FR3071571A1 - Dispositif d'amortissement de torsion a amortisseur principal et amortisseur additionnel - Google Patents

Dispositif d'amortissement de torsion a amortisseur principal et amortisseur additionnel Download PDF

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Abstract

Dispositif d'amortissement de torsion pour une chaine de transmission de véhicule, comprenant : un premier élément tournant (7), un deuxième élément tournant (9, 10), un amortisseur principal, un troisième élément tournant (23), un amortisseur additionnel, de sorte que : lorsque le débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments tournants est supérieur à zéro et inférieur audit seuil (A1), ledit au moins un ressort principal (13) est comprimé tandis que le troisième élément tournant (23) est entrainé en rotation par le premier élément tournant (7) via le ressort additionnel (25) non comprimé ; et lorsque le débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments tournants est supérieur audit seuil (A1), le ou moins un ressort principal (13) est comprimé et le au moins un ressort additionnel (25) est comprimé en parallèle, la compression du ressort additionnel étant accompagnée d'une rotation relative entre le premier élément tournant (7) et le troisième élément tournant (23).

Description

DISPOSITIF D’AMORTISSEMENT DE TORSION AAMORTISSEUR PRINCIPAL ET AMORTISSEUR ADDITIONNEL
L’invention a trait au domaine de la transmission de couple dans les dispositifs motorisés et concerne un dispositif d’amortissement de torsion pour une chaîne de transmission de véhicule.
Les véhicules motorisés comportent généralement de tels dispositifs d’amortissement de torsion qui peuvent être intégrés dans divers éléments de la chaîne de transmission. Par exemple, un volant moteur à double volant amortisseur, un disque d’embrayage, ou un limiteur de couple, peuvent inclure un dispositif d’amortissement de torsion permettant le filtrage des acyclismes du moteur et autres oscillations de torsion. Ce filtrage est typiquement réalisé par un ou plusieurs amortisseurs de torsion qui sont des combinés ressorts-amortisseurs travaillant en torsion et permettant, au cours de la transmission du couple, un mouvement de rotation relative d’un premier élément tournant de transmission d’un couple, couplé en amont de la chaîne de transmission, et d’un deuxième élément tournant de transmission du couple, couplé en aval de la chaîne de transmission. La rotation relative peut être permise par des ressorts et l’amortissement peut être réalisé par un dispositif de frottement doté de rondelles de frottement mises en charge axiale par des rondelles élastiques, de sorte à dissiper par frottement une partie de l’énergie accumulée dans les ressorts.
Le couple s’opposant à une rotation relative des deux éléments tournants est fonction de l’angle de cette rotation relative selon une courbe caractéristique de chaque dispositif d’amortissement de torsion.
Lors de la conception d’un tel dispositif d’amortissement de torsion, une attention particulière est portée sur le choix, le dimensionnement, et la disposition des ressorts, pour obtenir une courbe caractéristique adaptée à une application particulière.
L’invention a pour but d’améliorer les dispositifs d’amortissement de torsion de l’art antérieur en proposant un tel dispositif dont la courbe caractéristique est modulable.
A cet effet, l’invention vise un dispositif d’amortissement de torsion pour une chaîne de transmission de véhicule, comprenant :
- un premier élément tournant de transmission d’un couple ;
- un deuxième élément tournant de transmission du couple ;
- un amortisseur principal comportant au moins un ressort principal interposé entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant, et autorisant, lorsqu’il se déforme, une rotation relative autour d’un axe de rotation entre les premier et deuxième éléments tournants.
Le dispositif d’amortissement de torsion comporte en outre :
- un troisième élément tournant de transmission du couple monté rotatif par rapport au premier et au deuxième éléments tournants autour dudit axe de rotation ;
- un amortisseur additionnel comportant au moins un ressort additionnel monté à la fois dans le premier élément tournant et dans le troisième élément tournant ;
les deuxième et troisième éléments tournants comportant respectivement une première butée et une deuxième butée complémentaire, agencées de sorte que : lorsque le débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments tournants est supérieur à zéro et inférieur à un seuil de débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments tournants depuis une position angulaire relative de repos des premier et deuxième éléments tournants pour laquelle aucun couple n’est transmis, ledit au moins un ressort principal est comprimé tandis que le troisième élément tournant est couplé en rotation avec le premier élément tournant via le ressort additionnel non comprimé ; et lorsque le débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments tournants est supérieur audit seuil, la première butée et la deuxième butée complémentaire sont en appui l’une contre l’autre, le ou moins un ressort principal étant comprimé et le au moins un ressort additionnel étant comprimé en parallèle entre le premier élément tournant et le troisième élément tournant.
Autrement dit, les deuxième et troisième éléments tournants comportant respectivement une première butée et une deuxième butée complémentaire, agencées de sorte que :
- lorsque le débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments tournants, depuis une position angulaire relative de repos des premier et deuxième éléments tournants pour laquelle aucun couple n’est transmis, est supérieur à zéro et inférieur à un seuil, le ressort additionnel permet au premier élément d’entraîner le troisième élément en rotation par rapport au deuxième élément, sans déformation du ressort ; et lorsque le débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments tournants, depuis une position angulaire relative de repos des premier et deuxième éléments tournants pour laquelle aucun couple n’est transmis, est supérieur à zéro et supérieur à un seuil, la première butée et la deuxième butée complémentaire sont en appui l’une contre l’autre et le au moins un ressort additionnel se déforme en parallèle du ressort principal entre d’une part le premier élément tournant et d’autre part le deuxième élément tournant via le troisième élément tournant.
Dans la description et les revendications, les termes « comprimé » ou « compression », d’une part, et « précontraint » ou « précontrainte » d’autre part, lorsqu’ils se réfèrent aux ressorts, sont employés comme suit :
- la précontrainte d’un ressort désigne le fait que ce ressort est monté dans un ou plusieurs logements qui sont plus petits que la longueur initiale du ressort, ce dernier exerçant donc, par son élasticité, une force contre les parois des logements ;
- la compression d’un ressort désigne le fait que ce ressort est comprimé par rapprochement de deux parties mobiles.
La précontrainte d’un ressort est donc effective même lorsque le dispositif d’amortissement de torsion est au repos, sans qu’aucun couple ne soit transmis. La compression d’un ressort, elle, n’a lieu qu’en cours de transmission de couple, des parties mobiles les unes par rapport aux autres, modifient la configuration des logements du ressorts et compriment celui-ci.
Un dispositif d’amortissement de torsion selon l’invention présente, pour une rotation relative des premier et deuxième éléments tournants depuis une position angulaire de repos des amortisseurs pour laquelle aucun couple n’est transmis jusqu’à une position de fin de course des amortisseurs, deux phases de fonctionnement :
- une première phase de fonctionnement pour laquelle le débattement angulaire entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant est inférieur audit seuil, l’amortisseur principal étant agencé pour être déformé au cours de cette première phase tandis que le troisième élément tournant est apte à être entraîné en rotation par le premier élément tournant, sans déformation du ressort additionnel, par l’intermédiaire du ressort additionnel ; et
- une deuxième phase de fonctionnement pour laquelle le couple transmis est suffisant pour que le débattement angulaire entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant soit supérieur audit seuil, la déformation de l’amortisseur principal se poursuivant au cours de cette deuxième phase tandis que la rotation relative entre le troisième élément tournant et le deuxième élément tournant est empêché par un appui de la première butée contre la deuxième butée complémentaire, de sorte que le couple transmis permette de déformer également le ressort additionnel et autorise une rotation relative entre d’une part le premier élément de transmission et d’autre part les deuxième et troisième éléments tournants.
Un augmentation de la raideur du dispositif d’amortissement est ainsi obtenu de manière fiable et stable lors de la deuxième phase de fonctionnement où l’amortisseur principal et l’amortisseur additionnel travaillent simultanément, tandis que seul l’amortisseur principal travaille lors de la première phase de fonctionnement.
Un tel dispositif remplace avantageusement une butée de fin de course entre les premier et deuxième éléments tournants en évitant tout choc mécanique et vibrations associées.
Cette deuxième phase de fonctionnement est particulièrement avantageuse dans le cas d’un amortisseur principal à grand débattement, par exemple à plus de 30 degrés de course angulaire d’amortissement.
Le dispositif d’amortissement de torsion peut comporter les caractéristiques additionnelles suivantes, seules ou en combinaison :
- le premier élément tournant comporte au moins un premier logement additionnel et en ce que le troisième élément tournant comporte au moins un deuxième logement additionnel, les au moins un premier et deuxième logements additionnels étant agencés axialement en vis-à-vis de sorte que le au moins un ressort additionnel soit inséré dans ces logements en vis-à-vis ;
- le premier élément tournant comporte au moins un bras s’étendant radialement et agencé circonférenciellement entre deux ressorts principaux, un desdits premiers logements additionnels étant formé sur ce bras ;
- le premier élément tournant comporte au moins un bras s’étendant radialement, un ressort principal étant en appui circonférentiel directement ou indirectement contre ce bras, un deuxième logements additionnel étant formé sur ce bras ;
- le au moins un ressort principal et le au moins un ressort additionnel sont agencés de sorte que au moins une portion du ressort additionnel se trouve radialement dans un même plan perpendiculaire audit axe qu’une portion du ressort principal. Le ressort additionnel additionnel dans son ensemble se trouve radialement dans un même plan perpendiculaire audit axe qu’une portion du ressort principal ;
- le au moins un ressort principal comporte un bord radial externe et un bord radial interne et le au moins un ressort additionnel est agencé au moins en partie dans un tore centré sur ledit axe et délimité radialement par les bords radiaux interne et externe du au moins un ressort principal ;
- l’amortisseur principal comporte au moins deux ressorts principaux et un ressort additionnel est agencé circonférenciellement entre deux ressorts principaux ;
- l’amortisseur principal comporte au moins deux groupes de ressorts principaux, les ressorts principaux étant agencés en série dans chaque groupe, et un ressort additionnel est agencé circonférenciellement entre deux groupes de ressorts principaux ;
- les ressorts principaux sont agencés en série dans chaque groupe par l’intermédiaire d’un élément de phasage, reliant dans chaque groupe deux ressorts principaux consécutifs agencés en série ;
- ledit seuil est compris entre 15 et 65 degrés, de préférence entre 25 et 50 degrés ;
- le dispositif comporte une butée angulaire de fin de course limitant le débattement angulaire relatif entre les premier et deuxième éléments tournants, et en ce que l’angle séparant ledit seuil de la position angulaire de fin de course est compris entre 3 et 15 degrés, de préférence entre 3 et 10 degrés ;
- le rapport de la raideur de l’amortisseur additionnel sur la raideur de l’amortisseur principal est compris entre 2 et 10, de préférence entre 3 et 8, par exemple 4 ou 5. Par exemple la raideur angulaire de l'amortisseur principale est d’environ 3 Nm/° et la raideur angulaire de l'amortisseur additionnel est comprise entre 12 Nm/° et 15 Nm/°, par exemple 14 Nm/° ;
- l’un parmi le premier élément tournant et le deuxième élément tournant est couplé en rotation à un disque de friction et l’autre parmi le premier élément tournant et le deuxième élément tournant est couplé en rotation avec un moyeu ;
- le troisième élément tournant comporte deux rondelles de guidage additionnelles agencées de part et d’autre du premier élément tournant et maintenant axialement les ressorts additionnels, et le deuxième élément tournant comporte deux rondelles de guidage principales maintenant axialement les ressorts principaux, chaque rondelle de guidage additionnelle étant agencée axialement entre le premier élément tournant et une rondelle de guidage principale ;
- ladite deuxième butée est formée par au moins une languette radiale disposée sur chaque rondelle de guidage additionnelle ;
- lesdites première et deuxième butées complémentaires sont agencées radialement à l’extérieur des ressorts principaux.
Un autre objet de l’invention vise un dispositif d’amortissement de torsion pour une chaîne de transmission de véhicule, comprenant :
- un premier élément tournant de transmission d’un couple doté d’un premier logement ;
- un deuxième élément tournant de transmission du couple doté d’un deuxième logement ;
- un dispositif élastique interposé entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant, et autorisant, lorsqu’il se déforme, une rotation relative autour d’un axe de rotation entre les premier et deuxième éléments tournants, le dispositif élastique comportant au moins un ressort qui est monté à la fois dans le premier logement et dans le deuxième logement ;
- un dispositif de frottement comportant :
• une rondelle de frottement agencée pour frotter directement ou indirectement contre le deuxième élément tournant ;
• un support axial solidaire en rotation du deuxième élément tournant ;
• une rondelle élastique agencée entre le support axial et la rondelle de frottement de manière à exercer un effort axial sur la rondelle de frottement en direction du deuxième élément tournant ;
• une rondelle d’actionnement comportant une patte d’actionnement agencée circonférenciellement entre une première extrémité dudit ressort et le premier élément tournant de façon à permettre une rotation relative entre la rondelle d’actionnement et le deuxième élément tournant lorsque la première extrémité du ressort est déplacée par le premier élément tournant, via la patte d’actionnement, en direction d’une deuxième extrémité du ressort opposée a la première extrémité ;
• la rondelle d’actionnement étant apte à entraîner en rotation la rondelle de frottement de sorte que, lorsque la rondelle d’actionnement (32) et le deuxième élément tournant (10) tournent l’un par rapport à l’autre, la rondelle de frottement frotte directement ou indirectement contre le deuxième élément tournant.
Le dispositif d’amortissement de torsion peut comporter les caractéristiques additionnelles suivantes, seules ou en combinaison :
- la rondelle d’actionnement comporte au moins un doigt axial coopérant avec une encoche de la rondelle de frottement, pour assurer l’entrainement de la rondelle de frottement par la rondelle d’actionnement ;
- la rondelle d’actionnement et la rondelle de frottement sont montées solidaires en rotation ;
- la rondelle d’actionnement comporte au moins un doigt axial couplé avec une encoche de la rondelle de frottement ;
- si on le souhaite, un jeu circonférentiel est présent entre le doigt axial et les extrémités circonférentielles de l’encoche de la rondelle de frottement. Ainsi, on peut retarder l’entrainement de la rondelle de frottement par la rondelle d’actionnement. Le jeu circonférentiel peut être de 3 à 5 degrés ;
- la rondelle d’actionnement comporte une portion annulaire reliant la patte d’actionnement et le doigt axial, et le deuxième élément tournant comporte une surface annulaire de frottement contre laquelle est pressée la rondelle de frottement, la portion annulaire de la rondelle d’actionnement d’une part, et la rondelle élastique, le support axial, et la rondelle de frottement d’autre part étant disposés de part et d’autre de la surface annulaire de frottement du deuxième élément tournant ;
- un jeu axial est laissé entre le premier élément tournant et la portion annulaire de la rondelle d’actionnement ;
- la portion annulaire de la rondelle d’actionnement est montée entre le premier élément tournant et la surface annulaire de frottement avec un jeu axial permettant la rotation de la rondelle d’actionnement par rapport au premier élément tournant ;
- le dispositif de frottement est agencé de manière à ce que la rondelle presse la rondelle de frottement contre le deuxième élément tournant sans plaquer la portion annulaire de la rondelle d’actionnement contre le premier élément tournant. On permet ainsi un mouvement de rotation relative entre le premier élément tournant et la rondelle d’activation, de sorte que la rondelle de frottement ne soit pas entraînée par le premier élément tournant lorsque la deuxième extrémité du ressort est comprimée par le premier élément tournant en direction de la première extrémité du ressort. Ainsi le frottement généré par la rondelle de frottement n’est obtenu que pour un sens de transmission du couple, par exemple de l’arbre d’entrée de boite de vitesse en direction du moteur ;
- la portion annulaire de la rondelle d’actionnement peut être montée entre le premier élément tournant et un troisième élément tournant de transmission de couple, mobile en rotation autour de l’axe, également avec un jeu axial permettant la rotation de la rondelle d’actionnement par rapport au premier élément tournant ;
- le deuxième élément tournant comporte une rainure par laquelle doigt axial traverse le deuxième élément tournant ;
- le support axial est formé d’une collerette solidaire du deuxième élément tournant, la rondelle élastique et la rondelle de frottement étant disposées entre cette collerette et la surface annulaire de frottement du deuxième élément tournant ;
- le dispositif de frottement comporte une rondelle intercalaire intercalée entre la rondelle élastique et la rondelle de frottement ;
- le doigt axial est distant de la rondelle intercalaire ;
- la portion annulaire de la rondelle d’actionnement est agencée axialement entre le premier élément tournant et deuxième élément tournant ;
- le dispositif élastique comporte au moins deux groupes de ressorts, les ressorts étant agencés en série dans chaque groupe par l’intermédiaire d’un élément de phasage, reliant les extrémités des ressorts au sein d’un groupe de ressorts ;
- l’un parmi le premier élément tournant et le deuxième élément tournant est couplé en rotation avec un élément d’entrée de couple et l’autre parmi ces éléments est couplé en rotation avec un élément de sortie de couple.
- la rondelle d’actionnement comporte en outre une butée angulaire et le deuxième élément tournant comporte une butée complémentaire, la butée angulaire et la butée complémentaire étant agencées de sorte que la rondelle d’actionnement soit couplée en rotation au deuxième élément tournant lorsque le deuxième élément tournant comprime la première extrémité du ressort en direction de la deuxième extrémité du ressort opposée a la première extrémité. Ainsi, grâce à la butée, le frottement généré par la rondelle de frottement n’est obtenu que pour un sens de transmission du couple, par exemple de l’arbre d’entrée de boite de vitesse en direction du moteur, la butée empêchant la rondelle d’activation de tourner par rapport au deuxième élément tournant dans l’autre sens de transmission du couple, par exemple du moteur à l’arbre d’entrée de boite de vitesse ;
- un doigt axial couplant les rondelles d’actionnement et de frottement forme ladite butée angulaire et la rainure forme ladite butée complémentaire ;
- la butée angulaire est agencée sur la patte d’actionnement de la rondelle d’actionnement et la butée complémentaire est agencée sur le deuxième logement du deuxième élément tournant de sorte que la patte d’actionnement soit intercalée circonférenciellement entre la première extrémité du ressort et une face d’appui du deuxième logement ;
- dans une position angulaire de repos prise par le dispositif lorsqu’aucun couple n’est transmis, le au moins un ressort est monté dans lesdits premier et deuxième logements de sorte que ses extrémités soient en appui simultané contre d’une part une première zone d’appui du premier logement et d’autre part une deuxième zone d’appui du deuxième logement ;
- selon un mode de réalisation, le dispositif élastique comporte au moins deux ressorts, le ressort coopérant avec la patte d’actionnement de la rondelle d’actionnement étant un ressort à action décalée, un jeu circonférentiel étant laissé entre la patte d’actionnement et la première extrémité du ressort dans la position angulaire de repos du dispositif d’amortissement. Ainsi, le frottement peut être obtenu avec un « effet retard ».
- selon un mode de réalisation, le dispositif élastique comporte quatre ressorts et la rondelles d’actionnement comporte deux pattes d’actionnement et deux ressort coopèrent chacun avec une patte d’actionnement de la rondelle d’actionnement, ces deux ressorts étant un ressort à action décalée, un jeu circonférentiel étant laissé entre chaque patte d’actionnement et la première extrémité de chaque ressort à action décalée dans la position angulaire de repos du dispositif d’amortissement.
L’invention porte aussi sur une chaîne de transmission pour véhicule comportant un disque de friction couplé avec l’un parmi le premier élément tournant et le deuxième élément tournant et un moyeu couplé en rotation avec l’autre parmi le premier élément tournant et le deuxième élément tournant.
Selon un mode de réalisation, la chaîne de transmission comporte un volant apte à être monté sur un vilebrequin, et un mécanisme de transmission de couple, tel qu’un limiteur de couple ou un mécanisme d’embrayage agencé pour transmettre un couple entre le volant et le disque de friction.
Un exemple préféré de réalisation de l’invention va maintenant être décrit en références aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue éclatée d’un dispositif d’amortissement de torsion selon l’invention ;
- la figure 2 est une vue de face du dispositif de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue selon la coupe A-A de la figure 2 ;
- la figure 4 est une vue similaire à la figure 2, montrant l’intérieur du dispositif
- la figure 5 est un schéma de principe illustrant le fonctionnement du dispositif d’amortissement de torsion selon l’invention ;
- la figure 6 est une courbe caractéristique correspondant au schéma de la figure 5 ;
- la figure 7 est une vue de face du dispositif d’amortissement de torsion de la figure 1 illustrant la première phase de fonctionnement du dispositif d’amortissement ;
- la figure 8 est une vue de face du dispositif d’amortissement de torsion de la figure 1 illustrant la deuxième phase de fonctionnement du dispositif d’amortissement ;
- la figure 9 représente le dispositif d’amortissement de torsion des figures 1 et 2 monté dans un limiteur de couple d’un véhicule.
La figure 1 représente un dispositif d’amortissement de torsion, couplé à un disque de friction 2 d’un limiteur de couple (non représenté sur la figure 1) destiné, en fonctionnement normal, à transmettre un couple en tournant autour d’un axe X et à limiter cette transmission lorsque ce couple excède une certaine valeur.
Dans la description et les revendications, on utilisera, les termes externe et interne ainsi que les orientations axiale et radiale pour désigner, selon les définitions données dans la description, des éléments du dispositif d'amortissement. L'axe X de rotation détermine l'orientation axiale. L'orientation radiale est dirigée orthogonalement à l'axe X. L'orientation circonférentielle est dirigée orthogonalement à l'axe X de rotation et orthogonalement à la direction radiale. Les termes externe et interne sont utilisés pour définir la position relative d'un composant par rapport à un autre, par référence à l'axe X de rotation, un composant proche dudit axe est ainsi qualifié d'interne par opposition à un composant externe situé radialement en périphérie. Par ailleurs, les angles et secteurs angulaires exprimés sont définis en relation avec l’axe de rotation X.
Le dispositif d'amortissement 1 comporte :
- un organe périphérique de transmission de couple constitué ici d’un disque de friction 2 de part et d’autre duquel sont fixés deux garnitures de friction 3 grâce à un premier jeu de rivets 4 ;
- un organe central de transmission de couple constitué ici d’un moyeu 5.
Le disque de friction 2 est fixé par un deuxième jeu de rivets 6 à un premier élément tournant de transmission de couple qui est ici constitué par un disque dénommé « voile » 7.
Le moyeu 5 est fixé par un troisième jeu de rivets 8 à un deuxième élément tournant de transmission de couple qui est ici constitué par une paire de disques dénommés « rondelles de guidage » 9, 10. Une première rondelle de guidage 9 est fixée contre un flanc du moyeu 5 tandis qu’une deuxième rondelle de guidage 9 est fixée contre un flanc opposé du moyeu 5. Les rondelles de guidage 9, 10 comportent chacune quatre butées angulaires 39 disposées sur le pourtour de la rondelle selon deux diamètres perpendiculaires, les quatre butées angulaires 39 de chaque rondelle de guidage 9, 10 étant disposée en vis-à-vis des quatre butées angulaires 39 de l’autre rondelle de guidage 9, 10. Les butées angulaires 39 sont réalisées par pliage de la matière des rondelles de guidage 9, 10.
Le dispositif d’amortissement comporte un dispositif d’amortissement de torsion intercalé entre le voile 7 et les rondelles de guidage 9, 10 de sorte que le voile 7 d’une part, et les rondelles de guidage 9, 10 d’autre part, puissent tourner l’un par rapport à l’autre en comprimant le dispositif d’amortissement.
Le dispositif d’amortissement 1 est destiné à être monté dans une chaîne de transmission de couple, par exemple entre un moteur et les roues d’un véhicule, de sorte que le disque de friction 2 et ses garnitures 3 soient pressées au moyen d’un disque de pression chargé élastiquement, contre un disque d’appui monté solidaire d’un volant moteur ; et de sorte que le moyeu 5 soit raccordé à un arbre de transmission. L’élément moteur entraîne en rotation les garnitures de friction 3 et donc le voile 7 qui lui est solidaire. Le voile 7 comprime le dispositif d’amortissement qui transmet le couple aux rondelles de guidage 9, 10 et donc au moyeu 5 qui lui est solidaire. En transmettant le couple entre le voile 7 et les rondelles de guidage 9, 10, le dispositif d’amortissement, par ses propriétés élastiques et de frottement, filtre au passage les acyclismes et autres mouvements de torsion indésirables.
Le dispositif d’amortissementl comporte de plus une première butée de fin de course et une deuxième butée de fin de course complémentaire permettant que le couple soit directement transmis des garnitures de friction 3 au moyeu 5, courtcircuitant le dispositif d’amortissement de torsion au-delà d’un angle prédéterminé de rotation relative entre le voile 7 et les rondelles de guidage 9, 10.
La première butée de fin de course est ici constituée de dents externes 11 disposées sur le pourtour du moyeu 5 et la deuxième butée de fin de course complémentaire est ici constituée de dents internes 12 au centre du voile 7.
Le dispositif d’amortissement de torsion comporte un amortisseur principal et un amortisseur additionnel.
L’amortisseur principal comporte :
- quatre ressorts 13 agencés circonférenciellement ;
- quatre embouts 14 pour le montage de ces ressorts 13 ;
- un élément de phasage des ressorts 13 constitué de deux intercalaires 15 montées, de manière diamétralement opposée, entre deux disques de phasage 16.
Le voile 7 et les rondelles de guidage 9, 10 comportent chacun des ouvertures pour le montage des ressorts 13 définissant deux logements, chacun pour une paire de ressorts 13. Les logements du voile 7 présentent chacun une première zone d’appui 19 et une deuxième zone d’appui 20 opposée. De même, les logements de chaque rondelles de guidage 9, 10 présentent chacun une première zone d’appui 21 et une deuxième zone d’appui 20 opposée.
Le dispositif d’amortissement comporte de plus un troisième élément tournant de transmission de couple qui est, dans le présent exemple, constitué de deux rondelles de guidage additionnelles 23 identiques montées de part et d’autre du voile 7 et solidarisées par deux entretoises 24.
L’amortisseur additionnel comporte deux ressorts additionnels 25 disposés chacun dans un logement additionnel du voile 7. Le voile 7 comporte à cet effet deux bras 43 diamétralement opposés et portant chacun un de ces logements. Les ressorts principaux 13 sont montés entre les bras 43. Les rondelles de guidage additionnelles 23 comportent également des logements pour le montage des ressorts additionnels 25. Pour le montage des ressorts additionnels 25, les logements additionnels du voile 7 comportent chacun une première zone d’appui additionnelle 26 et une deuxième zone d’appui additionnelle 27, et les logements des rondelles de guidage additionnelles 23 comportent chacun une première zone d’appui additionnelle 37 et une deuxième zone d’appui additionnelle 38.
Le dispositif d’amortissement 1 comporte également un dispositif de frottement destiné à dissiper l’énergie des ressorts et à éviter les phénomènes d’oscillations. Le dispositif de frottement comporte un support axial 28 fixé contre la deuxième rondelle de guidage 10 par le troisième jeu de rivets 8. Entre le support axial et la deuxième rondelle de guidage 10, sont disposées : une rondelle de frottement ; une rondelle intercalaire 30 ; et une rondelle élastique 31, cette dernière appliquant une charge sur la rondelle de frottement 29 par l’intermédiaire de la rondelle intercalaire 30.
De plus, une rondelle d’actionnement 32 est prévue de l’autre coté de la deuxième rondelle de guidage 10 et comporte deux pattes d’actionnement 33 ainsi que quatre doigts axiaux 34. La rondelle d’actionnement 32 est montée de sorte que les quatre doigts axiaux 34 traversent quatre rainures 35 correspondantes pratiquées dans la deuxième rondelle de guidage 10. Les quatre doigts axiaux 34 viennent s’insérer chacun dans une encoche 36 de la rondelle de frottement 29. La rondelle d’actionnement 32 est ainsi couplée en rotation à la rondelle de frottement 29. La rondelle d’actionnement 32 est également montée contre le voile 7 de sorte que les pattes d’actionnement 33 viennent chacune en appui d’une des premières zones d’appui 19 du voile 7.
Le montage des ressorts principaux 13 est montré sur la vue de face de la figure 2. Le diamètre droit du disque 1 comporte une première paire de ressorts principaux 13 montés en série, et le diamètre droit de la figure comporte une deuxième paire de ressorts principaux 13 montés en série. Cette figure 2 montre le disque 1 à l’état de repos, c’est à dire lorsqu’il ne transmet aucun couple, ses ressorts n’étant pas sollicités. Chaque ressort 13 est monté, à une de ses extrémités, dans un embout 14 et, à l’autre de ses extrémités, contre un intercalaire 15. Chaque embout 14 est appuyé à cheval sur le voile 7 et sur les deux rondelles de guidage 9, 10, et est donc en appui sur trois zones d’appui : une zone d’appui du voile 7 et sur une zone d’appui de chaque rondelle de guidage 9, 10. Ainsi, chaque paire de ressort 13 est montée entre deux embouts 14 dont l’un s’appuie simultanément sur la première zone d’appui 19 du voile 7 et sur la première zone d’appui 21 de chaque rondelle de guidage 9, 10, et l’autre embout 14 s’appuie simultanément sur la deuxième zone d’appui 20 du voile 7 et sur la deuxième zone d’appui 22 de chaque rondelle de guidage 9, 10. Les ressorts 13 sont ainsi, par paire, précontraints entre les premières zones d’appui 19, 21 et les deuxièmes zones d’appui 20, 22. Entre les ressorts 13 de chaque paire, l’intercalaire 15, mobile en rotation autour de l’axe X grâce aux disques de phasage, assure la mise en série des ressorts 13 d’une paire, ainsi que le phasage, c’est à dire la coordination angulaire, d’une paire avec l’autre.
La vue en coupe de la figure 3 permet de voir l’empilement des pièces au sein du dispositif d’amortissement 1.
Les deux rondelles de guidage additionnelles 23 sont disposées de part et d’autre du voile 7, la rondelle d’actionnement 32 étant disposée entre le voile 7 et l’une de ces rondelles de guidage additionnelles 23.
Les disques de phasage 16 sont disposés de part et d’autre des deux rondelles de guidage additionnelles 23, tandis que les deux rondelles de guidage 9, 10 sont disposées de part et d’autre de l’ensemble. Seul le dispositif de frottement est situé axialement à l’extérieur des rondelles de guidage 9, 10, grâce au support axial 28.
La figure 4 représente le disque 1 de la figure 2 dépourvu de la première rondelle de guidage 9, laissant voir l’agencement des ressorts 13, 25, du voile 7, et de l’amortisseur additionnel 25.
Les ressorts additionnels 25 sont montés de manière similaire aux ressorts principaux 13, à cheval sur le voile 7 et les rondelles de guidage additionnelles 23. Chaque ressort additionnel 25 est ainsi précontraint entre, d’un côté, un appui simultané sur la première zone d’appui additionnelle 26 du voile 7 et sur les deux premières zones d’appui additionnelles 37 des deux rondelles de guidage additionnelles 23, et, de l’autre côté, un appui simultané sur la deuxième zone d’appui additionnelle 27 du voile 7 et sur le deux deuxièmes zones d’appui additionnelles 38 des deux rondelles de guidage additionnelles 23.
De plus, la dimension, selon la direction radiale, des logements des rondelles de guidage additionnelles 23 est légèrement inférieure à celle des logements additionnels du voile 7 de sorte qu’un ressort additionnel 25 est monté à cheval sur le voile 7 et est contenu de part et d’autre du voile 7 par les rondelles de guidage additionnelles 23.
Les rondelles de guidage additionnelles 23 comportent sur leurs extrémités radiales des languettes 40 sur lesquelles sont fixées les entretoises 24.
En référence aux figures 1 et 4, le disque de friction 2 comporte deux échancrures 41 diamétralement opposées et le voile 7 comporte deux échancrures 42 diamétralement opposées, les échancrures 41, 42 étant en vis-à-vis les unes des autres. Ces échancrures 41, 42 permettent une rotation relative des rondelles de guidage additionnelles 23 et du voile 7, de la course angulaire permise par les ressorts additionnels 25.
Les figures 5 et 6 illustrent le principe de fonctionnement du dispositif d’amortissement de torsion et notamment le comportement de l’amortisseur principal et de l’amortisseur additionnel.
La figure 5 est un schéma de principe dans lequel la partie gauche de la figure représente le voile 7 et la partie droite représente les rondelles de guidage 9, 10. La figure schématise les éléments suivants :
- les butées de fin de course constituées par les dents externes 11 du moyeu 5 et par les dents internes 12 du voile 7 ;
- les butées constituées par les languettes 40 des rondelles de guidage additionnelles 23 et par les butées angulaires 39 des rondelles de guidage 9, 10 ;
- les ressorts 13 ;
- les rondelles de guidage additionnelles 23 portant les ressorts additionnels 25, le tout monté en parallèle des ressorts 13.
La compression de la figure 5 selon les deux flèches représentées, c’est à dire le rapprochement mutuel des parties gauche et droite de la figure, schématise la rotation relative du voile 7 et des rondelles de guidage 9, 10.
La figure 5 peut être ainsi comprimée entre une position de repos qui est celle représentée sur la figure, où les ressorts ne sont pas sollicités, et une position de fin de course, au terme d’une course A2, dans laquelle les butées 11 et 12 sont en contact.
Ainsi, lorsque la figure est comprimée (donc, lorsque qu’une rotation relative a lieu entre le voile 7 et les rondelles de guidage 9, 10), à partir de la position de repos, le dispositif d’amortissement travaille selon un premier mode de fonctionnement où les ressorts 13 sont comprimés et donc où seul l’amortisseur principal travaille. Au terme d’une course A1, les butées 39 et 40 viennent en contact mutuel et les ressorts 25 commencent alors à être comprimés, en parallèle des ressorts 13. Il s’agit alors d’une deuxième phase de fonctionnement qui se poursuit jusqu’au terme de la course A2. Audelà de la course A2, les amortisseurs restent comprimés mais le couple peut être transmis directement entre le voile 7 et les rondelles de guidage 9, 10.
La figue 6 illustre l’évolution du couple de rappel (en ordonnée) exercé par le dispositif d’amortissement de torsion en fonction de l’angle de rotation relative (en abscisse) entre le voile 7 et les rondelles de guidage 9, 10. La courbe présente deux pentes correspondant aux deux modes de fonctionnement décrits ci-dessus.
Entre l’origine et la course angulaire A1, seul l’amortisseur principal est actif, ce qui se traduit par une première pente sur la courbe, correspondant à une première raideur caractéristique de l’amortisseur principal. Au-delà de la course angulaire A1, correspondant à un couple C1, la deuxième phase de fonctionnement se traduit par une deuxième pente plus importante, correspondant à la conjonction des raideurs de l’amortisseur principal et de l’amortisseur additionnel qui travaillent alors en parallèle. Cette phase de fonctionnement se poursuit jusqu’au couple C2 correspondant à la mise en butée de fin de course..
Les figures 7 et 8 illustrent la mise en œuvre de ces principes dans le dispositif d’amortissement 1 précédemment décrit.
La figure 7 illustre en effet le disque 1 avec une course angulaire relative entre le voile 7 et les rondelles de guidage 9, 10 qui correspond la course angulaire A1. Autrement dit, la figure 7 illustre le disque 1 dans la position qu’il adopte lorsqu’un couple C1 est appliqué entre le voile 7 et les rondelles de guidage 9, 10.
La figure 8 illustre quant à elle le disque 1 avec une course angulaire relative entre le voile 7 et les rondelles de guidage 9, 10 qui correspond à la course angulaire A2. Autrement dit, la figure 8 illustre le disque 1 dans la position qu’il adopte lorsqu’un couple supérieur ou égal au couple C2 est appliqué entre le voile 7 et les rondelles de guidage 9, 10.
Ces positions relatives entre le voile 7 et les rondelles de guidage 9, 10 s’apprécient par rapport à une position d’équilibre, prise au repos et représentée figure 2 et 4, dans laquelle les ressorts 13, 25 bien que précontraints dans leurs logements respectifs, ne sont pas comprimés par d’autres éléments. Dans cette position de repos, les premières zones d’appui 19 du voile 7 et les premières zones d’appui 21 des rondelles de guidage 9, 10 sont axialement alignées les unes avec les autres. De même, les deuxièmes zones d’appui 20 du voile 7 et les deuxièmes zones d’appui 22 des rondelles de guidage 9, 10 sont axialement alignées les unes avec les autres. Enfin, les premières 26 et deuxièmes 27 zones d’appui additionnelles du voile 7 sont axialement alignées avec respectivement des premières 37 et deuxièmes 38 zones d’appui additionnelles de la rondelle de guidage additionnelle 23. Dans cette position de repos, les ressorts 13, 25 sont en appui simultané sur des premières et deuxièmes zones d’appui, sans décalage angulaire de ces zones d’appui.
A partir de cette position de repos, si un couple C1 est appliqué entre le voile 7 et les rondelles de guidage 9, 10, le disque 1 prend donc la configuration de la figure 7. Dans le présent exemple, on suppose les rondelles de guidage 9, 10 fixes et le couple C1 est appliqué sur le voile 7 dans le sens horaire. Pour plus de clarté, les ressorts principaux 13 n’ont pas été représentés.
La figure 7 correspond donc au terme de la première phase de fonctionnement. Les premières zones d’appui 21 des rondelles de guidage 9, 10 sont chacune décalée angulairement par rapport à la première zone d’appui 19 correspondante du voile 7, d’un angle égal à la course angulaire A1. De même, les deuxièmes zones d’appui 22 des rondelles de guidage 9, 10 sont chacune décalée angulairement par rapport à la première zone d’appui 20 correspondante du voile 7, du même angle. Les ressorts sont donc comprimés entre les premières zones d’appui 20 du voile 7 et les premières zones d’appui 21 des rondelles de guidage 9, 10, qui se sont rapprochées.
Pour ce qui est de l’amortisseur additionnel, le voile 7 a été entraîné en rotation, et donc les ressorts additionnels 25, insérés dans les logements du voile 7, également. Ces ressorts additionnels 25 ont entraîné à leur tour les rondelles de guidage additionnelles 23 en rotation, sans compression supplémentaire de ces ressorts 25, puisque rien n’empêche cette rotation relative des rondelles de guidage additionnelles 23 par rapport au rondelles de guidage 9, 10, sur le débattement angulaire A1. Sur la figure 7, la position relative du voile 7, des rondelles de guidage additionnelles 23 et des ressorts additionnels 25 est donc la même que celle de la position de repos.
Au terme de la course angulaire A1 (figure 7), chaque languette 40 des rondelles de guidage additionnelles 23 vient en contact contre une butée angulaire 39 des rondelles de guidage 9, 10.
La figure 8 correspond ensuite au terme de la deuxième phase de fonctionnement. Si, à partir de la position de la figure 7, la rotation relative du voile 7 par rapport aux rondelles de guidage 9, 10 se poursuit pour atteindre la course angulaire A2, le dispositif d’amortissement de torsion entre alors dans sa deuxième phase de fonctionnement.
Au terme de la course angulaire A1 (figure 7), chaque languette 40 des rondelles de guidage additionnelles 23 est venue en contact contre une butée angulaire 39 des rondelles de guidage 9, 10. L’entrainement simultané en rotation du voile et des rondelles de guidage additionnelles 23dans le même sens n’est donc plus possible. Comme le voile 7 poursuit sa course angulaire alors que les rondelles de guidage additionnelles 23 restent en place contre les butées angulaires 39, les ressorts additionnels 25 se compriment entre la deuxième zone d’appui additionnelle 27 du voile 7 et la première zone d’appui additionnelle 37 de la rondelle de guidage additionnelle 23 qui donc se rapprochent mutuellement. Pendant cette course angulaire, l’amortisseur principal travaille donc conjointement à l’amortisseur additionnel (en parallèle), conformément à la deuxième phase de fonctionnement. Sur la figure 8, les ressorts 13, 25 n’ont pas été représentés pour laisser apparaître les zones d’appui.
Dans la position de la figure 8, correspondant au terme de la deuxième phase de fonctionnement, les dents internes 12 du voile 7 et les dents externes 11 du moyeu sont en contact et, si la rotation relative se poursuit, le couple est alors transmis directement via ces éléments, sans amortissement.
Les figures 7 et 8 sont relatives à un sens de rotation relative du voile 7 et des rondelles de guidage 9, 10. Dans l’autre sens de rotation relative à partir de la position de repos, la compression des ressorts selon deux phases a lieu de la même manière.
Le dispositif d’amortissement de torsion décrit présente un grand débattement d’amortissement. Dans le présent exemple, la valeur de la course angulaire A1 est de 42° et la valeur de la course angulaire A2 est de 47°.
La figure 9 représente le dispositif d’amortissement de torsion 1 monté dans un limiteur de couple 50 d’un véhicule. Ce limiteur de couple 50 comporte deux mâchoires 51 entre lesquelles sont montées les garnitures de friction 3. Une rondelle élastique 52 met en charge une rondelle intercalaire 53 contre les garnitures de friction
3. Le dispositif d’amortissement de torsion 1 est ainsi pincé entre la rondelle intercalaire 53 et une mâchoire 51 de sorte qu’il puisse être entraîné en rotation avec le limiteur de couple 50. Le limiteur de couple 50 est monté sur un volant moteur 54 du moteur d’un véhicule et le moyeu 5 est monté sur un arbre de transmission (non représenté) de ce véhicule. La charge de la rondelle élastique 52 est calibrée pour que, lorsque le couple transmis par le volant moteur 54 à l’arbre de transmission, ou de l’arbre de transmission vers le moteur 54, dépasse une limite prédéterminée, les garnitures de friction puissent glisser par rapport au limiteur de couple 50. Le dispositif d’amortissement de torsion 1 filtre dans tout les cas les oscillations de torsions ayant lieu entre le volant moteur 54 et l’arbre de transmission.
D’autres variantes de réalisation du dispositif d’amortissement de torsion peuvent être mises en œuvre sans sortir du cadre de l’invention. Par exemple, le système dans lequel le dispositif d’amortissement de torsion est monté peut être un quelconque système au sein d’une chaîne de transmission de couple qui nécessite un amortissement de torsion, tels qu’un disque d’embrayage, ou un double volant amortisseur.
Les fonctions de l’amortisseur principal et de l’amortisseur secondaire peuvent être assurées par un seul ressort ou par un nombre quelconque de ressorts, 5 éventuellement en série ou en parallèle.
La butée des rondelles de guidage supplémentaires sur le deuxième élément tournant peut être réalisée différemment, par exemple par d’autres butées disposées près du centre du disque.
Les rôles du voile et des rondelles de guidage peuvent être inversés, le voile devenant le deuxième élément tournant et les rondelles de guidage devenant le premier élément tournant.

Claims (13)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif d’amortissement de torsion pour une chaîne de transmission de véhicule, comprenant :
    - un premier élément tournant (7) de transmission d’un couple ;
    - un deuxième élément tournant (9, 10) de transmission du couple ;
    - un amortisseur principal comportant au moins un ressort principal (13) interposé entre le premier élément tournant (7) et le deuxième élément tournant (9, 10), et autorisant, lorsqu’il se déforme, une rotation relative autour d’un axe de rotation (X) entre les premier (7) et deuxième (9, 10) éléments tournants ;
    le dispositif d’amortissement de torsion étant caractérisé en ce qu’il comporte en outre :
    - un troisième élément tournant (23) de transmission du couple monté rotatif par rapport au premier (7) et au deuxième (9, 10) éléments tournants autour dudit axe de rotation (X) ;
    - un amortisseur additionnel comportant au moins un ressort additionnel (25) monté à la fois dans le premier élément tournant (7) et dans le troisième élément tournant (23) ;
    les deuxième (9, 10) et troisième (23) éléments tournants comportant respectivement une première butée (39) et une deuxième butée complémentaire (40), agencées de sorte que : lorsque le débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments tournants est supérieur à zéro et inférieur à un seuil (A1) de débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments tournants depuis une position angulaire relative de repos des premier et deuxième éléments tournants pour laquelle aucun couple n’est transmis, ledit au moins un ressort principal (13) est comprimé tandis que le troisième élément tournant (23) est couplé en rotation avec le premier élément tournant (7) via le ressort additionnel (25) non comprimé ; et lorsque le débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments tournants est supérieur audit seuil (A1), la première butée et la deuxième butée complémentaire sont en appui l’une contre l’autre, le ou moins un ressort principal (13) étant comprimé et le au moins un ressort additionnel (25) étant comprimé en parallèle entre le premier élément tournant (7) et le troisième élément tournant (23).
  2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier élément tournant (7) comporte au moins un premier logement additionnel et en ce que le troisième élément tournant (23) comporte au moins un deuxième logement additionnel, les au moins un premier et deuxième logements additionnels étant agencés axialement en vis-à-vis de sorte que le au moins un ressort additionnel (25) soit inséré dans ces logements en vis-à-vis.
  3. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier élément tournant (7) comporte au moins un bras (43) s’étendant radialement et agencé circonférenciellement entre deux ressorts principaux (13), un desdits premiers logements additionnels étant formé sur ce bras (43).
  4. 4. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le au moins un ressort principal (13) et le au moins un ressort additionnel (25) sont agencés de sorte que au moins une portion du ressort additionnel (25) se trouve radialement dans un même plan perpendiculaire audit axe (X) qu’une portion du ressort principal (13).
  5. 5. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le au moins un ressort principal (13) comporte un bord radial externe et un bord radial interne et le au moins un ressort additionnel (25) est agencé au moins en partie dans un tore centré sur ledit axe (X) et délimité radialement par les bords radiaux interne et externe du au moins un ressort principal (13).
  6. 6. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’amortisseur principal comporte au moins deux ressorts principaux (13) et en ce qu’un ressort additionnel (25) est agencé circonférenciellement entre deux ressorts principaux (13).
  7. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l’amortisseur principal comporte au moins deux groupes de ressorts principaux (13), les ressorts principaux étant agencés en série dans chaque groupe, et en ce qu’un ressort additionnel (25) est agencé circonférenciellement entre deux groupes de ressorts principaux (13).
  8. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les ressorts principaux (13) sont agencés en série dans chaque groupe par l’intermédiaire d’un élément de phasage (15), reliant dans chaque groupe deux ressorts principaux consécutifs agencés en série.
  9. 9. Dispositif selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit seuil (A1.) est compris entre 15 et 65 degrés, de préférence entre 25 et 50 degrés.
  10. 10. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rapport de la raideur de l’amortisseur additionnel sur la raideur de l’amortisseur principal est compris entre 2 et 10, de préférence entre 3 et 8.
  11. 11. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’un parmi le premier élément tournant (7) et le deuxième élément tournant (9, 10) est couplé en rotation à un disque de friction (3) et l’autre parmi le premier élément tournant et le deuxième élément tournant est couplé en rotation avec un moyeu (5).
  12. 12. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le troisième élément tournant comporte deux rondelles de guidage additionnelles (23) agencées de part et d’autre du premier élément tournant (7) et maintenant axialement les ressorts additionnels (25), et le deuxième élément tournant comporte deux rondelles de guidage principales (9, 10) maintenant axialement les ressorts principaux (13), chaque rondelle de guidage additionnelle (23) étant agencée axialement entre le premier élément tournant (7) et une rondelle de guidage principale (9, 10).
  13. 13. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites première (39) et deuxième (40) butées complémentaires sont agencées radialement à l’extérieur des ressorts principaux (13).
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