FR3067080A1 - Dispositif d'amortissement pendulaire - Google Patents
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Abstract
Dispositif d'amortissement pendulaire (1, 11) de transmission de véhicule automobile du type de ceux comportant un support (2) entraîné en rotation autour d'un axe (XX') de ladite transmission et au moins un corps pendulaire (3, 12) comprenant deux masses pendulaires (3, 12) agencées de part et d'autre dudit support (2), ledit corps pendulaire (3, 12) étant mobile par rapport audit support (2) selon un mouvement combiné de translation et de rotation au moyen d'organes de roulement (6) coopérant, d'une part, avec des pistes de roulement internes (7) formées sur des organes de liaison (4) appariant lesdites masses pendulaires (3, 12), et, d'autre part, avec des pistes de roulement externes (8) formées par des parties d'un bord d'une ou plusieurs lumières (5) dudit support (2), lesdits organes de liaison (4) étant logés partiellement à l'intérieur de ladite ou desdites lumières (5) et lesdites masses pendulaires (3, 12) comportant chacune un élément d'interposition (9, 13) disposé axialement entre lesdites masses pendulaires (3, 12) et lesdits organes de roulement (6), caractérisé en ce que ledit élément d'interposition (9, 13) est constitué par au moins un bossage (13) formé dans chacune des faces en regard (14) desdites masses pendulaires (12).
Description
DISPOSITIF D'AMORTISSEMENT PENDULAIRE
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION.
La présente invention concerne un dispositif d'amortissement pendulaire, notamment de véhicule automobile.
ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION.
Un tel dispositif, également appelé oscillateur pendulaire ou pendule, est notamment destiné à équiper une transmission d’un véhicule automobile.
Dans une transmission de véhicule automobile, on associe généralement au moins un système d’amortissement de torsion à un embrayage apte à relier sélectivement le moteur à une boîte de vitesses, tel qu'un embrayage à friction ou un appareil d'accouplement hydrocinétique comportant un embrayage de verrouillage.
En effet, un moteur à explosion génère des acyclismes du fait des explosions se succédant dans les cylindres du moteur, ces acyclismes variant notamment en fonction du nombre de cylindres.
Le système d’amortissement, qui comporte classiquement des ressorts et des éléments de friction, a par conséquent pour fonction de filtrer les vibrations de torsion dues aux acyclismes de rotation du moteur et intervient avant la transmission du couple moteur à la boîte de vitesses. Cela permet d’éviter que de telles vibrations passent dans la boîte de vitesses et y provoquent des chocs, bruits et nuisances sonores indésirables.
Afin d’améliorer encore la filtration, il est connu d’utiliser un dispositif d’amortissement pendulaire, en plus du système d’amortissement usuel.
Par exemple, la demande de brevet FR2981714, au nom de la demanderesse, divulgue un dispositif d'amortissement d'oscillations de torsion comprenant des moyens d'amortissement pendulaire constitués par des masses pendulaires montées de façon mobile sur un support annulaire agencé entre un élément d'entrée de couple et un élément de sortie de couple, et entraîné en rotation autour de son axe.
En réaction aux irrégularités ou acyclismes de rotation, chaque masse oscille de façon pendulaire. La fréquence d’oscillation de chaque masse est proportionnelle à la vitesse de rotation de l’arbre moteur, le multiple correspondant pouvant par exemple prendre une valeur proche du rang de l’harmonique
-2prépondérant des vibrations responsables des fortes irrégularités de rotation au voisinage du ralenti.
Dans cet exemple, des pistes de roulement associées à des organes de roulement permettent un déplacement en translation des centres de gravité des masses pendulaires et un mouvement de rotation de ces masses pendulaires autour de leurs centres de gravité.
Des rouleaux formant les organes de roulement comportent des moyens de butée axiale intégrés évitant un frottement des masses pendulaires sur le support annulaire.
Cependant, de tels moyens de butée axiale s'avèrent coûteux à réaliser et fragiles, et une amélioration du dispositif, consistant en leur remplacement par des patins en matière plastique interposés axialement entre les masses pendulaires et les rouleaux, est divulguée par la demanderesse dans la demande de brevet français FR3010162.
Ces patins sont un intermédiaire pratique entre des pièces en acier quand le dispositif d’amortissement pendulaire fonctionne à sec; ils permettent de réduire le coefficient de frottement entre les masses pendulaires et le support, d'une part, et entre les rouleaux et les masses pendulaires, d'autre part, et d'augmenter ainsi les performances du dispositif.
En plus de cet avantage théorique conduisant à une réduction des frottements internes, tous les défauts de surface des composants en acier, tels que bavures, rayures, bosses, planéité et autres, sont filtrés par les patins. Les patins présentent aussi des défauts, mais la pression de contact et l'usure notamment, les suppriment rapidement: les patins permettent une adaptation des surfaces.
Ces patins réalisés en polyamide peuvent résister aux températures de 100 à 160°C de leur environnement, et ont avantageusement une durée de vie de 500 millions de cycles, soit environ 300.000 km.
Toutefois, pour un encombrement prédéterminé du dispositif d’amortissement pendulaire, ils diminuent la masse des masses pendulaires et réduisent donc son efficacité.
De plus, il s'agit de pièces rapportées qui doivent être montées sur les masses pendulaires par clipsage, opération qui augmente le coût de fabrication.
-3 DESCRIPTION GENERALE DE L'INVENTION.
Le but de la présente invention est donc de réaliser un dispositif d'amortissement pendulaire de transmission de véhicule automobile dans lequel les frottements internes sont réduits tout en palliant les inconvénients ci-dessus.
Ce dispositif d'amortissement pendulaire est du type de ceux comportant:
- un support entraîné en rotation autour d'un axe de la transmission;
- au moins un corps pendulaire comprenant deux masses pendulaires agencées de part et d'autre du support.
Ce corps pendulaire est mobile par rapport au support selon un mouvement combiné de translation et de rotation au moyen d'organes de roulement coopérant, d'une part, avec des pistes de roulement internes formées sur des organes de liaison appariant les masses pendulaires, et, d'autre part, avec des pistes de roulement externes formées par des parties d'un bord d'une ou plusieurs lumières du support.
Les organes de liaison sont logés partiellement à l'intérieur de la ou des lumières et les masses pendulaires comportent chacune un élément d'interposition disposé axialement entre les masses pendulaires et les organes de roulement.
Selon l'invention, cet élément d'interposition est constitué par au moins un bossage formé dans chacune des faces en regard des masses pendulaires.
Selon l'invention encore, ce bossage est formé au voisinage des pistes de roulement internes.
De manière générale, le bossage est formé afin à minimiser à la fois une vitesse relative entre chacune des masses pendulaires et chacun des organes de roulement le long d'une ligne de contact, et une excursion axiale de chacun des organes de roulement.
Selon l'invention, la ligne de contact s'étend avantageusement à une distance prédéterminée des pistes de roulement internes.
Dans le cas où les organes de roulement sont constitués par des rouleaux cylindriques qui présentent un rayon prédéterminé, un rapport de cette distance à ce rayon est constant.
Selon l'invention, ce rapport est compris entre 0,06 et 0,4, de préférence sensiblement égal à 0,1.
Dans le dispositif d'amortissement pendulaire selon l'invention, la ligne de contact est formée d'un ou plusieurs arcs de cercle.
-4Selon l'invention, un premier jeu axial entre le bossage et chacun des organes de roulement est inférieur à un second jeu axial entre chacun des organes de roulement et une partie en regard de chacune des faces des masses pendulaires en dehors du bossage.
Dans le dispositif d'amortissement pendulaire selon l'invention, le bossage est réalisé par déformation sous presse de chacune des masses pendulaires.
Ces quelques spécifications essentielles auront rendu évidents pour l'homme de métier les avantages apportés par le dispositif d'amortissement pendulaire selon l’invention par rapport à l'état de la technique antérieur au plan de la réduction du frottement des masses pendulaires sur les organes de roulement.
Les spécifications détaillées de l'invention sont données dans la description qui suit en liaison avec les dessins ci-annexés. Il est à noter que ces dessins n'ont d'autre but que d'illustrer le texte de la description et ne constituent en aucune sorte une limitation de la portée de l'invention.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS.
La Figure 1 est une vue axiale partielle d'un dispositif d'amortissement pendulaire connu de l'état de la technique du type de ceux concernés par l'invention.
La Figure 2 représente de façon schématique en coupe partielle le dispositif d'amortissement pendulaire montré sur la Figure 1.
La Figure 3 représente de façon schématique en coupe partielle un dispositif d'amortissement pendulaire selon l'invention.
La Figure 4 est une vue axiale partielle du dispositif d'amortissement pendulaire montré en coupe sur la Figure 3.
DESCRIPTION DU MODE DE REALISATION PREFERE DE L'INVENTION.
L'exemple de dispositif d'amortissement pendulaire 1 connu de l'état de la technique précité est représenté sur les Figures 1 et 2.
Il comprend essentiellement:
- un support annulaire 2 apte à être entraîné en rotation autour d'un axe XX';
- des masses pendulaires 3 agencées de part et d'autre du support 2 à sa périphérie.
-5Ces masses pendulaires 3, de la forme générale d'un segment circulaire, sont appariées au moyen d'entretoises de liaison 4 traversant des lumières 5 dans le support 2, comme le montre bien la Figure 2.
Sur la Figure 1, le dispositif d'amortissement pendulaire 1 est en position de repos, c'est-à-dire quand les masses pendulaires 3 n'oscillent pas. La vue est partielle, c'est-à-dire que seul un corps pendulaire 3 est représenté parmi tous les corps pendulaires agencés classiquement à la périphérie du support 2. De plus, l'une des deux masses pendulaires est enlevée de façon à montrer les entretoises 4 et les organes de roulement 6, constitués ici par des rouleaux 6.
Les masses pendulaires 3 sont mobiles grâce à ces organes de roulement 6 roulant, d'une part, sur des pistes de roulement internes 7 formées sur les entretoises de liaison 4 et, d'autre part, en s'appuyant et roulant sur des pistes de roulement externes 8 formées par des bords 8 des lumières 5 du support 2.
Dans cet état de la technique, représenté sur les Figures 1 et 2, un élément d'interposition 9 constitué par un patin en plastique 9 est disposé axialement entre chacune des faces 10 en regard des masses pendulaires 3 et les rouleaux 6 afin de réduire les frottements.
Mais les rouleaux 6 ne roulent pas toujours parfaitement dans un plan axial, car diverses irrégularités de fabrication, incontournables à des coûts raisonnables, font que les axes de symétrie des rouleaux 6 ne restent pas parallèles à l'axe de rotation XX' du dispositif d'amortissement pendulaire 1.
Selon l'invention, dans le dispositif d'amortissement pendulaire 11 montré sur les Figures 3 et 4, au lieu que les rouleaux 6 ne touchent les masses pendulaires 12 sur toute leur surface commune, il est défini une forme particulière d'excroissance 13 des masses pendulaires 12 proche des pistes de roulement internes 7 de manière à ce que, sur une surface de contact commune au voisinage d'une ligne de contact C préférentielle, une vitesse relative entre chacune des masses pendulaires 12 et chacun des rouleaux 6 soit faible.
Lorsque l'un des rouleaux 6 roule sur l'une de entretoises 4 correspondante, la vitesse relative en un point de contact tangentiel A, A' est nulle. La vitesse relative du rouleau par rapport aux masses pendulaires 12 dépend du point de contact qui est choisi sur le rouleau 6. Cette vitesse relative est comprise entre zéro et une vitesse maximum qui est égale à celle du support 2.
-6La Figure 3 montre bien cette excroissance 13 formée par un bossage 13 dans les faces en regard 14 des masses pendulaires 12, qui est réalisé par déformation sous presse.
Si l'on considère que le rouleau 6 présente un rayon prédéterminé r, et que les points de contact périphériques B entre le rouleau 6 et le bossage 13 (dans un plan radial du rouleau 6 contenant le point de contact tangentiel A, A') sont situés à une distance I de la piste de roulement interne 7, il est possible de définir la ligne de contact préférentielle C, C' en fonction des paramètres I et r de manière à minimiser à la fois une excursion axiale du rouleau 6 et la vitesse relative du rouleau 6 par rapport aux masses pendulaires 12:
- Si l= 0, alors il n'y a pas de maintien latéral, l'axe de symétrie du rouleau ne reste pas parallèle à l'axe de rotation XX';
- Si l=r, il n'y a pas d'amélioration significative par rapport à l'état de la technique;
- Lorsque, qu'un rapport R de la distance I au rayon r est sensiblement égal à 0,1, il existe un bon compromis entre le maintien latéral et la limitation de la vitesse relative.
En effet, comme le montre bien la Figure 4, la ligne de contact préférentielle C, C', s'étendant parallèlement aux pistes internes 7 à une distance constante I, les autres points de contact périphériques G, D; G', D', de part et d'autre des points de contact périphériques B, sont susceptibles de maintenir latéralement les rouleaux 6 si I est différent de zéro.
Il existe un premier jeu axial j1 de l'ordre de 0,25 mm entre le bossage 13 et le rouleau 6 (c'est-à-dire de chaque côté du rouleau 6, ce qui donne 0,5 mm de jeu axial total pour le rouleau 6) qui est inférieur à un second jeu axial j2 entre le rouleau 6 et une partie en regard de la face 14 de la masse pendulaire 12 en dehors de ce bossage 13.
Les deux pistes de roulement internes 7 étant circulaires, la ligne de contact préférentielle C, C' est formée de deux arcs de cercle C, C'.
Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas au seul mode d'exécution préférentiel décrit ci-dessus.
En particulier, les valeurs numériques indiquées, notamment le rapport R, ne correspondent qu'à un exemple de réalisation préféré de l'invention.
En effet, le bossage 13 n'est pas une arrête vive: c'est une bande de matière qui présente de préférence une largeur comprise entre 0,5 mm et 2 mm, surtout
-7 pour des raisons de process. Pour un rouleau 6 présentant un rayon r de 5 mm par exemple, le rapport R représentant un bon compromis pourra donc être compris entre 0,5/5 = 0,1 et 2/5=0,4. De la même manière, un autre rouleau 6 présentant par exemple un rayon r de 8 mm, ce rapport R sera compris entre 0,5/8« 0,06 et 5 2/8=0,25.
L'invention embrasse au contraire toutes les variantes possibles de réalisation dans la limite de l’objet des revendications ci-après.
Claims (10)
1) Dispositif d'amortissement pendulaire (1, 11) de transmission de véhicule automobile du type de ceux comportant un support (2) entraîné en rotation autour d'un axe (XX') de ladite transmission et au moins un corps pendulaire (3, 12) comprenant deux masses pendulaires (3, 12) agencées de part et d'autre dudit support (2), ledit corps pendulaire (3, 12) étant mobile par rapport audit support (2) selon un mouvement combiné de translation et de rotation au moyen d'organes de roulement (6) coopérant, d'une part, avec des pistes de roulement internes (7) formées sur des organes de liaison (4) appariant lesdites masses pendulaires (3, 12) , et, d'autre part, avec des pistes de roulement externes (8) formées par des parties d'un bord d'une ou plusieurs lumières (5) dudit support (2), lesdits organes de liaison (4) étant logés partiellement à l'intérieur de ladite ou desdites lumières (5) et lesdites masses pendulaires (3, 12) comportant chacune un élément d'interposition (9, 13) disposé axialement entre lesdites masses pendulaires (3, 12) et lesdits organes de roulement (6), caractérisé en ce que ledit élément d'interposition (9, 13) est constitué par au moins un bossage (13) formé dans chacune des faces en regard (14) desdites masses pendulaires (12).
2) Dispositif d'amortissement pendulaire (11) selon la revendication 1 précédente, caractérisé en ce que ledit bossage (13) est formé au voisinage desdites pistes de roulement internes (7).
3) Dispositif d'amortissement pendulaire (11) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 précédentes, caractérisé en ce que ledit bossage (13) est formé de manière à minimiser à la fois une vitesse relative entre chacune desdites masses pendulaires (12) et chacun desdits organes de roulement (6) le long d'une ligne de contact (C, C'), et une excursion axiale de chacun desdits organes de roulement (6).
4) Dispositif d'amortissement pendulaire (11) selon la revendication 3 précédente, caractérisé en ce que ladite ligne de contact (C, C') s'étend à une distance prédéterminée (I) desdites pistes de roulement internes (7).
5) Dispositif d'amortissement pendulaire (11) selon la revendication 4 précédente, caractérisé en ce que, lesdits organes de roulement (6) étant constitués par des rouleaux cylindriques (6) et présentant un rayon prédéterminé (r), un rapport de ladite distance (I) audit rayon (r) est constant.
6) Dispositif d'amortissement pendulaire (11) selon la revendication 5 précédente, caractérisé en ce que ledit rapport est compris entre 0,06 et 0,4, de préférence sensiblement égal à 0,1.
7) Dispositif d'amortissement pendulaire (11) selon l'une quelconque des revendications 3 à 6 précédentes, caractérisé en ce que ladite ligne de contact (C, C') est formée d'un ou plusieurs arcs de cercle.
8) Dispositif d'amortissement pendulaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 précédentes, caractérisé en ce qu'un premier jeu axial (j1) entre ledit bossage (13) et chacun desdits organes de roulement (6) est inférieur à un second jeu axial (j2) entre chacun desdits organes de roulement (6) et une partie en regard de chacune desdites faces (14) en dehors dudit bossage (13).
9) Dispositif d'amortissement pendulaire (11) selon la revendication 8 précédente, caractérisé en ce que ledit premier jeu axial (j1) est sensiblement égal à 0,25 mm.
10) Dispositif d'amortissement pendulaire (11) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 précédentes, caractérisé en ce que ledit bossage (13) est réalisé par déformation sous presse de chacune desdites masses pendulaires (12).
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