FR3073027A1 - Dispositif d'amortissement pendulaire avec placage des entretoises - Google Patents
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Abstract
Dispositif d'amortissement pendulaire destiné à être intégré dans une chaîne de transmission d'un véhicule automobile, notamment dans un embrayage, comprenant : - un support (20) présentant un axe de rotation X, et dans lequel une fenêtre (22) de support définissant une piste de roulement de support est ménagée, - une masse oscillante guidée en oscillation par rapport au support et comportant : - des première et deuxième masselottes (24), - une entretoise (12) appariant lesdites masselottes à travers la fenêtre de support, - un organe de placage (14) comprimé élastiquement dans la direction radiale entre l'entretoise et le support, quelle que soit la position de la masse oscillante par rapport au support, et en contact glissant sur l'entretoise et/ou le support.
Description
DISPOSITIF D’AMORTISSEMENT PENDULAIRE AVEC PLACAGE DES ENTRETOISES
Domaine technique
La présente invention se rapporte à un dispositif d’amortissement pendulaire, notamment pour un embrayage d’un système de transmission de véhicule automobile.
Etat de la technique
Un dispositif d’amortissement pendulaire est classiquement utilisé pour filtrer les vibrations dues aux acyclismes du moteur d’un véhicule automobile. En effet, les mouvements des cylindres d’un moteur à explosion génèrent des acyclismes qui varient notamment en fonction du nombre de cylindres. Ces acyclismes sont susceptibles de générer à leur tour des vibrations qui peuvent passer dans la boîte de vitesses et y provoquer des chocs et des nuisances sonores indésirables. Il est donc préférable de prévoir un dispositif de filtration des vibrations.
Le dispositif d’amortissement pendulaire est classiquement fixé rigidement, au moyen de rivets, à une rondelle de phasage d’un dispositif d’amortissement de torsion, en particulier à un embrayage, un convertisseur de couple hydrodynamique ou un double embrayage à sec ou humide. Un tel dispositif d’amortissement de torsion est par exemple connu sous le nom de double volant amortisseur.
Classiquement, le dispositif d’amortissement pendulaire comporte un support annulaire destiné à être entraîné en rotation et plusieurs masses oscillantes pendulaires, montées oscillantes sur le support autour d’un axe parallèle à l’axe de rotation du support. Le déplacement d’une masse oscillante par rapport au support est généralement guidé par deux organes de roulement coopérant chacun avec une piste de roulement du support et une piste de roulement de la masse oscillante. Les pistes de roulement du support et de masse oscillante s’étendent de manière à ce qu’en service les organes de roulement soient en appui centrifuge et centripète, respectivement, sur lesdites pistes.
Une masse oscillante est classiquement constituée par une paire de masselottes, prenant en sandwich le support et rigidement solidaires entre elles, généralement par l’intermédiaire d’une entretoise.
Lorsque le dispositif d’amortissement pendulaire tourne à vitesse réduite, typiquement à moins de 800 tours/min, en particulier au démarrage, en phase de ralentissement du véhicule, lors de l’arrêt du moteur ou en cas de changement de rapport de vitesses, la force centrifuge exercée sur les masses oscillantes est réduite et ces dernières ont donc tendance à se rapprocher de l’axe de rotation. Le contact des masses oscillantes avec les pistes de roulement peut ainsi être interrompu, ce qui conduit à des bruits indésirables et à des chocs susceptibles de réduire la durée de vie du dispositif d’amortissement pendulaire. En particulier, les organes de roulement sont une source majeure de bruits indésirables.
Il est connu de la demande FR 3 046 649 au nom de la Déposante un dispositif d’amortissement pendulaire comportant un ressort limitant les déplacements de la masse oscillante dans la direction radiale lors d’un ralentissement de la rotation du dispositif d’amortissement pendulaire. Cette solution ne donne pas entière satisfaction.
L’invention a ainsi pour objet de fournir une solution plus performante pour réduire les chocs et les bruits indésirables.
Résumé de l’invention
A cet effet, l’invention propose un dispositif d'amortissement pendulaire destiné à être intégré dans une chaîne de transmission d'un véhicule automobile, notamment dans un embrayage, comprenant :
un support présentant un axe de rotation, et dans lequel une fenêtre de support définissant une piste de roulement de support est ménagée, une masse oscillante guidée en oscillation par rapport au support et comportant :
des première et deuxième masselottes, une entretoise appariant les masselottes à travers la fenêtre de support, un organe de placage comprimé élastiquement dans une direction radiale par rapport à l’axe de rotation, entre l’entretoise et le support, quelle que soit la position de la masse oscillante par rapport au support, et en contact glissant sur l’entretoise et/ou le support.
Ainsi et comme on le verra plus en détail dans la suite de la description, l’entretoise est plaquée radialement contre au moins un organe de roulement même lorsque le support est en rotation à une vitesse faible ou nulle. Ce placage entraîne le plaquage de l’au moins un organe de roulement contre le support.
De cette manière, l’au moins un organe de roulement est contraint dans son déplacement radial à la fois par l’entretoise et par le support, et l’on évite des chocs avec le support, ou avec un ou des éléments constituant la masse oscillante, sources de nuisances sonores. Les inventeurs ont en effet découvert qu’un placage des organes de roulement est plus efficace qu’un placage de la ou des masselottes sur le support.
Un dispositif selon l’invention peut encore comporter une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes :
- L’organe de placage est fixé sur la masse oscillante, de préférence sur l’entretoise ;
- L’organe de placage comporte de préférence un ressort à lame ;
- L’organe de placage est en contact glissant avec une piste de placage définie par le support et de préférence conformée de manière que la pression exercée par l’organe de placage sur la piste de placage lors d’une oscillation de la masse oscillante par rapport au support, à vitesse de rotation constante du support, varie de moins de 30%, de préférence de moins de 20%, de préférence de moins de 10% ;
- De préférence, ladite pression est sensiblement constante ;
- La piste de placage comporte, sur plus de 50%, plus de 70%, plus de 90% de sa longueur, une ou plusieurs dépressions disposées de manière que lorsque la masse oscillante oscille d’un côté ou de l’autre d’une position médiane, la position radiale de l’organe de placage le long d’une piste de placage définie par le support évolue au cours de l’oscillation ;
- L’organe de placage comporte un patin en contact glissant sur l’entretoise et/ou le support, de préférence avec la piste de placage ;
- L’organe de plaquage d’étend selon une direction circonférentielle par rapport à l’axe de rotation (X) entre deux extrémités, lesdites extrémités étant en contact glissant sur l’entretoise et/ou le support ;
- La longueur de l’organe de placage, selon une direction circonférentielle par rapport à l’axe de rotation (X), est supérieure à 50%, de préférence à 80%, de la longueur, selon la direction circonférentielle, de l’entretoise ;
- La masse oscillante comporte deux entretoises entre lesquelles est maintenu en prise l’organe de placage ;
- La masse oscillante comporte plusieurs entretoises et la longueur de l’organe de placage, selon la direction circonférentielle par rapport à l’axe de rotation (X), est supérieure à 50%, de préférence à 80%, de la longueur, selon la direction circonférentielle, de la longueur cumulée des entretoises ;
l’organe de placage s’étend entre deux extrémités, au moins une desdites extrémités formant une boucle adaptée pour s’insérer autour d’un pion de l’entretoise.
L’invention a encore pour objet un composant pour système de transmission d’un véhicule automobile, le composant étant notamment un double volant amortisseur, un convertisseur de couple hydrodynamique ou un disque d’embrayage à friction, comprenant un dispositif d’amortissement pendulaire selon l’invention.
L’invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, un groupe motopropulseur de véhicule comprenant :
- un moteur thermique de propulsion du véhicule, et
- un composant pour système de transmission selon l’invention.
Brève description des figures
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre et à l’examen des dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 représente un dispositif d’amortissement pendulaire ;
- les figures 2a et 2b représentent un premier mode de réalisation du dispositif selon l’invention, le support étant en rotation à vitesse faible ou nulle ;
- les figures 3a, 3b, 4a et 4b illustrent un deuxième et un troisième mode de réalisation du dispositif selon l’invention, le support étant en rotation à vitesse faible ou nulle.
Pour chacune des figures 2 à 4, la figure indicée « a » représente le dispositif selon l’invention dans une position centrée par rapport à son amplitude d’oscillation et la figure indicée « b » représente le même dispositif en position d’oscillation extrême.
Sur les différentes figures, des références identiques sont utilisées pour désigner des organes identiques ou analogues.
Définitions
Un « appui élastique » génère une pression d’une pièce sur une autre, à la différence d’un simple contact, l’élasticité autorisant une modification de cette pression par déplacement relatif de ces deux pièces.
Sauf indication contraire, « axialement » signifie « parallèlement à l'axe X de rotation du support » ;
« radialement » signifie « selon un axe transversal coupant l'axe de rotation du support » ;
« angulairement » ou « circonférentiellement » signifient « autour de l'axe de rotation du support ».
L’épaisseur est mesurée selon l’axe X.
Par « appui centrifuge », on entend une force d’appui comportant une composante orientée à l’écart de l’axe X.
Par « appui centripète», on entend une force d’appui comportant une composante orientée vers l’axe X.
Par « véhicule automobile », on entend non seulement les véhicules passagers, mais également les véhicules industriels, ce qui comprend notamment les poids lourds, les véhicules de transport en commun ou les véhicules agricoles.
Par « masse oscillante », ou « corps pendulaire », on entend une masse qui est montée de manière à osciller sur le support en réponse aux acyclismes du moteur du véhicule. Une masse oscillante est classiquement constituée par une paire de masselottes, ou « masses pendulaires », s’étendant de manière à prendre en sandwich le support et rigidement solidaires entre elles. Une masse oscillante peut être également constituée par une masselotte unique.
Deux pièces sont dites « rigidement solidaires » ou « appariées » lorsqu’elles sont en permanence immobilisées l’une par rapport à l’autre. Cette immobilisation peut résulter d’une fixation de la première pièce sur la deuxième pièce directement ou par l’intermédiaire d’une ou plusieurs pièces intermédiaires.
La position de repos du dispositif est celle dans laquelle les masses oscillante sont soumises à une force centrifuge, mais non à des oscillations de torsion provenant des acyclismes du moteur thermique.
Sauf indication contraire, les verbes « comporter », « présenter » ou « comprendre » doivent être interprétés de manière large, c'est-à-dire non limitative.
Description détaillée
Un dispositif d’amortissement pendulaire 10 est représenté en figure 1. Tel qu’illustré, il comporte quatre masses oscillantes montées sur un support 20, chaque masse oscillante comprenant deux masselottes 24 appariées. L’une des masselottes n’est pas représentée afin de laisser apparaître une fenêtre 22 de support.
Le support est classiquement constitué par une tôle métallique découpée, généralement en acier, d’une épaisseur typiquement inférieure à 10 mm, de préférence inférieure à 9 mm, de préférence inférieure à 8 mm.
Dans le dispositif de la figure 1, chaque fenêtre 22 de support abrite un organe de liaison communément appelé « entretoise » 12 solidarisant deux masselottes. Dans le mode de réalisation, chaque fenêtre 22 comprend en outre deux organes de roulement 18, ici des rouleaux. Une masse oscillante est en effet classiquement montée oscillante sur le support 20 au moyen des deux organes de roulement 18 qui traversent la fenêtre 22 de support et guident le mouvement de la masse oscillante par rapport au support 20. Les organes de roulement 18 peuvent définir une piste de roulement de support.
Les masses oscillantes sont de préférence réparties équi-angulairement autour de l'axe X. De préférence, leur nombre est supérieur à 2 et/ou inférieur à 8. Le dispositif peut en particulier comporter trois, quatre, cinq, six ou sept masses oscillantes.
En figures 2a et 2b est illustrée une vue rapprochée du dispositif d’amortissement pendulaire 10 représenté en figure 1, la masse oscillante étant respectivement dans une position d’oscillation médiane et dans une position d’oscillation maximale. Le support 20 est, dans la configuration représentée, en rotation à une vitesse faible ou nulle, de sorte que l’effet de la force centrifuge n’est pas suffisant pour plaquer d’une part les rouleaux 18 contre le support 20 et d’autre part l’entretoise 12 contre les rouleaux 18. Classiquement, c’est le cas lorsque la vitesse de rotation du support est inférieure à une vitesse de l’ordre de 800 tours/minute.
Dans ce cas, le placage des organes de roulement n’est donc pas réalisé par la force centrifuge mais par l’action d’un organe de placage 14. L’organe de placage 14, étant élastique, exerce une force radiale, par rapport à l’axe X, dirigée vers l’extérieur sur l’entretoise 12 en s’appuyant sur une piste de placage 26 du support 20.
L’organe de placage 14 comporte dans l’exemple illustré en figures 2a et 2b un ressort à lame maintenu sur l’entretoise par des boucles localisées aux deux extrémités du ressort à lame et venant s’insérer autour de pions situés sur les faces axiales inférieure et supérieure de l’entretoise 12. Ce mode de montage permet avantageusement d’éviter un encastrement de l’organe de placage 14, par exemple via ses extrémités, afin de minimiser la raideur dudit organe de placage.
Alternativement, l’organe de placage 14 peut comprendre un double ressort à lame.
Le contact glissant de l’organe de placage avec la piste de placage 26 du support est effectué par l’intermédiaire d’une partie 16 de l’organe de placage 14. Il s’agit avantageusement dans cet exemple d’un patin qui limite les frottements avec le support. Un contact glissant signifie qu’au moins une partie des zones formant le contact entre la piste de placage 26 et l’organe de placage 14, plus particulièrement la partie 16, varie en fonction de la position de la masse oscillante. Le contact glissant peut être source de frottement.
Avantageusement, l’organe de placage a une longueur selon la direction circonférentielle supérieure à 50%, de préférence à 80%, de la longueur selon la direction circonférentielle de l’entretoise. En raison de sa longueur importante, l’organe de placage peut accepter une déformation relativement importante tout en ayant une raideur faible : ainsi, le patin peut s’user de manière importante sans pour autant engendrer une perte notable de la capacité de l’organe de placage à réaliser sa fonction de placage. Autrement dit, la durabilité du dispositif selon l’invention s’en trouve améliorée.
Le patin est avantageusement réalisé en plastique. Le patin peut être solidarisé sur une partie centrale du ressort à lame. Le ressort à lame est avantageusement réalisé en acier allié pour ressort ou en un autre matériau élastique.
Le fonctionnement du dispositif selon l’invention peut être résumé comme suit. Lorsque la vitesse de rotation du support est suffisamment élevée, l’organe de placage 14 subit l’effet de la force centrifuge et se trouve par conséquent contraint dans la direction radialement extérieure. L’organe de placage 14 n’est alors pas en contact avec la piste de placage 26 du support. Avantageusement, cela améliore les performances du dispositif d’amortissement pendulaire à haute vitesse de rotation. De plus, l’entretoise 12 fait avantageusement office de butée radiale pour l’organe de placage 14, de sorte que ce dernier est protégé d’une contrainte radiale excessivement élevée susceptible de l’endommager, par exemple par plastification. Ce cas de figure peut se produire notamment en cas de surrégime menant à une vitesse de rotation, et par suite à une force centrifuge, trop importantes. Ainsi les contraintes radiales subies par l’organe de placage sont maîtrisées grâce à l’invention.
Lorsque la vitesse de rotation du support diminue, l’effet de la force centrifuge sur la masse oscillante se réduit et cette dernière tend à se rapprocher de l’axe X. Toutefois, ceci est empêché par l’action de l’organe de placage 14. En effet, l’organe de placage est conçu pour être en contact avec le support à faible vitesse rotation, lorsque la masse oscillante tend à se rapprocher de l’axe X. En prenant appui sur la piste de placage 26 du support (matérialisée par une ligne épaisse sur les figures 2 à 4), l’organe de placage produit une poussée radiale vers l’extérieur sur la masse oscillante.
Ainsi, toujours à faible vitesse de rotation, la partie 16 de l’organe de placage 14 glisse sur le support le long de la piste de placage 26 au cours de l’oscillation de la masse oscillante. Avantageusement, cette piste de placage 26 est conformée de manière que la pression exercée par l’organe de placage sur la piste de placage lors d’une oscillation de la masse oscillante par rapport au support, à vitesse de rotation constante du support, est sensiblement constante. Ceci implique que la forme de la piste de placage 26 est dépendante de la forme de la piste de roulement de support le long de laquelle roulent les organes de roulement 18. La forme de la piste de placage 26 est en outre dépendante de la forme de l’organe de placage 14. Exprimé de façon équivalente, la piste de placage 26 comporte des dépressions disposées de manière que lorsque la masse oscillante oscille d’un côté ou de l’autre d’une position médiane, la position radiale de l’organe de placage le long d’une piste de placage définie par le support évolue au cours de l’oscillation. Grâce à la présence de ces dépressions, la pression exercée par l’organe de placage sur la piste de placage peut avantageusement rester sensiblement constante au cours de l’oscillation de la masse oscillante.
La figure 2b montre la masse oscillante en position d’oscillation maximale. On constate que la courbure de l’organe de placage (et donc également la pression exercée par cette dernière sur la piste de placage) est identique par rapport à la position médiane de la masse oscillante (au milieu des deux positions d’oscillation maximale) représentée en figure 2a, grâce à la façon dont la piste de placage du support est conformée.
Un deuxième mode de réalisation de l’invention est illustré en figures 3a et 3b. L’invention n’est pas limitée par le nombre d’entretoises 12 ; c’est ce qu’illustre ce mode de réalisation. En effet, l’organe de placage 14, un ressort à lame dans cet exemple, est maintenu en prise entre deux entretoises 12. Une partie centrale du ressort à lame peut former une boucle de fixation dudit ressort à lame sur les entretoises 12. Ce mode de réalisation permet un montage simplifié du dispositif.
Comme représenté dans les figures 3a et 3b, la partie 16 de l’organe de placage en contact avec la piste de placage 26 du support peut être une partie 16 de l’organe de placage située à chaque extrémité de l’organe de placage.
La piste de placage 26 du support est ici encore conformée de manière à ce que la pression exercée par l’organe de placage sur la piste de placage reste constante au cours de l’oscillation de la masse oscillante. En raison de la réalisation différente de l’organe de placage, la forme de la piste de placage 26 représentée en figures 3a et 3b diffère sensiblement de la forme de la piste de placage représentée en figures 2a et 2b.
Les figures 4a et 4b représentent un troisième mode de réalisation d’un dispositif d’amortissement pendulaire selon l’invention. L’organe de placage 14 est, dans cet exemple, constitué d’une pièce unique, par exemple en plastique. L’organe de placage 14 est déformable élastiquement et possède une fonction ressort. La partie 16 de l’organe de contact en contact avec la piste de placage 26 du support est ici une partie de l’organe de placage située au milieu de celle-ci. La partir 16 peut présenter une forme sensiblement hémisphérique. Dans ce mode de réalisation, c’est plus particulièrement la partie 16 qui, de par sa forme et sa position, possède une fonction ressort.
La forme de l’organe de placage 14 est adaptée pour maintenir ledit organe de placage 14 sur l’entretoise par clipsage de celui-ci sur l’entretoise 12. Ce mode de montage permet avantageusement d’éviter un encastrement de l’organe de placage 14.
Bien entendu, l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, fournis à des fins illustratives uniquement. En particulier, l’organe de placage peut être fixé sur le support et non sur l’entretoise ou plus généralement sur la masse oscillante. Les différents modes de réalisation pourraient également être combinés.
Claims (10)
1. Dispositif d'amortissement pendulaire destiné à être intégré dans une chaîne de transmission d'un véhicule automobile, notamment dans un embrayage, comprenant :
- un support (20) présentant un axe de rotation (X), et dans lequel une fenêtre (22) de support définissant une piste de roulement de support est ménagée,
- une masse oscillante guidée en oscillation par rapport au support et comportant :
des première et deuxième masselottes (24), une entretoise (12) appariant lesdites masselottes à travers la fenêtre de support,
- un organe de placage (14) comprimé élastiquement dans une direction radiale par rapport à l’axe de rotation, entre l’entretoise et le support, quelle que soit la position de la masse oscillante par rapport au support, et en contact glissant sur l’entretoise et/ou le support.
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l’organe de placage est fixé sur la masse oscillante, de préférence sur l’entretoise.
3. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, l’organe de placage comportant un ressort à lame.
4. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’organe de placage est en contact glissant avec une piste de placage (26) définie par le support et conformée de manière que la pression exercée par l’organe de placage sur la piste de placage lors d’une oscillation de la masse oscillante par rapport au support, à vitesse de rotation constante du support, varie de moins de 30%.
5. Dispositif selon l’une des revendications précédente, dans lequel l’organe de placage (14) s’étend entre deux extrémités, au moins une desdites extrémités formant une boucle adaptée pour s’insérer autour d’un pion de l’entretoise (12).
6. Dispositif selon la revendication l’une des revendications 1 à 4, l’organe de plaquage d’étendant selon une direction circonférentielle par rapport à l’axe de rotation (X) entre deux extrémités, lesdites extrémités étant en contact glissant sur l’entretoise et/ou le support
7. Dispositif selon l’une des revendications 1 à 5, l’organe de placage comportant un patin (16) en contact glissant sur l’entretoise et/ou le support.
8. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la masse oscillante comporte deux entretoises entre lesquelles l’organe de placage (14) est maintenu en prise.
5
9. Dispositif selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la longueur de l’organe de placage, selon une direction circonférentielle par rapport à l’axe de rotation (X), est supérieure à 50% de la longueur, selon la direction circonférentielle, de l’entretoise ou, lorsque le dispositif est conforme à la revendication immédiatement précédente, de la longueur cumulée des entretoises.
10 10. Composant pour système de transmission d’un véhicule automobile, le composant étant notamment un double volant amortisseur, un convertisseur de couple hydrodynamique ou un disque d’embrayage à friction, comprenant un dispositif d’amortissement pendulaire selon l’une quelconque des revendications précédentes.
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