pendulaire à l’issue de la première plage de déplacement.
Les première et deuxième pistes de roulement ont par exemple des formes telles que, lorsque le corps pendulaire est dans la deuxième plage de déplacement, la valeur d’ordre à laquelle ce corps pendulaire est accordé augmente de manière à réduire en totalité l’énergie cinétique que possède le corps pendulaire à l’issue de la première plage de déplacement, c’est-à-dire à transformer toute l’énergie cinétique que possède le corps pendulaire à l’issue de la première plage de déplacement.
La forme des première et deuxième pistes de roulement dans la deuxième plage de déplacement permet ainsi une diminution progressive de l’énergie cinétique que présente le corps pendulaire à l’issue de la première plage de déplacement. Cette diminution progressive s’obtient en augmentant l’ordre du corps pendulaire. A cette diminution progressive correspond alors par exemple une augmentation progressive de l’énergie potentielle du corps pendulaire. La position d’arrêt du corps pendulaire peut correspondre à la position de butée du corps pendulaire contre le support.
En variante, la position d’arrêt du corps pendulaire ne correspond pas à une position de butée de ce corps pendulaire contre le support, le corps pendulaire s’arrêtant alors avant d’avoir atteint cette butée contre le support.
La forme des première et deuxième pistes de roulement peut permettre d’augmenter la valeur d’ordre à laquelle le corps pendulaire est accordé de manière à faire diminuer d’entre 50% et 100% l’énergie cinétique que possède le corps pendulaire à l’issue de la première plage de débattement. Lorsque cette diminution de l’énergie cinétique via cette augmentation de la valeur d’ordre est de moins de 100%, la diminution du reste de l’énergie cinétique que possède le corps pendulaire à l’issue de la première plage de débattement peut être obtenue par d’autres moyens, par exemple par des éléments élastiquement déformables amortissant la venue en position de butée du corps pendulaire contre le support.
Au sens de la présente demande :
- « axialement » signifie « parallèlement à l’axe de rotation»,
- « radialement » signifie « le long d’un axe appartenant à un plan orthogonal à l’axe de rotation et coupant cet axe de rotation»,
- « angulairement » ou « circonférentiellement » signifie « autour de Taxe de rotation»,
- « orthoradialement » signifie « perpendiculairement à une direction radiale »,
- « solidaire » signifie « rigidement couplé »,
- Tordre d’excitation d’un moteur thermique est égal au nombre d’explosions de ce moteur par tour de vilebrequin,
- la position de repos d’un corps pendulaire est celle dans laquelle ce corps pendulaire est centrifugé sans être soumis à des oscillations de torsion provenant des acyclismes du moteur thermique, et
- la valeur d’ordre à laquelle est accordé un corps pendulaire se déplaçant par rapport à un support mobile en rotation autour d’un axe est caractérisée par la distance entre le centre de gravité de ce corps pendulaire et Taxe de rotation du support.
La première et la deuxième pistes de roulement peuvent avoir des formes telles que le rapport entre :
- la valeur d’ordre à laquelle est accordé le corps pendulaire dans la position d’arrêt, et
- la valeur d’ordre à laquelle est accordé le corps pendulaire dans la position prédéfinie, soit supérieur ou égal à 2, notamment à 5, notamment à 8, notamment à 10.
Le rapport ci-dessus correspond à l’augmentation de la valeur d’ordre à laquelle est accordé le corps pendulaire au fur et à mesure de son parcours au sein de la deuxième plage de déplacement.
La valeur d’ordre à laquelle est accordé le corps pendulaire dans la position prédéfinie peut être égale à Tordre d’excitation du moteur thermique du véhicule.
Le corps pendulaire est par exemple accordé à une valeur d’ordre qui reste constante lors de la première plage de déplacement. Cette valeur d’ordre peut alors être celle que possède le corps pendulaire lorsqu’il atteint la position prédéfinie.
Chacune de la première piste de roulement et de la deuxième piste de roulement peut avoir une forme de cercle.
En variante, chacune de la première piste de roulement et de la deuxième piste de roulement peut avoir une forme d’épi-cycloïde.
En variante encore, chacune de la première piste de roulement et de la deuxième piste de roulement peut avoir une forme de cycloïde.
L’augmentation de la valeur d’ordre peut être fonction de la dimension curviligne de la deuxième plage de déplacement. Une fois cette dimension curviligne fixée, l’augmentation de la valeur d’ordre à laquelle est accordé le corps pendulaire lorsqu’il se déplace dans la deuxième plage peut être obtenue.
La dimension curviligne en question est par exemple la variation d’abscisse curviligne du centre de gravité du corps pendulaire lorsqu’il se déplace dans la deuxième plage, cette dimension curviligne étant définie comme la longueur curviligne mesurée entre la position du centre de gravité du corps pendulaire dans la position prédéfinie et la position du centre de gravité du corps pendulaire lorsqu’il atteint la position d’arrêt.
Le corps pendulaire peut se déplacer de part et d’autre de la position de repos, afin de filtrer une oscillation de torsion, et le rapport entre :
- la dimension curviligne que parcourt le centre de gravité du corps pendulaire entre la position prédéfinie dans le sens non-trigonométrique, respectivement trigonométrique, et la position d’arrêt dans le sens non-trigonométrique, respectivement trigonométrique, et
- la dimension curviligne que parcourt le centre de gravité du corps pendulaire entre cette position de repos et la position prédéfinie dans le sens non-trigonométrique, respectivement trigonométrique, peut être compris entre 0,1 et 0,3.
Dans tout ce qui précède, le déplacement par rapport au support du corps pendulaire peut être guidé par deux organes de roulement se succédant circonférentiellement, chaque organe de roulement coopérant avec :
- une ou plusieurs premières pistes de roulement solidaires du support et dédiées à cet organe de roulement, et
- une ou plusieurs deuxièmes pistes de roulement solidaires du corps pendulaire et dédiées à cet organe de roulement.
Selon l’un quelconque des exemples de mise en œuvre précités, le dispositif d’amortissement pendulaire peut comprendre un unique support, et le corps pendulaire peut comprendre : une première masse pendulaire disposée axialement d’un premier côté du support et une deuxième masse pendulaire disposée axialement d’un deuxième côté du support, la première masse pendulaire et la deuxième masse pendulaire étant solidarisées entre elles par au moins un organe de liaison.
Selon une première réalisation préférée d’un dispositif d’amortissement pendulaire à support unique, la première et la deuxième masses pendulaires sont rigidement reliées entre elles par une ou plusieurs entretoises de liaisons.
Selon cette première réalisation préférée, l’organe de roulement peut coopérer avec une seule première piste de roulement et avec une seule deuxième piste de roulement, et cette deuxième piste de roulement est définie par une entretoise de liaison du corps pendulaire. Une portion du contour de cette entretoise de liaison définit par exemple la deuxième piste de roulement. En variante, un revêtement peut être déposé sur cette portion du contour de l’entretoise de liaison pour former la deuxième piste de roulement. Une telle entretoise de liaison est par exemple emmanchée en force via chacune de ses extrémités axiales dans une ouverture ménagée dans une des masses pendulaires. En variante, Eentretoise de liaison peut être soudée ou vissée ou rivetée via ses extrémités axiales sur chacune de la première et de la deuxième masse pendulaire. La première piste de roulement et la deuxième piste de roulement permettent alors la variation d’ordre précitée dans la deuxième plage de déplacement.
Selon cette première réalisation préférée, lorsque le déplacement de chaque corps pendulaire par rapport au support est guidé par au moins deux organes de roulement, notamment exactement deux organes de roulement, deux entretoises de liaison coopérant chacune avec un organe de roulement peuvent être prévues.
Chaque organe de roulement peut alors être uniquement sollicité en compression entre les première et deuxième pistes de roulement mentionnées ci-dessus. Ces première et deuxième pistes de roulement 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 la première réalisation préférée, chaque organe de roulement peut être reçu dans une fenêtre du support recevant déjà une entretoise de liaison et ne recevant aucun autre organe de roulement. Cette fenêtre est par exemple définie par un contour fermé dont une portion définit la première piste de roulement solidaire du support qui coopère avec cet organe de roulement.
Selon une deuxième réalisation préférée d’un dispositif d’amortissement pendulaire à unique support, le dispositif d’amortissement pendulaire comprend encore un corps pendulaire avec une première et une deuxième masse pendulaire axialement décalées et rigidement reliées entre elles par une ou plusieurs entretoises de liaison, mais chaque organe de roulement coopère d’une part avec une seule première piste de roulement solidaire du support, et d’autre part avec deux deuxièmes pistes de roulement solidaires du corps pendulaire. Chaque masse pendulaire présente alors une ouverture dont une partie du contour définit une de ces deuxièmes pistes de roulement. La première piste de roulement et chacune des deux deuxièmes pistes de roulement permettent alors la variation d’ordre précitée dans la deuxième plage de déplacement.
Selon cette deuxième réalisation préférée, chaque entretoise de liaison regroupe par exemple plusieurs rivets, et cette entretoise de liaison est reçue dans une fenêtre du support, tandis que l’organe de roulement est reçu dans une ouverture du support, distincte d’une fenêtre recevant une entretoise de liaison. Selon cette deuxième réalisation préférée, chaque entretoise de liaison peut en variante être un rivet.
Selon cette deuxième réalisation préférée, lorsque deux organes de roulement guident le déplacement du corps pendulaire par rapport au support, chaque organe de roulement coopère avec une première piste de roulement dédiée à cet organe de roulement et avec deux deuxièmes pistes de roulement dédiées à cet organe de roulement.
Selon cette deuxième réalisation préférée, chaque organe de roulement peut alors comprendre successivement axialement:
- une portion disposée dans une ouverture de la première masse pendulaire et coopérant avec la deuxième piste de roulement formée par une partie du contour de cette ouverture,
- une portion disposée dans une ouverture du support et coopérant avec la première piste de roulement formée par une partie du contour de cette ouverture, et
- une portion disposée dans une ouverture de la deuxième masse pendulaire et coopérant avec la deuxième piste de roulement formée par une partie du contour de cette ouverture.
Le dispositif d’amortissement pendulaire peut encore être autre qu’un dispositif à support unique, comprenant par exemple deux supports axialement décalés et solidaires entre eux, le corps pendulaire comprenant au moins une masse pendulaire disposée axialement entre les deux supports. Le corps pendulaire comprend par exemple plusieurs masses pendulaires solidarisées entre elles. Toutes ces masses pendulaires d’un même corps pendulaire peuvent être disposées axialement entre les deux supports. En variante seule(s) certaine(s) masse(s) pendulaire(s) du corps pendulaire s’étend(ent) axialement entre les deux supports, d’autre(s) masse(s) pendulaire(s) de ce corps pendulaire s’étendant axialement au-delà de l’un ou de l’autre des supports. L’organe de roulement peut alors coopérer avec deux premières pistes de roulement, chacune étant solidaire d’un support respectif, et avec une seule deuxième piste de roulement solidaire de la masse pendulaire. Chaque première piste de roulement est par exemple définie par une partie du contour d’une ouverture ménagée dans un support respectif et la deuxième piste de roulement est définie par une partie du contour d’une ouverture ménagée dans la masse pendulaire. Chacune des deux premières pistes de roulement et la deuxième piste de roulement permet alors la variation précitée d’ordre dans la deuxième plage de déplacement du corps pendulaire.
Dans tout ce qui précède, chaque organe de roulement peut coopérer avec la ou les pistes de roulement solidaires du support et avec la ou les pistes de roulement solidaires du corps pendulaire uniquement via sa surface extérieure. Chaque organe de roulement est par exemple un rouleau réalisé en acier. Le rouleau peut être creux ou plein.
Le dispositif comprend par exemple un nombre de corps pendulaires compris entre deux et huit, notamment trois, quatre, cinq ou six corps pendulaires.
Tous ces corps pendulaires peuvent se succéder circonférentiellement. Le dispositif peut ainsi comprendre une pluralité de plans perpendiculaires à Taxe de rotation dans chacun desquels tous les corps pendulaires sont disposés.
Dans tout ce qui précède, le support peut être réalisé d’une seule pièce, étant par exemple entièrement métallique.
Dans tout ce qui précède, dans le dispositif d’amortissement pendulaire, toutes les premières pistes de roulement solidaires du support peuvent avoir exactement la même forme entre elles et/ou toutes les deuxièmes pistes de roulement solidaires du corps pendulaires peuvent avoir exactement la même forme entre elles.
Tous les corps pendulaires peuvent être accordés à une même valeur d’ordre pour une même position lors du déplacement depuis la position de repos, ou encore à des valeurs d’ordre différentes, d’un corps pendulaire à l’autre.
Dans tout ce qui précède, chaque corps pendulaire peut être uniquement déplacé par rapport au support en translation autour d’un axe fictif parallèle à l’axe de rotation du support.
En variante, chaque corps pendulaire peut être déplacé 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 ».
L’invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un composant pour système de transmission d’un véhicule automobile, le composant étant notamment un double volant amortisseur, un convertisseur de couple hydrodynamique, un volant solidaire du vilebrequin, un double embrayage à sec ou humide, un simple embrayage humide, un composant de groupe motopropulseur hybride, ou un disque de friction, comprenant un dispositif d’amortissement pendulaire défini ci-dessus.
Le support du dispositif d’amortissement pendulaire peut alors être l’un parmi :
- un voile du composant,
- une rondelle de guidage du composant,
- une rondelle de phasage du composant, ou
- un support distinct dudit voile, de ladite rondelle de guidage et de ladite rondelle de phasage.
Dans le cas où le dispositif est intégré à un volant solidaire du vilebrequin, le support peut être solidaire de ce volant.
L’invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un procédé d’amélioration du fonctionnement d’un dispositif d’amortissement pendulaire, ce dispositif comprenant :
- un support mobile en rotation autour d’un axe, et
- au moins un corps pendulaire mobile par rapport au support de part et d’autre d’une position de repos, le déplacement du corps pendulaire par rapport au support étant guidé par au moins un organe de roulement coopérant avec au moins une première piste de roulement solidaire du support et avec au moins une deuxième piste de roulement solidaire du corps pendulaire, ce déplacement du corps pendulaire par rapport au support comprenant :
- une première plage de déplacement depuis la position de repos jusqu’à une position prédéfinie, et
- une deuxième plage de déplacement depuis la position prédéfinie jusqu’à une position d’arrêt du corps pendulaire, procédé dans lequel on détermine les formes des première et deuxième pistes de roulement de manière à ce que, lorsque le corps pendulaire est dans la deuxième plage de déplacement, la valeur d’ordre à laquelle ce corps pendulaire est accordé augmente de manière à faire diminuer en tout ou partie l’énergie cinétique que possède le corps pendulaire à l’issue de la première plage de déplacement.
Selon ce procédé, on peut déterminer les formes des première et deuxième pistes de roulement de manière à ce que, lorsque le corps pendulaire est dans la deuxième plage de déplacement, la valeur d’ordre à laquelle ce corps pendulaire est accordé augmente de manière à ce que l’énergie cinétique que possède le corps pendulaire à l’issue de la première plage de déplacement soit réduite en totalité. Autrement dit, toute l’énergie cinétique que possède le corps pendulaire à l’issue de la première plage de déplacement est transformée en une autre forme d’énergie, par exemple en énergie potentielle.
On détermine par exemple les formes des première et deuxième pistes de roulement de manière à ce que le rapport entre :
- la valeur d’ordre à laquelle est accordé le corps pendulaire dans la position d’arrêt, et
- la valeur d’ordre à laquelle est accordé le corps pendulaire dans la position prédéfinie, soit supérieur ou égal à 2, notamment à 5, notamment à 8, notamment à 10, notamment à 15.
Tout ou partie des caractéristiques mentionnées précédemment en rapport avec le dispositif d’amortissement pendulaire s’applique encore au procédé ci-dessus.
L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d’exemples non limitatifs et à l’examen du dessin annexé sur lequel :
- la figure 1 représente un dispositif d’amortissement pendulaire auquel peut être appliquée l’invention,
- la figure 2 représente un détail de la figure 1, et
- la figure 3 représente un autre dispositif d’amortissement pendulaire auquel peut être appliquée l’invention.
On a représenté sur la figure 1 un exemple de dispositif d'amortissement pendulaire 1.
Le dispositif 1 est notamment apte à équiper un système de transmission de véhicule automobile, étant par exemple intégré à un composant non représenté d’un tel système de transmission, ce composant étant par exemple un double volant amortisseur, un convertisseur de couple hydrodynamique, un volant solidaire du vilebrequin, un double embrayage à sec ou humide, un simple embrayage humide, un composant de groupe motopropulseur hybride, ou un disque de friction d’embrayage.
Ce composant peut faire partie d’un groupe motopropulseur d’un véhicule automobile, cette dernière comprenant un moteur thermique notamment à trois ou quatre cylindres.
Sur la figure 1, le dispositif 1 est au repos, c’est-à-dire qu’il ne filtre pas les oscillations de torsion transmises par la chaîne de propulsion du fait des acyclismes du moteur thermique.
De manière connue, un tel composant peut comprendre un système d’amortissement de torsion présentant au moins un élément d'entrée, au moins un élément de sortie, et des organes de rappel élastique à action circonférentielle qui sont interposés entre lesdits éléments d'entrée et de sortie. Au sens de la présente demande, les termes « entrée » et « sortie » sont définis par rapport au sens de transmission du couple depuis le moteur thermique du véhicule vers les roues de ce dernier.
Le dispositif 1 comprend dans l’exemple considéré:
- un support 2 apte à se déplacer en rotation autour d’un axe X, et
- une pluralité de corps pendulaires 3 mobiles par rapport au support 2.
Dans l’exemple de la figure 1, six corps pendulaires 3 sont prévus, étant répartis de façon uniforme sur le pourtour de l’axe X.
Le support 2 du dispositif d'amortissement 1 peut être constitué par :
- un élément d'entrée du système d’amortissement de torsion,
- un élément de sortie, ou
- un élément de phasage intermédiaire disposé entre deux séries de ressort du système d’amortissement, ou
- un élément hé en rotation à un des éléments précités et distinct de ces derniers, étant alors par exemple un support propre au dispositif 1.
Le support 2 est notamment une rondelle de guidage ou une rondelle de phasage.
Le support 2 peut encore être autre, tel qu’un flasque.
Dans l’exemple considéré, le support 2 présente globalement une forme d'anneau comportant deux côtés opposés 4 qui sont ici des faces planes.
Comme on peut le deviner sur la figure 1, chaque corps pendulaire 3 comprend dans l’exemple considéré :
- deux masses pendulaires 5, chaque masse pendulaire 5 s’étendant axialement en regard d’un côté 4 du support 2, et
- deux organes de liaison 6 solidarisant les deux masses pendulaires 5.
ίο
Les organes de liaison 6, encore appelés « entretoises », sont dans l’exemple considéré décalés angulairement.
Dans l’exemple de la figure 1, chaque extrémité d’un organe de liaison 6 est emmanchée en force dans une ouverture ménagée dans une des masses pendulaires 5 du corps pendulaire 3, de manière à solidariser entre elles ces deux masses pendulaires 5.
Chaque organe de liaison 6 s’étend en partie dans une fenêtre 9 ménagée dans le support. Dans l’exemple considéré, la fenêtre 9 définit un espace vide à l’intérieur du support, cette fenêtre étant délimitée par un contour fermé 10.
Le dispositif 1 comprend encore dans l’exemple considéré des organes de roulement 11 guidant le déplacement des corps pendulaires 3 par rapport au support 2. Les organes de roulement 11 sont ici des rouleaux, comme on le verra par la suite. Dans l’exemple des figures 1 et 2, chaque rouleau conserve un diamètre sensiblement constant sur toute sa longueur.
Comme on peut le voir sur la figure 2, le dispositif 1 peut également comprendre des organes d’amortissement de butée 25.aptes à venir simultanément en contact avec un organe de liaison 6 et avec le support 2 dans certaines positions relatives du support 2 et des masses pendulaires 3, telles que les venues en butée à l’issue d’un déplacement depuis la position de repos pour filtrer une oscillation de torsion ou lors d’une chute radiale du corps pendulaire 3. Chaque organe d’amortissement de butée 25 est ici solidaire d’un corps pendulaire 3, étant monté sur chaque corps pendulaire 3 et disposé de manière à s’interposer radialement entre un organe de liaison 6 de ce corps pendulaire 3 et le contour 10 de l’ouverture 9.
Dans l’exemple décrit, le mouvement par rapport au support 2 de chaque corps pendulaire 3 est guidé par deux organes de roulement 11, chacun d’entre eux coopérant dans l’exemple des figures 1 et 2 avec l’un des organes de liaison 6 du corps pendulaire 3.
Comme on peut le voir sur la figure 2, sur laquelle chaque corps pendulaire 3 est au repos, chaque organe de roulement 11 coopère avec une seule première piste de roulement 12 solidaire du support 2, et avec une seule deuxième piste de roulement 13 solidaire du corps pendulaire 3 pour guider le déplacement du corps pendulaire en translation autour d’un axe fictif parallèle à l’axe de rotation X du support 2 et en rotation autour du centre de gravité dudit corps pendulaire
3.
Dans l’exemple considéré, chaque deuxième piste de roulement 13 est formée par une portion du bord radialement extérieur d’un organe de liaison 6.
Chaque première piste de roulement 12 est définie par une partie du contour d’une fenêtre 9 ménagée dans le support 2 et recevant l’un des organes de liaison 6.
Chaque première piste de roulement 12 est ainsi disposée radialement en regard d’une deuxième piste de roulement 13, de sorte qu’une même surface de roulement d’un organe de roulement 11 roule alternativement sur la première piste de roulement 12 et sur la deuxième piste de roulement 13. La surface de roulement de l’organe de roulement est ici un cylindre de rayon constant.
On observe encore, sur la figure 2, que des pièces d’interposition 30, encore appelées « patin » peuvent être prévues. Un ou plusieurs patins 30 sont par exemple portés de manière fixe par chaque masse pendulaire 5.
Le déplacement de chaque corps pendulaire 3 par rapport au support 2 s’effectue depuis la position de repos des figures 1 et 2 vers des positions d’arrêt qui encadrent circonférentiellement la position de repos. La distance curviligne mesurée le long d’une première 12 ou deuxième 13 piste de roulement entre les deux positions occupées par l’organe de roulement 11 dans ces positions d’arrêt respectives définit la longueur de ladite piste de roulement.
Selon l’invention, chaque première piste de roulement 12 et chaque deuxième piste de roulement 13 coopérant avec un organe de roulement 11 présente une forme choisie pour que le corps pendulaire 3 présente une deuxième plage de déplacement, succédant à une première plage de déplacement qui comprend le passage par la position de repos, dans laquelle un arrêt progressif du corps pendulaire 3 s’obtient et dans laquelle la valeur d’ordre à laquelle est accordé ce corps pendulaire 3 augmente progressivement. La deuxième plage de déplacement débute lorsque le centre de gravité du corps pendulaire 3 a parcouru dans le sens trigonométrique, respectivement non-trigonométrique, depuis la position de repos, une dimension curviligne comprise entre 70% et 95% de la dimension curviligne que ce corps pendulaire parcourt dans le sens nontrigonométrique, respectivement trigonométrique, depuis la position de repos pour atteindre la position d’arrêt.
Lorsqu’il se déplace dans la première plage de déplacement, le corps pendulaire 3 conserve par exemple une valeur d’ordre constante sensiblement égale à Tordre d’excitation du moteur thermique du véhicule auquel le dispositif d’amortissement pendulaire 1 est intégré. Dans ce cas, lorsqu’il atteint la position prédéfinie, le corps pendulaire est accordé à une valeur d’ordre qui est sensiblement égale, ou légèrement supérieure, à Tordre d’excitation du moteur thermique.
L’invention consiste à choisir la forme et/ou la longueur des pistes de roulement 12 et 13 qui permettent les déplacements d’un corps pendulaire 3 par rapport au support 2 de manière à freiner ce corps pendulaire 3, voire même à arrêter le corps pendulaire 3. Dans ce dernier cas, l’arrêt du corps pendulaire 3 peut se faire uniquement via la forme et/ou la longueur des pistes 12 et 13, sans faire intervenir d’élément amortissant la venue en butée contre le support 2.
L’augmentation de la valeur d’ordre à laquelle le corps pendulaire 3 est accordé lorsqu’il se déplace dans la deuxième plage, et donc la forme des pistes de roulement 12 et 13 permettant cette augmentation lors de ce déplacement, peut être déterminée à l’aide des considérations suivantes, dans le cas d’un corps pendulaire 3 dont le centre de gravité décrit une épi-cycloïde.
La distance Rg(s) du centre de gravité du corps pendulaire 3 à Taxe de rotation X s’exprime en fonction de l’abscisse curviligne s de ce centre de gravité selon l’équation Rg(s¥ = Rgo ~n2s2
Rgo correspondant à la distance de ce centre de gravité à Taxe de rotation X dans la position au repos du corps pendulaire 3, n correspondant à la valeur d’ordre à laquelle ce corps pendulaire 3 est accordé à l’abscisse s, n étant constant avec un tel parcours
La différentielle de l’équation ci-dessus donne :
2Rg (s)dRg = -2n2sds Cette équation peut encore être écrite n2s
En cas de venue en butée de ce corps pendulaire 3 contre le support 2, la vitesse de ce dernier d.s s’annule. Etant donné que dans une telle hypothèse, cette vitesse vaut —, l’annulation de la vitesse implique que ds devienne nul. On déduit de l’équation (1) ci-dessus que la valeur d’ordre n à laquelle le corps pendulaire est accordé doit alors tendre vers l’infini.
En faisant une approximation linéaire, la raideur K modélisant la force de rappel exercée par la force centrifuge sur le corps pendulaire 3 peut s’exprimer :
K = m x η2 x 132 (2)
Ω étant la vitesse moyenne de rotation autour de Taxe X du support 2,
En considérant que l’énergie cinétique du corps pendulaire 3 dans la position prédéfinie est entièrement transformée en énergie potentielle associée à cette force de rappel à l’issue de son déplacement dans la deuxième plage, pour une abscisse curviligne x parcourue par le centre de gravité du corps pendulaire 3 dans cette deuxième plage, on peut écrire :
| x X x x2 = j x m x (sm x ne x Ω x a)2 (3) ne étant Tordre d’excitation du moteur thermique du véhicule, sm étant la distance curviligne parcourue par le centre de gravité du corps pendulaire 3 depuis la position de repos jusqu’à la position prédéfinie, m étant la masse du corps pendulaire 3, et a traduisant le fait que la vitesse du corps pendulaire 3, à l’issue de la première plage de déplacement, est une fraction de la vitesse maximale possédée par ce corps pendulaire 3 lorsqu’il passe par la position de repos pendant qu’une oscillation de torsion est filtrée.
En remplaçant l’expression de K dans l’équation (3) par celle fournie dans l’équation (2), on obtient, sm x a x ne n = x
Ainsi, en choisissant la valeur sm de l’abscisse curviligne parcourue par le centre de gravité du corps pendulaire 3 dans la première plage de déplacement, c’est-à-dire la « longueur » de la première plage de déplacement, et la valeur x de l’abscisse curviligne parcourue par le centre de gravité du corps pendulaire 3 dans la deuxième plage de déplacement, c’est-à-dire la « longueur » de la deuxième plage de déplacement, on obtient la valeur moyenne n à laquelle doit être accordé le corps pendulaire 3 dans la deuxième plage de déplacement.
En considérant un moteur thermique à quatre cylindres, une valeur de 10 mm pour sm ,une valeur de 1 mm pour x, et une valeur de 1 pour a, on obtient une valeur d’ordre égale à 20 pour le corps pendulaire 3 en moyenne dans la deuxième plage de déplacement.
En considérant la valeur d’ordre égale à 2 dans la position prédéfinie, cela signifie qu’en position d’arrêt, le corps pendulaire est accordé à une valeur égale à 38.
On constate une augmentation importante de la valeur d’ordre dans la deuxième plage de déplacement, cette valeur d’ordre augmentant d’un rapport 19. Cette augmentation de la valeur d’ordre à laquelle le corps pendulaire 3 est accordé au fur et à mesure du parcours dans la deuxième plage de déplacement permet l’arrêt de ce corps pendulaire 3 à l’issue de cette deuxième plage de déplacement.
L’invention n’est pas limitée à l’exemple qui vient d’être décrit.
En particulier, l’invention peut être mise en œuvre dans un dispositif d’amortissement pendulaire 1 tel que représenté sur la figure 3. Dans ce cas, les organes de liaison entre deux masses pendulaires 5 d’un corps pendulaire 3 sont des rivets 7. Les deuxièmes pistes de roulement 13 sont alors formées par des parties du contour d’ouverture ménagées dans des masses pendulaires 5.
Claims (9)
- Revendications1. Dispositif d’amortissement pendulaire (1), comprenant :- un support (2) mobile en rotation autour d’un axe (X), et- au moins un corps pendulaire (3), mobile par rapport au support (2) de part et d’autre d’une position de repos, le déplacement du corps pendulaire (3) par rapport au support (2) étant guidé par au moins un organe de roulement (11) coopérant avec au moins une première piste de roulement (12) solidaire du support (2) et avec au moins une deuxième piste de roulement (13) solidaire du corps pendulaire (3), ce déplacement du corps pendulaire (3) par rapport au support (2) comprenant :- une première plage de déplacement depuis la position de repos jusqu’à une position prédéfinie, et- une deuxième plage de déplacement depuis la position prédéfinie jusqu’à une position d’arrêt du corps pendulaire, les première (12) et deuxième (13) pistes de roulement ayant des formes telles que, lorsque le corps pendulaire (3) est dans la deuxième plage de déplacement, la valeur d’ordre (n) à laquelle ce corps pendulaire (3) est accordé augmente de manière à faire diminuer en tout ou partie l’énergie cinétique que possède le corps pendulaire (3) à l’issue de la première plage de déplacement.
- 2. Dispositif selon la revendication 1, les première (12) et deuxième (13) pistes de roulement ayant des formes telles que, lorsque le corps pendulaire (3) est dans la deuxième plage de déplacement, la valeur d’ordre (n) à laquelle ce corps pendulaire (3) est accordé augmente de manière à transformer toute l’énergie cinétique que possède le corps pendulaire à l’issue de la première plage de déplacement.
- 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, la première (12) et la deuxième (13) pistes de roulement ayant des formes telles que le rapport entre :- la valeur d’ordre à laquelle est accordé le corps pendulaire (3) dans la position d’arrêt, et- la valeur d’ordre à laquelle est accordé le corps pendulaire (3) dans la position prédéfinie, soit supérieur ou égal à 2, notamment à 5, notamment à 8.
- 4. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, la position d’arrêt du corps pendulaire étant une position de butée contre le support.
- 5. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, les première (12) et deuxième (13) pistes de roulement ayant des formes telles que le corps pendulaire soit déplacé par rapport au support à la fois :- en translation autour d’un axe fictif parallèle à l’axe de rotation (X) du support et,- également en rotation autour du centre de gravité du corps pendulaire.
- 6. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, les première (12) et deuxième (13) pistes de roulement ayant des formes telles que le corps pendulaire soit uniquement déplacé par rapport au support en translation autour d’un axe fictif parallèle à l’axe de rotation du support.
- 7. Procédé d’amélioration du fonctionnement d’un dispositif d’amortissement pendulaire, ce dispositif comprenant :- un support (2) mobile en rotation autour d’un axe (X), et- au moins un corps pendulaire (3) mobile par rapport au support (2) de part et d’autre d’une position de repos, le déplacement du corps pendulaire (3) par rapport au support (2) étant guidé par au moins un organe de roulement (11) coopérant avec au moins une première piste de roulement (12) solidaire du support (2) et avec au moins une deuxième piste de roulement (13) solidaire du corps pendulaire (3), ce déplacement du corps pendulaire (3) par rapport au support (2) comprenant :- une première plage de déplacement depuis la position de repos jusqu’à une position prédéfinie, et- une deuxième plage de déplacement depuis la position prédéfinie jusqu’à une position d’arrêt du corps pendulaire, procédé dans lequel on détermine les formes des première (12) et deuxième (13) pistes de roulement de manière à ce que, lorsque le corps pendulaire (3) est dans la deuxième plage de déplacement, la valeur d’ordre (n) à laquelle ce corps pendulaire (3) est accordé augmente de manière à faire diminuer en tout ou partie l’énergie cinétique que possède le corps pendulaire (3) à l’issue de la première plage de déplacement.
- 8. Procédé selon la revendication 7, dans lequel on détermine les formes des première (12) et deuxième (13) pistes de roulement de manière à ce que, lorsque le corps pendulaire est dans la deuxième plage de déplacement, la valeur d’ordre à laquelle ce corps pendulaire est accordé augmente de manière à transformer toute l’énergie cinétique que possède le corps pendulaire (3) à l’issue de la première plage de déplacement.
- 9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, dans lequel on détermine les formes des première et deuxième pistes de roulement de manière à ce que le rapport entre :- la valeur d’ordre (n) à laquelle est accordé le corps pendulaire (3) dans la position d’arrêt, et- la valeur d’ordre (n) à laquelle est accordé le corps pendulaire (3) dans la position prédéfinie, soit supérieur ou égal à 2, notamment à 5, notamment à 8.
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