FR3081954A1 - TORSION VIBRATORY TRAP DEVICE - Google Patents
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- F16F15/1414—Masses driven by elastic elements
- F16F15/1421—Metallic springs, e.g. coil or spiral springs
Abstract
Dispositif (1) de piège vibratoire monté sur un axe de rotation (2) destiné à être celui de la structure tournante et comprenant plusieurs résonateurs (3) vibratoires pour le piégeage des vibrations, chaque résonateur (3) étant de forme allongée avec une extrémité reliée au support ou à la structure tournante (4), chaque résonateur (3) présentant des fréquences et des modes propres de vibration, chaque résonateur (3) étant réalisé en un matériau métallique, le dispositif générant au moins partiellement une forme d'étoile avec chaque résonateur (3) formant une branche de l'étoile, la distribution spatiale des masses du dispositif satisfaisant l'équilibrage inertiel relativement à l'axe de rotation (2) caractérisé en ce que chaque résonateur (3) d'au moins une partie de tous les résonateurs est formé par au moins deux éléments allongés et comprend des moyens de maintien en contact desdits au moins deux éléments allongés sur au moins une portion de leur longueur.Vibration trap device (1) mounted on an axis of rotation (2) intended to be that of the rotating structure and comprising several vibratory resonators (3) for trapping vibrations, each resonator (3) being of elongated shape with one end connected to the support or to the rotating structure (4), each resonator (3) having frequencies and natural modes of vibration, each resonator (3) being made of a metallic material, the device generating at least partially a star shape with each resonator (3) forming a branch of the star, the spatial distribution of the masses of the device satisfying the inertial balancing with respect to the axis of rotation (2) characterized in that each resonator (3) of at least one part of all the resonators is formed by at least two elongated elements and comprises means for keeping in contact said at least two elongated elements on at least a portion of their length.
Description
[0001] La présente invention concerne le domaine des pièges à bruits et vibrations, notamment les dispositifs permettant de réduire bruits et vibrations lorsqu'ils sont considérés comme des nuisances.The present invention relates to the field of noise and vibration traps, including devices for reducing noise and vibration when considered as nuisance.
[0002] Plus particulièrement, l'invention porte sur un dispositif permettant de piéger des vibrations de torsion au sein de systèmes en rotation à l'aide de plusieurs résonateurs. Dans une application particulière non limitative, ces vibrations de torsion peuvent se produire par exemple dans les chaînes cinématiques de traction d'un véhicule automobile utilisant, par exemple, un moteur thermique à pistons, le dispositif de piégeage selon l'invention permettant plus particulièrement de réduire les vibrations au niveau d'un volant d'inertie placé vers la sortie d'un moteur thermique du véhicule automobile et un système de transmission, par exemple un embrayage ou une boîte de vitesses.More particularly, the invention relates to a device making it possible to trap torsional vibrations within rotating systems using several resonators. In a particular non-limiting application, these torsional vibrations can occur for example in the kinematic traction chains of a motor vehicle using, for example, a piston engine, the trapping device according to the invention more particularly allowing reduce vibrations at the level of a flywheel placed towards the outlet of a heat engine of the motor vehicle and a transmission system, for example a clutch or a gearbox.
[0003] La catégorie des dispositifs de piège vibratoire selon l'invention se limite préférentiellement à des dispositifs dits passifs, étant entendu que ces dispositifs passifs n'embarquent pas ou ne nécessitent pas en supplément un système de contrôle, de rétroaction ou de régulation électrique.The category of vibratory trap devices according to the invention is preferably limited to so-called passive devices, it being understood that these passive devices do not carry on or require an additional control, feedback or electrical regulation system .
[0004] Un grand nombre de dispositifs de piège vibratoire passifs existent pour faire office de pièges à vibrations qui sont localisés à un endroit d'une structure à traiter avec avantageusement une interface de couplage entre la structure à traiter et le dispositif de piège vibratoire de faible étendue comparée à l'étendue totale de la structure.A large number of passive vibratory trap devices exist to act as vibration traps which are located at a location in a structure to be treated, advantageously with a coupling interface between the structure to be treated and the vibratory trap device. small extent compared to the total extent of the structure.
[0005] Ces dispositifs de piège vibratoire sont fréquemment appelés batteurs, étouffeurs, ou encore résonateurs de Helmholtz dans le domaine acoustique. Ils sont aussi connus sous l'appellation anglo-saxonneThese vibratory trap devices are frequently called beaters, suffocators, or Helmholtz resonators in the acoustic field. They are also known by the Anglo-Saxon name
-2 de « tuned mass damper >> en étant aussi dénommés TMD. Ils se réduisent généralement, fonctionnellement, au premier ordre, à un système masseressort-amortisseur, que l'on vient positionner et accorder au mieux possible sur la structure vibrante qui est à traiter.-2 of "tuned mass damper" being also called TMD. They are generally reduced, functionally, to the first order, to a masseressort-damper system, which is positioned and tuned as best as possible on the vibrating structure which is to be treated.
[0006] De tels dispositifs de piège vibratoire du type batteur sont connus et utilisés depuis fort longtemps. Un exemple parmi beaucoup d'autres, utilisant ce principe classique et proposant des intégrations et des moyens de réalisation particulièrement adaptés au problème des injecteurs haute pression est illustré par le document W02008/003879. La majeure partie des dispositifs de piège vibratoire connus dans l'art antérieur peut avoir les inconvénients suivants. Le premier désavantage est que ces dispositifs comprennent généralement un ou éventuellement deux résonateurs qui ont des fréquences dites d'accord qui sont fixées une fois pour toutes ou difficilement changeables sans faire appel à un système de contrôle dit actif. Cela limite leur efficacité au voisinage d'une fréquence bien déterminée et donc limitative. Il en résulte par exemple un manque voire une absence d'efficacité lorsque les conditions de fonctionnement de la structure à piéger évoluent de par le fonctionnement, ou lorsque les propriétés du piège dérivent de par les aléas de production en série, par rapport à celles prises en compte pour le dimensionnement nominal du piège.[0006] Such vibratory trap devices of the beater type have been known and used for a very long time. One example among many others, using this classic principle and proposing integrations and means of realization particularly adapted to the problem of high pressure injectors is illustrated by the document WO2008 / 003879. Most of the vibratory trap devices known in the prior art can have the following drawbacks. The first disadvantage is that these devices generally comprise one or possibly two resonators which have so-called tuning frequencies which are fixed once and for all or difficult to change without using a so-called active control system. This limits their effectiveness in the vicinity of a well-defined and therefore limiting frequency. This results, for example, in a lack or even an absence of efficiency when the operating conditions of the structure to be trapped change through operation, or when the properties of the trap derive from the vagaries of mass production, compared to those taken into account for the nominal sizing of the trap.
[0007] Un deuxième désavantage est que ces dispositifs doivent nécessairement intégrer, en pratique, en plus d'une fonction de flexibilité, une capacité d'amortissement vibratoire assez significative afin de dissiper les vibrations qui ont été piégées en leur sein. Généralement cette fonction est assurée par l'emploi plus ou moins important d'une matière organique présentant un facteur d'amortissement important, comme par exemple les élastomères.A second disadvantage is that these devices must necessarily integrate, in practice, in addition to a flexibility function, a fairly significant vibration damping capacity in order to dissipate the vibrations that have been trapped within them. Generally this function is ensured by the more or less important use of an organic material having a significant damping factor, such as for example the elastomers.
[0008] Or ces matières qui ont des tenues et durées de vie limitées dans le temps ne peuvent de surcroît pas toujours être employées du fait de conditions défavorables régnant dans l'environnement de la structure àHowever, these materials which have time-limited outfits and lifetimes cannot, moreover, always be used due to unfavorable conditions prevailing in the environment of the structure to
-3piéger, par exemple une pression ou une température trop élevée. De plus, les élastomères ont des caractéristiques variant avec la température et les précontraintes, etc., ce qui peut être en pratique très handicapant pour la mise au point des dispositifs de piège vibratoire. Enfin, ces matières susceptibles d'endommagement précoce sont souvent utilisées comme des structures porteuses d'autres constituants du piège, auquel cas leur rupture peut provoquer des dommages importants.-3 trap, for example too high pressure or temperature. In addition, elastomers have characteristics varying with temperature and prestresses, etc., which can be very handicapping in practice for the development of vibratory trap devices. Finally, these materials susceptible to early damage are often used as supporting structures for other components of the trap, in which case their rupture can cause significant damage.
[0009] Un troisième désavantage est que ces dispositifs de piège vibratoire qu'on ajoute à la structure à traiter représentent enfin nécessairement une masse non négligeable, souvent de l'ordre de 10% ou plus de la masse de la structure à traiter, si l'on souhaite avoir une bonne efficacité. Or, dans un contexte dans lequel l'allégement des véhicules reste une priorité dans leur conception, ceci représente un inconvénient important.A third disadvantage is that these vibratory trap devices that are added to the structure to be treated finally necessarily represent a non-negligible mass, often of the order of 10% or more of the mass of the structure to be treated, if we want to have good efficiency. However, in a context in which lighter vehicles remain a priority in their design, this represents a significant drawback.
[0010] Enfin, en tant que quatrième désavantage notoire, ces dispositifs de piège vibratoire ont une efficacité parfois discutable car s'ils permettent d'éliminer ou réduire une résonance nuisible ils produisent d'autres résonances secondaires, ou résonances parasites, qui sont très souvent dommageables au final et limitent le potentiel de ces dispositifs.Finally, as a fourth notorious disadvantage, these vibratory trap devices have sometimes questionable effectiveness because if they make it possible to eliminate or reduce a harmful resonance they produce other secondary resonances, or parasitic resonances, which are very often harmful in the end and limit the potential of these devices.
[0011] II existe aussi des pièges vibratoires à plusieurs résonateurs aussi connus sous l'abréviation anglaise de MTMD signifiant batteurs à plusieurs masses accordées. De tels pièges vibratoires se distinguent des pièges vibratoires à une masse accordée par le fait qu'ils utilisent plusieurs résonateurs vibratoires ou oscillateurs élémentaires pour fonctionner comme pièges à vibrations. Cela a entre autres potentialités positives l'extension de la gamme de fréquences pour lesquelles le piège peut être efficace.There are also vibratory traps with several resonators also known by the English abbreviation of MTMD meaning drummers with several tuned masses. Such vibratory traps are distinguished from vibratory traps with a tuned mass by the fact that they use several vibratory resonators or elementary oscillators to function as vibration traps. This has among other positive potentials the extension of the frequency range for which the trap can be effective.
[0012] Un point important est que, pour bien fonctionner, le piège vibratoire à multiples masses accordées ne doit pas juste être une juxtaposition de pièges vibratoires à une unique masse pris isolément. II est nécessaire de précisément régler les couplages vibratoires entre les résonateursAn important point is that, to function well, the vibratory trap with multiple tuned masses must not just be a juxtaposition of vibratory traps with a single mass taken in isolation. It is necessary to precisely adjust the vibratory couplings between the resonators
-4 élémentaires du système à multiples masses, le but étant que leurs effets se cumulent de manière optimale. En termes d'architecture organique, les pièges vibratoires à plusieurs résonateurs peuvent par exemple prendre l'aspect de structures à forme de peignes ou encore d'étoiles.-4 elementary elements of the multiple mass system, the goal being that their effects are cumulatively optimal. In terms of organic architecture, vibratory traps with several resonators can for example take on the appearance of structures in the form of combs or even stars.
[0013] Le document FR3035939 décrit un dispositif de piève vibratoire destiné à venir se fixer sur une structure tournante sujette à des vibrations. Le dispositif comprend plusieurs résonateurs vibratoires pour le piégeage des vibrations. Chaque résonateur est longiforme avec une extrémité reliée à la structure tournante. Selon ce document, le dispositif présente au moins partiellement une forme d'étoile avec chaque résonateur formant une branche de l'étoile, la distribution spatiale des masses des résonateurs du dispositif satisfaisant l'équilibrage inertiel relativement à l'axe de rotation. Même si ce dispositif résout un certain nombre d’inconvénient précités, l’efficacité en termes d’amortissement des vibrations peut être améliorée. II faut en effet toujours, même si cela est dans une moindre mesure, apporter un peu d’amortissement au piège pour qu’il fonctionne de façon optimale.Document FR3035939 describes a vibratory trap device intended to be fixed on a rotating structure subject to vibrations. The device includes several vibratory resonators for trapping vibrations. Each resonator is elongated with one end connected to the rotating structure. According to this document, the device has at least partially a star shape with each resonator forming a branch of the star, the spatial distribution of the masses of the resonators of the device satisfying the inertial balancing relative to the axis of rotation. Even if this device solves a certain number of aforementioned drawbacks, the efficiency in terms of vibration damping can be improved. It is indeed always necessary, even if it is to a lesser extent, to add a little damping to the trap so that it functions optimally.
[0014] Par conséquent, le problème à la base de l'invention est de concevoir un dispositif de piège vibratoire pouvant fonctionner notamment mais pas exclusivement dans des conditions se rapprochant de conditions stationnaires pour une baisse significative du niveau vibratoire sur une structure sujette à une excitation entretenue au cours du temps occasionnant des vibrations.Therefore, the problem underlying the invention is to design a vibratory trap device that can operate in particular but not exclusively under conditions approaching stationary conditions for a significant drop in the vibration level on a structure subject to excitation maintained over time causing vibrations.
[0015] Pour cela un premier aspect de l'invention concerne un dispositif de piège vibratoire destiné à venir se fixer sur une structure tournante sujette à des vibrations, le dispositif étant monté sur un axe de rotation destiné à être celui de la structure tournante et comprenant plusieurs résonateurs vibratoires pour le piégeage des vibrations, les résonateurs vibratoires étant voisins spatialement les uns des autres en étant liés à la structure tournante directement, ou indirectement par un support commun, chaque résonateur étant de forme allongée avec une extrémité reliée au support ou à la structureFor this, a first aspect of the invention relates to a vibratory trap device intended to be fixed on a rotating structure subject to vibrations, the device being mounted on an axis of rotation intended to be that of the rotating structure and comprising several vibratory resonators for trapping vibrations, the vibratory resonators being spatially close to each other by being linked to the rotating structure directly, or indirectly by a common support, each resonator being of elongated shape with one end connected to the support or to the structure
-5tournante, chaque résonateur générant des fréquences et des modes propres de vibration, chaque résonateur étant réalisé en un matériau métallique, le dispositif présentant au moins partiellement une forme d'étoile avec chaque résonateur formant une branche de l'étoile, la distribution spatiale des masses du dispositif satisfaisant l'équilibrage inertiel relativement à l'axe de rotation caractérisé en ce que chaque résonateur d'au moins une partie de tous les résonateurs est formé par au moins deux éléments allongés et comprend des moyens de maintien en contact desdits au moins deux éléments allongés sur au moins une portion de leur longueur. Fabriquer au moins une partie des résonateurs avec deux éléments allongés maintenus en contact permet de mieux calibrer le piégeage des vibrations, en choisissant des dimensions relatives ou des matières particulières.-5 rotating, each resonator generating frequencies and natural modes of vibration, each resonator being made of a metallic material, the device having at least partially a star shape with each resonator forming a branch of the star, the spatial distribution of masses of the device satisfying the inertial balancing with respect to the axis of rotation characterized in that each resonator of at least a part of all the resonators is formed by at least two elongated elements and comprises means for keeping said at least in contact two elements elongated over at least a portion of their length. Fabricating at least part of the resonators with two elongated elements kept in contact makes it possible to better calibrate the trapping of vibrations, by choosing relative dimensions or particular materials.
[0016] Avantageusement, les moyens de maintien exercent une contrainte, notamment une pression de contact, sur lesdits au moins deux éléments allongés de sorte que le mouvement relatif d’un élément allongés par rapport à l’autre génère une friction au niveau d’une surface de contact entre lesdits au moins deux éléments allongés. Le frottement entre les éléments allongés provoque une dissipation de l'énergie vibratoire, ce qui permet d'atténuer efficacement les vibrations.Advantageously, the holding means exert a constraint, in particular a contact pressure, on said at least two elongated elements so that the relative movement of an elongated element relative to the other generates friction at a contact surface between said at least two elongated elements. The friction between the elongated elements causes dissipation of the vibratory energy, which makes it possible to effectively attenuate the vibrations.
[0017] Avantageusement, les moyens de maintien comprennent une pluralité de zones de fixation ou de placage répartie sur la longueur desdits au moins deux éléments allongés.Advantageously, the holding means comprise a plurality of fixing or plating zones distributed over the length of said at least two elongated elements.
[0018] Avantageusement, les au moins deux éléments allongés sont aimantés et les moyens de maintien consistent en la force magnétique générées par lesdits au moins deux éléments allongés.Advantageously, the at least two elongated elements are magnetized and the holding means consist of the magnetic force generated by said at least two elongated elements.
[0019] Avantageusement, les moyens de maintien comprennent un assemblage par rivetage et/ou vissage et/ou collage.Advantageously, the holding means comprise an assembly by riveting and / or screwing and / or bonding.
[0020] Avantageusement, chaque élément allongé est formé par l’assemblage d’au moins deux portions allongées selon l’axe longitudinal de l’élément.Advantageously, each elongated element is formed by the assembly of at least two elongated portions along the longitudinal axis of the element.
-6[0021] Avantageusement, chaque portion allongée a des caractéristiques mécaniques et/ou géométriques différentes.Advantageously, each elongated portion has different mechanical and / or geometric characteristics.
[0022] Avantageusement, chaque élément allongé a des caractéristiques mécaniques et/ou géométriques différentes [0023] Un deuxième aspect de l'invention concerne une chaîne de traction de véhicule comprenant un dispositif de piège vibratoire selon l’invention.Advantageously, each elongated element has different mechanical and / or geometric characteristics. A second aspect of the invention relates to a vehicle traction chain comprising a vibratory trap device according to the invention.
[0024] Un dernier aspect de l’invention concerne un véhicule équipé de la chaîne de traction de véhicule selon l’invention.A last aspect of the invention relates to a vehicle equipped with the vehicle traction chain according to the invention.
[0025] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, dans lesquels :Other characteristics and advantages of the present invention will appear more clearly on reading the following detailed description of an embodiment of the invention given by way of non-limiting example and illustrated by the accompanying drawings, wherein :
[0026] la figure 1 représente une vue schématique un dispositif de piège vibratoire avec plusieurs résonateurs selon l’invention.Figure 1 shows a schematic view of a vibratory trap device with several resonators according to the invention.
[0027] la figure 2 représente une vue schématique de détails d’un résonateur selon l’invention, [0028] la figure 3 représente une vue schématique de détails d’un élément allongé formant un résonateur selon l’invention.Figure 2 shows a schematic view of details of a resonator according to the invention, Figure 3 shows a schematic view of details of an elongated element forming a resonator according to the invention.
[0029] La présente invention concerne un dispositif de piège vibratoire, aussi appelé batteur, comportant de multiples résonateurs selon une architecture distribuée permettant de piéger au mieux, sur une structure ou un système tournant sujet aux vibrations, tout ou une partie des vibrations qu'on juge néfastes. Elle se caractérise notamment par un agencement particulier des résonateurs vibratoires sur le dispositif, ces résonateurs pouvant avoir des caractéristiques mécaniques, par exemple sans être limitatif des dimensions, des matériaux constitutifs, un agencement ou une forme tels que le dispositif de piège vibratoire puisse réaliser un absorbeur efficace et robuste pour les vibrations néfastes.The present invention relates to a vibratory trap device, also called a beater, comprising multiple resonators according to a distributed architecture making it possible to trap at best, on a structure or a rotating system subject to vibrations, all or part of the vibrations that we judge harmful. It is characterized in particular by a particular arrangement of the vibratory resonators on the device, these resonators being able to have mechanical characteristics, for example without being limiting of the dimensions, of the constituent materials, an arrangement or a shape such that the vibratory trap device can produce a efficient and robust absorber for harmful vibrations.
-7 [0030] La présente invention s'applique préférentiellement à la réduction des vibrations de torsion sur des structures en rotation, par exemple en rotation autour d'un axe déterminé. De tels dispositifs de piège vibratoire trouvent une application particulière pour des véhicules automobiles, plus particulièrement à proximité de l'interface du moteur et de la transmission dans ces véhicules et spécialement à proximité d'un ou dans un volant d'inertie associé à un moteur à piston, ou d'une chaîne de traction sujette à des vibrations acycliques.The present invention preferably applies to the reduction of torsional vibrations on rotating structures, for example in rotation about a determined axis. Such vibratory trap devices find a particular application for motor vehicles, more particularly near the interface of the engine and the transmission in these vehicles and especially near one or in a flywheel associated with a motor. piston, or a traction chain subject to acyclic vibrations.
[0031] Les conditions d'utilisation du dispositif selon la présente invention sont entre autres celles pour lesquelles la structure tournante est soumise à une excitation entretenue, par exemple, dans le cas de véhicules automobiles, par le fonctionnement acyclique du moteur équipant ces véhicules.The conditions of use of the device according to the present invention are inter alia those for which the rotating structure is subjected to a maintained excitation, for example, in the case of motor vehicles, by the acyclic operation of the engine equipping these vehicles.
[0032] Un tel dispositif est décrit notamment dans le document FR3035939. L’invention constitue notamment une amélioration de ce dispositif.Such a device is described in particular in document FR3035939. The invention notably constitutes an improvement of this device.
[0033] En se référant aux figures 1 à 3 pour les diverses caractéristiques du dispositif de piège vibratoire, le dispositif 1, destiné à venir se fixer sur une structure tournante sujette à des vibrations, est monté sur un axe 2 de rotation destiné à être celui de la structure tournante et comprend plusieurs résonateurs 3 vibratoires pour le piégeage des vibrations.Referring to Figures 1 to 3 for the various characteristics of the vibratory trap device, the device 1, intended to be fixed on a rotating structure subject to vibration, is mounted on an axis 2 of rotation intended to be that of the rotating structure and comprises several vibratory resonators 3 for trapping vibrations.
[0034] Le dispositif 1 de piège à vibrations est positionné à un endroit de la structure tournante dite à traiter, cette structure tournante pouvant avoir une géométrie et un comportement complexe, ainsi qu'être comprise dans un système couplé également complexe. Les résonateurs 3 vibratoires sont voisins spatialement les uns des autres en étant liés rigidement ou quasirigidement à la structure tournante directement. En alternative, les résonateurs 3 peuvent être liés rigidement par un support 4 commun intermédiaire, visible à la figure 1, donc indirectement liées à la structure tournante.The vibration trap device 1 is positioned at a location in the rotating structure said to be treated, this rotating structure possibly having a geometry and complex behavior, as well as being included in a coupled system that is also complex. The vibratory resonators 3 are spatially neighboring from one another by being rigidly or almost rigidly connected to the rotating structure directly. Alternatively, the resonators 3 can be rigidly linked by a common intermediate support 4, visible in FIG. 1, therefore indirectly linked to the rotating structure.
-8[0035] Chaque résonateur 3 est longiforme avec une extrémité reliée au support 4 commun ou à la structure tournante. Dans le cas d'une utilisation d'un support 4, ce support 4 commun peut être un organe tel qu'un arbre de rotation, bien plus rigide que les résonateurs 3, voire indéformable.-8 Each resonator 3 is elongated with one end connected to the common support 4 or to the rotating structure. In the case of the use of a support 4, this common support 4 can be a member such as a rotation shaft, much more rigid than the resonators 3, or even undeformable.
[0036] Chaque résonateur 3 présente des fréquences et des modes propres de vibration. Il peut être modélisé au premier ordre par un système masse-ressort amorti équivalent, présentant un degré de liberté. Les fréquences et modes propres de vibration de chaque résonateur sont définis dans la situation où ce dernier est fixé à la structure tournante ou au support 4 commun.Each resonator 3 has frequencies and natural modes of vibration. It can be modeled in the first order by an equivalent damped mass-spring system, presenting a degree of freedom. The frequencies and natural modes of vibration of each resonator are defined in the situation where the latter is fixed to the rotating structure or to the common support 4.
[0037] Chaque résonateur 3 est réalisé en un matériau métallique, le dispositif 1 présentant au moins partiellement une forme d'étoile avec chaque résonateur 3 formant une branche de l'étoile, avec une extrémité libre plus éloignée de l'axe 2 de rotation que l'extrémité fixée, la distribution spatiale des masses des résonateurs 3 et de l'éventuel support 4 étant équilibrée tout autour de l'axe 2 de rotation de manière à éviter des effets néfastes de balourd. Le matériau métallique est préférentiellement de l'acier ou de l'aluminium.Each resonator 3 is made of a metallic material, the device 1 having at least partially a star shape with each resonator 3 forming a branch of the star, with a free end further away from the axis 2 of rotation as the fixed end, the spatial distribution of the masses of the resonators 3 and of the possible support 4 being balanced all around the axis 2 of rotation so as to avoid harmful effects of unbalance. The metallic material is preferably steel or aluminum.
[0038] Chacun des résonateurs 3 possède plusieurs fréquences et modes propres de vibration. Le spectre de chaque résonateur comprend ainsi plusieurs fréquences propres en dessous d'une fréquence maximale d'intérêt pour le cas à traiter. Les fréquences propres des résonateurs 3 peuvent être différentes en couvrant un intervalle fréquentiel destiné à s'étendre autour de la fréquence de résonance néfaste de la structure tournante, chaque résonateur 3 ayant son spectre de fréquences propres légèrement décalé par rapport à celui des autres résonateurs 3. De préférence, la première des fréquences propres (c'est-à-dire la plus basse, appelée fondamentale) est autour de la fréquence de résonance néfaste à traiter.Each of the resonators 3 has several frequencies and natural modes of vibration. The spectrum of each resonator thus comprises several natural frequencies below a maximum frequency of interest for the case to be treated. The natural frequencies of the resonators 3 can be different by covering a frequency interval intended to extend around the harmful resonance frequency of the rotating structure, each resonator 3 having its natural frequency spectrum slightly offset from that of the other resonators 3 Preferably, the first of the natural frequencies (that is to say the lowest, called fundamental) is around the harmful resonance frequency to be treated.
[0039] Les résonateurs 3 peuvent présenter un volume, un poids ou une matière différents les uns des autres.The resonators 3 may have a volume, a weight or a different material from each other.
-9[0040] Comme il est visible aux figures 1 à 3, chaque résonateur 3 peut être sous la forme d'une lame, les oscillations de flexion des tiges formant résonateurs 3 s'effectuant préférentiellement dans un plan orthogonal à l'axe 2 de rotation du dispositif 1, lorsque la structure tournante est en rotation. Dans ce cas, les lames présentent une forme de lame fixée sensiblement dans le sens de l'axe 2 de rotation, autrement dit dont la direction de la plus grande dimension de section transversale est alignée avec l'axe 2 de rotation, avec par exemple une section transversale de forme rectangulaire ou elliptique plutôt que carrée ou ronde.-9 As shown in Figures 1 to 3, each resonator 3 may be in the form of a blade, the bending oscillations of the rods forming resonators 3 preferably taking place in a plane orthogonal to the axis 2 of rotation of the device 1, when the rotating structure is in rotation. In this case, the blades have a shape of blade fixed substantially in the direction of the axis 2 of rotation, in other words whose direction of the largest cross-sectional dimension is aligned with the axis 2 of rotation, with for example a cross section of rectangular or elliptical shape rather than square or round.
[0041] La distribution spatiale de masse des résonateurs 3 est sous forme de lames pour minimiser les balourds dynamiques du dispositif 1 de piège à vibrations.The spatial mass distribution of the resonators 3 is in the form of blades to minimize the dynamic unbalances of the device 1 of the vibration trap.
[0042] Selon l’invention, chaque résonateur 3 d’au moins une partie de tous les résonateurs 3 est formé par un assemblage d’au moins 2 lames, 31, 32 ou éléments allongés. Au moins une portion des faces de ces lames sont maintenues en contact les unes avec les autres par des moyens de maintien 33. Ces moyens de maintien exercent une contrainte perpendiculaire à la surface des lames 31 32 sorte que le mouvement relatif d’une lame par rapport à l’autre lors du fonctionnement du dispositif génère une friction au niveau de la surface 35 de contact des lames 31, 32. Selon l’invention, le travail mécanique de ces forces de friction assure au système de piège une dissipation supérieurement optimale de l’énergie vibratoire de torsion générée par le support, par rapport au dispositif décrit dans le document FR3035939.According to the invention, each resonator 3 of at least a part of all the resonators 3 is formed by an assembly of at least 2 blades, 31, 32 or elongated elements. At least a portion of the faces of these blades are held in contact with one another by holding means 33. These holding means exert a stress perpendicular to the surface of the blades 31 32 so that the relative movement of a blade by compared to the other during operation of the device generates friction at the level of the contact surface 35 of the blades 31, 32. According to the invention, the mechanical work of these friction forces ensures the trap system a superior optimal dissipation of the torsional vibrational energy generated by the support, relative to the device described in document FR3035939.
[0043] Selon la figure 2, un seul point de maintien ou de placage 33 est représenté. Toutefois, on peut prévoir plusieurs points de maintien ou de placage le long des lames. Par exemple, si au moins 3 lames sont utilisées dans un résonateur 3, les lames peuvent être maintenues 2 par 2 en décalant les points de fixation 33 sur la longueur des lames de sorte que le point deAccording to Figure 2, a single holding point or plating 33 is shown. However, it is possible to provide several holding or plating points along the blades. For example, if at least 3 blades are used in a resonator 3, the blades can be held 2 by 2 by shifting the fixing points 33 along the length of the blades so that the point of
- 10fixation de 2 premières lames ne soit pas situé au même niveau que le point de fixation de 2 autres lames.- 10fixing of the first 2 boards is not located at the same level as the attachment point of 2 other boards.
[0044] Par ailleurs, à titre d’exemple les lames 31, 32 peuvent être aimantées. La force d’attraction magnétique jouant alors le rôle de moyen de maintien des lames. Selon une autre variante, la force d’attraction magnétique maintenant les lames 31,32 plaquée est généré par des aimants solidaires des lames 31, 32. Tout autre dispositif de maintien tel que le boulonnage à travers un évidement plus ou moins large, le soudage, le rivetage et/ou le collage peut être employé pour plaquer deux lames 31, 32 l’une contre l’autre afin d’assurer une pression de contact optimale pour la génération de la meilleure dissipation par friction lors du déplacement relatif des 2 lames.Furthermore, by way of example, the blades 31, 32 can be magnetized. The magnetic attraction force then acts as a means of holding the blades. According to another variant, the magnetic attraction force holding the plated blades 31, 32 is generated by magnets integral with the blades 31, 32. Any other holding device such as bolting through a more or less wide recess, welding , riveting and / or bonding can be used to press two blades 31, 32 one against the other in order to ensure an optimal contact pressure for the generation of the best dissipation by friction during the relative displacement of the 2 blades .
[0045] Selon un mode de réalisation chaque lame 31, 32 du résonateur 3 est de forme différente. On peut également prévoir des matériaux dont les propriétés mécaniques sont différentes. Les choix des dimensions, matériaux ainsi que le niveau de contraintes appliquées sur la surface de contact des lames est déterminé pour obtenir la meilleure dissipation vibratoire en fonction des caractéristiques du système à traiter.According to one embodiment each blade 31, 32 of the resonator 3 is of different shape. One can also provide materials whose mechanical properties are different. The choice of dimensions, materials and the level of stresses applied to the contact surface of the blades is determined to obtain the best vibration dissipation depending on the characteristics of the system to be treated.
[0046] Selon un autre mode de réalisation (non représenté), chaque lame peut être formée par un assemblage d’une pluralité de portions allongées. Chaque portion allongée d’une lame peut avoir des propriétés mécaniques différentes de par le matériau choisi, sa forme ou ses dimensions. Ainsi, plusieurs surfaces de contact de caractéristiques différentes sont créées pour dissiper par friction l’énergie des phénomènes vibratoires de caractéristiques différentes.According to another embodiment (not shown), each blade can be formed by an assembly of a plurality of elongated portions. Each elongated portion of a blade may have different mechanical properties depending on the material chosen, its shape or its dimensions. Thus, several contact surfaces of different characteristics are created to dissipate by friction the energy of the vibrational phenomena of different characteristics.
[0047] Les paramètres principaux de mise au point des résonateur 3 selon l’invention sont notamment :The main parameters for developing the resonator 3 according to the invention are in particular:
- la pression de contact entre les lames de chaque résonateur généré par les moyens de maintien ;- the contact pressure between the blades of each resonator generated by the holding means;
- le coefficient de frottement, caractérisant au premier ordre le comportement frottant de l’interface commune à deux lames ;- the coefficient of friction, characterizing at first order the rubbing behavior of the interface common to two blades;
- la surface de frottement ;- the friction surface;
- consécutivement, le nombre, la position et les propriétés mécaniques locales des points de de fixation qui permettent de plaquer l’une contre l’autre les lames d’un résonateur.- consecutively, the number, the position and the local mechanical properties of the fixing points which allow to press one against the other the blades of a resonator.
[0048] Le dispositif de piège selon la présente invention est efficace sur une assez large gamme de fréquences autour de la et/ou des fréquences où se produisent des résonances à traiter sur la structure tournante. Le dispositif peut potentiellement suivre un ou plusieurs ordres du moteur en s'adaptant alors à la vitesse de rotation du moteur ou du régime moteur qui varie. La masse globalement ajoutée au système à traiter à travers le dispositif selon la présente invention est réduite en comparaison de la masse ajoutée que représenterait un dispositif de piège sous forme d'un batteur classique ne comportant qu'un résonateur.The trap device according to the present invention is effective over a fairly wide range of frequencies around the and / or frequencies where resonances occur to be treated on the rotating structure. The device can potentially follow one or more orders of the engine by adapting to the speed of rotation of the engine or of the varying engine speed. The mass overall added to the system to be treated through the device according to the present invention is reduced in comparison with the added mass that a trap device would represent in the form of a conventional beater comprising only one resonator.
[0049] Par son architecture, le dispositif de piège vibratoire selon la présente invention peut dissiper les vibrations supplémentaires indésirables sans avoir recours à des matériaux organiques fortement amortis, comme par exemple les caoutchoucs ou polymères, pour réaliser la fonction principale de raideur des résonateurs. Cela rend le dispositif notamment plus robuste et fiable dans le temps.By its architecture, the vibratory trap device according to the present invention can dissipate unwanted additional vibrations without having to use highly damped organic materials, such as rubbers or polymers, to achieve the main stiffness function of the resonators. This makes the device in particular more robust and reliable over time.
[0050] On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l’invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention.It will be understood that various modifications and / or improvements obvious to those skilled in the art can be made to the various embodiments of the invention described in the present description without departing from the scope of the invention.
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