FR3086718A1 - Double volant amortisseur, en particulier pour vehicule automobile - Google Patents

Abstract

L'invention se rapporte à un double volant amortisseur 1 comprenant un volant primaire 2 destiné à être fixé en bout d'un arbre moteur, un volant secondaire 20, et des organes élastiques 15 monté entre le volant primaire 2 et le volant secondaire 20. Le volant primaire comporte un élément primaire 2 fermé par un couvercle 22 pour enfermer les organes élastiques 15, un anneau de synchronisation 17, et un anneau de protection 28 saillant axialement dans une première direction axiale en direction du volant secondaire 20 et destiné à protéger une masse d'inertie annulaire 24 du volant secondaire 20. Le couvercle 22, l'anneau de synchronisation 17 et l'anneau de protection 28 sont réalisés en une pièce d'un seul tenant 30 ayant un profil de révolution de section globalement en T, ladite pièce d'un seul tenant 30 étant fixée à l'élément primaire 2.

Description

DOUBLE VOLANT AMORTISSEUR, EN PARTICULIER POUR VEHICULE AUTOMOBILE

Domaine technique

L’invention se rapporte à un double volant amortisseur, en particulier pour véhicule automobile, comprenant un volant primaire destiné à être fixé en bout d’un arbre moteur et à être entraîné en rotation par cet arbre moteur, un volant secondaire centré et guidé en rotation sur le volant primaire, et un amortisseur de torsion monté entre les deux volants et les reliant en rotation.

Arrière-plan technologique

Les moteurs à explosion ne génèrent pas un couple constant et présentent des acyclismes provoqués par les explosions se succédant dans leurs cylindres. Ces acyclismes génèrent des vibrations qui sont susceptibles de se transmettre à la boîte de vitesses et d’engendrer ainsi des chocs, bruits et nuisances sonores, particulièrement indésirables. Afin de diminuer les effets indésirables des vibrations et améliorer le confort de conduite des véhicules automobiles, certaines transmissions de véhicule automobile sont équipées d’un double volant amortisseur.

Classiquement, le volant primaire est réalisé à l’aide d’un élément primaire solidaire de l’arbre moteur et supportant une couronne de démarreur. Un couvercle vient fermer l’élément primaire en définissant un espace pour recevoir l’amortisseur de torsion, le couvercle présentant une ouverture en son centre afin de relier le volant secondaire à l’amortisseur de torsion. Le volant secondaire comporte un voile situé à l’intérieur de l’élément primaire, qui est muni de pattes d’appui coopérant avec l’amortisseur de torsion. Le volant secondaire comporte également une masse d’inertie annulaire agencé à l’extérieur de l’élément primaire et fixée au voile à travers l’ouverture du couvercle. Des masses mobiles, telles que des masses pendulaires peuvent être rajouté sur le voile ou sur la masse d’inertie annulaire afin d’augmenter le filtrage des vibrations provenant du moteur dans le reste de la transmission.

Il est connu de rajouter un anneau de protection solidaire du volant primaire et recouvrant la masse d’inertie annulaire du volant secondaire afin de protéger celle-ci. Également, un anneau de synchronisation muni d’une pluralité d’encoches est rajouté sur la circonférence du volant primaire afin de pouvoir déterminer la position du vilebrequin et de mesurer la vitesse de rotation du moteur à l’aide d’un capteur magnétique ou optique.

Le couvercle, l’anneau de protection et l’anneau de synchronisation sont réalisés à l’aide de deux ou trois éléments en tôle emboutie qui sont soudées sur l’élément primaire à l’aide de deux ou trois cordons de soudure afin d’enfermer l’amortisseur de torsion dans le volant primaire.

DE 10 2012 211 089 montre un double volant amortisseur comportant un volant primaire muni d’un couvercle et d’un anneau assurant les fonctions de protection et de synchronisation, le couvercle et l’anneau étant reliés à l’élément primaire par deux cordons de soudure.

Ces soudures doivent être effectuées à l’aide d’un laser pour des raisons de précision ce qui requiert un long temps d’assemblage qui représente un coût élevé et nécessite en outre d’avoir des formes permettant de réaliser les soudures à l’aide d’un laser. Afin de réduire les coûts de fabrication, une nouvelle solution est souhaitée.

Résumé

Une idée à la base de l’invention est de réaliser en une seule pièce le couvercle, l’anneau de protection et l’anneau de synchronisation afin de permettre un assemblage de ces éléments sur l’élément primaire du volant primaire à l’aide d’un unique cordon de soudure.

Selon un mode de réalisation, l’invention fournit un double volant amortisseur comprenant un volant primaire destiné à être fixé en bout d’un arbre moteur pour être entraîné en rotation par cet arbre moteur, un volant secondaire centré et guidé en rotation sur le volant primaire, et des organes élastiques monté entre le volant primaire et le volant secondaire et les reliant en rotation. Le volant primaire comporte un élément primaire fermé par un couvercle pour enfermer les organes élastiques, un anneau de synchronisation muni d’éléments de synchronisation agencées sur une périphérie extérieure de l’élément primaire, et un anneau de protection saillant axialement dans une première direction axiale en direction du volant secondaire et destiné à protéger une masse d’inertie annulaire du volant secondaire. Le couvercle, l’anneau de synchronisation et l’anneau de protection sont réalisés en une pièce d’un seul tenant, ladite pièce d’un seul tenant étant fixée à l’élément primaire.

Selon un mode de réalisation préféré, la pièce d’un seul tenant comporte une partie radiale, une première partie axiale et une deuxième partie axiale. La partie radiale formant couvercle peut s’étendre de la périphérie en direction du centre. La première partie axiale formant l’anneau de protection peut s’étendre dans la première direction axiale à partir de la partie radiale. La deuxième partie axiale formant l’anneau de synchronisation peut s’étendre dans une deuxième direction axiale, opposée à la première direction axiale, à partir de la partie radiale.

Dans le mode de réalisation préféré, la pièce d’un seul tenant est réalisée par emboutissage d’une tôle d’acier et dans lequel une partie parmi la partie radiale et les première et deuxième parties axiales présente une double épaisseur, la tôle étant repliée sur elle-même. La partie présentant une double épaisseur peut être la première partie axiale. Selon l’exemple de réalisation, la pièce d’un seul tenant peut avoir un profil de révolution de section globalement en T.

L’élément primaire peut comporter une jupe cylindrique s’étendant axialement jusqu’à un bord de soudure venant en contact avec le couvercle formé par la pièce d’un seul tenant, la jupe cylindrique étant recouverte au moins partiellement par l’anneau de synchronisation. La jupe cylindrique peut comporter une saillie en anneau sur un pourtour extérieur de ladite jupe cylindrique, et les éléments de synchronisation de l’anneau de synchronisation peuvent être des doigts ayant des extrémités distales qui viennent en contact avec la saillie en anneau. La pièce d’un seul tenant peut participer à une masse d’inertie du volant primaire. Le couvercle peut comporter au moins une déformation annulaire afin d’épouser la forme des organes élastiques. Le couvercle peut comporter au moins un bossage destiné à coopérer avec les organes élastiques. Le au moins un bossage peut être placé au niveau de la déformation annulaire. La masse d’inertie annulaire comporte des masses pendulaires dont le déplacement s’oppose aux variations de vitesse de rotation.

Brève description des figures

L’invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés.

• La figure 1 une vue éclatée en perspective d’un double volant amortisseur selon un mode préféré de réalisation, • La figure 2 une demi vue en coupe radiale du double volant amortisseur de la figure 1, • La figure 3 une vue en perspective d’un couvercle de volant primaire du double volant amortisseur de la figure 1, • La figure 4 une demi vue en coupe radiale du couvercle de volant primaire de la figure 3.

Description détaillée de modes de réalisation

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. Par convention, l'orientation radiale est dirigée orthogonalement à l'axe X de rotation du dispositif déterminant l'orientation axiale et, de l'intérieur vers l'extérieur en s'éloignant dudit axe, l'orientation circonférentielle est dirigée orthogonalement à l'axe du dispositif et orthogonalement à la direction radiale. Les termes externe et interne sont utilisés pour définir la position relative d'un élément par rapport à un autre, par référence à l'axe X de rotation du dispositif, un élément proche de l'axe est ainsi qualifié d'interne par opposition à un élément externe situé radialement en périphérie.

Afin de mieux détailler un mode préféré de réalisation de l’invention les figures 1 à 4 correspondent à différentes vues pour la représentation d’un même mode de réalisation. Les repères identiques dans ces figures correspondent à la désignation d’un même objet ou détail d’objet. Cependant, pour des raisons de clarté, tous les repères ne sont pas marqués sur toutes les vues.

Les figures 1 et 2 représentent un double volant amortisseur 1. Celui-ci comporte un élément primaire 2 et un élément secondaire 20 qui sont montés mobile en rotation l’un par rapport à l’autre autour de l’axe X. L’amortisseur de torsion comporte également des organes élastiques 15 qui sont agencés pour transmettre un couple et amortir les acyclismes de rotation entre l’élément primaire 2 et l’élément secondaire 20.

L’élément primaire 2 est ici un volant primaire destiné à être fixé au bout d’un vilebrequin d’un moteur. Il comporte un moyeu 21, une portion radiale 11 qui s’étend radialement vers l’extérieur depuis le moyeu 21 et une jupe cylindrique 3 d’orientation axiale qui s’étend dans la direction axiale depuis la périphérie externe de la portion radiale 11. L’élément primaire 2 comporte également un couvercle 22 fixé sur l’extrémité de la jupe cylindrique 3. Le couvercle 22 définit avec la portion radiale 11 et la jupe cylindrique 3, une chambre annulaire 14 dans laquelle sont logés les organes élastiques 15. Les organes élastiques 15 sont, par exemple, des ressorts hélicoïdaux courbes qui sont circonférentiellement répartis autour de l’axe X. Chacun des organes élastiques 15 s’étend circonférentiellement entre deux pattes d’appui d’un voile 16 solidaire en rotation de l’élément secondaire 20 et deux sièges d'appui portés par l’élément primaire 2. Chaque siège d’appui porté par l’élément primaire 2 est, par exemple, constitué par deux bossages, qui sont respectivement formés dans la portion radiale 11 de l’élément primaire 2 et dans le couvercle 22. Ainsi, en fonctionnement, chacun des organes élastiques 15 prend appui, à une première extrémité, contre un siège d’appui porté par l’élément primaire 2 et, à une seconde extrémité, contre une patte d’appui portée par le voile 16, de sorte à assurer la transmission du couple entre l’élément primaire 2 et l’élément secondaire 20.

Selon une variante de réalisation non illustrée, le voile 16 n’est pas fixé à l’élément secondaire 20 mais mobile en rotation autour de l’axe X par rapport audit élément secondaire 20 et le couple est transmis entre le voile 16 et l’élément secondaire 20 par un ou plusieurs étages supplémentaires d’organes élastiques.

L’élément secondaire 20 comporte un moyeu 23 présentant des cannelures internes destinées à coopérer avec des cannelures complémentaires d’un dispositif de transmission de couple, tel qu’un double embrayage ou un convertisseur de couple par exemple, qui est apte à transmettre le couple entre l’élément secondaire 20 et un arbre d’entrée de la boîte de vitesses. En outre, l’élément secondaire 20 comporte également une masse d’inertie annulaire 24, qui est fixé au moyeu 23 et au voile 16 par l’intermédiaire de rivets 9. La masse d’inertie annulaire 24 permet d’augmenter l’inertie de l’élément secondaire 20. Pour améliorer le filtrage, des masses pendulaire 26 sont fixées sur la masse d’inertie annulaire 24.

Dans d’autres modes de réalisation non représentés, l’élément secondaire 20 comporte un volant secondaire présentant une surface annulaire plane, tournée vers l’avant et destinée à former une surface d’appui pour une garniture de friction d’un disque d’embrayage. Dans cette variante, les masses pendulaires peuvent être déplacées sur le voile.

Par ailleurs, la jupe cylindrique 3 est recouverte par un anneau de synchronisation 17 qui s’étend axialement depuis l’extrémité de ladite jupe 3. L’anneau de synchronisation 17 comporte une pluralité de doigts 18 qui s’étendent dans la direction axiale, parallèlement à l’axe X et qui sont séparés les uns des autres par des fenêtres 19. Dans le mode de réalisation représenté, les extrémités distales des doigts 18 sont libres, c’est-à-dire ne sont pas reliées les unes aux autres. Toutefois, dans d’autres modes de réalisation, non représentés, l’anneau de synchronisation 17 présente un bord distal qui présente une forme annulaire et assure une liaison entre les extrémités distales des doigts 18.

Une telle structure formée d’une alternance de doigts 18 et de fenêtres 19 permet à un capteur, qui est fixé sur le châssis du véhicule et est positionné radialement en regard de l’anneau de synchronisation 17, de détecter la position et/ou la vitesse de l’anneau de synchronisation 17. Dans un mode de réalisation avantageux, l’anneau de synchronisation 17 est réalisée dans un matériau ferromagnétique, par exemple réalisée dans une tôle métallique, de préférence en acier. En outre, le capteur est apte à détecter des variations de champs magnétique. Un tel capteur est par exemple un capteur actif à effet hall ou un capteur passif. Ainsi, l’alternance de doigts 18 et de fenêtres 19 de l’anneau de synchronisation 17 est apte à générer, lorsque la cible est entraînée en rotation, une variation de champ magnétique qui est détectée par le capteur.

Dans un autre mode de réalisation, le capteur est un capteur optique qui détecte le passage d’une fenêtre 19 ou d’un doigt 18 dans son champ optique.

Comme représenté sur la figure 2, la jupe cylindrique 3 présente une saillie en anneau 27 ménagée sur la circonférence du bord externe de ladite jupe 3. Cette saillie en anneau 27 présente une portion d’appui interne qui est située radialement à l’intérieur des doigts 18, et plus particulièrement entre l’extrémité distale 20 desdits doigts 18 et la jupe cylindrique 3.

Selon un mode de réalisation, l’extrémité distale de chacun des doigts 18 est en contact contre la portion d’appui interne de la saillie anneaux 27. Ceci permet de limiter la déformation de l’anneau de synchronisation 17, et plus particulièrement des doigts 18, radialement vers l’intérieur en cas de chocs.

Selon une autre variante de réalisation, chacune des extrémités distales des doigts 18 est séparée de la portion d’appui interne de la saillie anneaux 27 par un jeu fonctionnel inférieur à une distance radiale susceptible d’entraîner une déformation plastique des doigts 18.

Le volant primaire comporte également un anneau de protection 28 qui s’étend axialement depuis l’extrémité de ladite jupe 3 dans une direction opposée à l’anneau de synchronisation 17. L’anneau de protection 28 recouvre la masse d’inertie annulaire 24 afin de protéger celle-ci d’objets provenant de l’extérieur.

Afin de simplifier l’assemblage du double volant amortisseur 1, l’anneau de synchronisation 17, l’anneau de protection 28 et le couvercle 22 sont réalisés en une pièce d’un seul tenant 30 détaillée sur les figures 3 et 4.

Pour faciliter le montage, la pièce d’un seul tenant 30 est une pièce de révolution ayant une section globalement en T. Une partie radiale de la section en T forme le couvercle 22. Une première partie axiale et une deuxième partie axiale s’étendent axialement dans deux directions opposées à partir de l’extérieur de la partie radiale de la section en T. La première partie axiale forme l’anneau de protection 28 et la deuxième partie axiale forme l’anneau de synchronisation 17.

Par section globalement en T, il faut comprendre que les trois parties de la pièce 30 ont un profil qui s’approche d’un T sans être rigoureusement planes et d’épaisseurs identiques. Pour ce qui est de l’anneau de synchronisation 28, l’utilisation de doigts 18 ayant des extrémités distales non reliées fait que la deuxième partie axiale de la pièce 30 n’est pas régulière en termes de longueur.

Selon différentes variantes non représentées, la pièce d’un seul tenant peut avoir une section qui n’est pas rigoureusement en forme de T, voire pas du tout en forme de T. En effet, l’anneau de synchronisation 17 et l’anneau de protection 28 peuvent être décalés l’un par rapport à l’autre dans la direction radiale ou être plus ou moins inclinés par rapport à la direction axiale, c’est-à-dire ayant une forme tronconique.

Egalement, dans un mode de réalisation préféré, la pièce d’un seul tenant 30 est réalisée en tôle d’acier par emboutissage. Pour avoir une forme en T tout en étant d’un seul tenant, la pièce emboutie peut présenter une double épaisseur sur l’une des branches de la section en T. Dans un mode de réalisation préféré, la première partie axiale correspondant à l’anneau de protection 28 présente une double épaisseur de tôle repliée sur elle-même.

Selon le mode de réalisation préféré la partie radiale correspondant au couvercle 22 comporte une déformation annulaire 32 afin d’épouser la forme des organes élastiques 15. Cela permet de réduire le volume de la chambre annulaire 14 et donc de réduire le volume de graisse remplissant ladite chambre 14. De plus, la transmission de couple entre le volant primaire et les organes élastiques 15 se fait par l’intermédiaire de bossages 25 qui correspondent à des renfoncements localisés sur la partie radiale à des emplacements situés au niveau de la déformation annulaire 32. Ainsi la forme de la partie axiale n’est ni droite ni régulière.

Cependant, la forme globale de la section de la pièce d’un seul tenant 30 correspond à une lettre T.

L’homme du métier appréciera que la pièce d’un seul tenant 30 peut être réalisée intégralement en utilisant une seule technique de façonnage. Comme indiqué précédemment la pièce d’un seul tenant 30 peut être réalisée par emboutissage d’une tôle d’acier. L’opération d’emboutissage permet de réaliser la totalité des formes décrites précédemment y compris les doigts 18. Cependant, les doigts 18 peuvent également être découpés avant ou après l’opération d’emboutissage.

Dans une variante non représentée, la pièce d’un seul tenant 30 pourra être réalisée par moulage, ce qui permet d’utiliser un large choix de matériaux. Toutefois, cette pièce faisant partie du volant primaire et étant située sur la partie extérieure de l’élément primaire 2, l’homme du métier peut prendre en compte le fait que l’inertie de la pièce d’un seul tenant 30 contribue activement à l’inertie totale du volant primaire.

La pièce d’un seul tenant 30 permet un assemblage du double volant amortisseur plus rapide que dans l’état de la technique. En effet, une unique opération de fixation est réalisée pour fixer le couvercle 22, l’anneau de synchronisation 17 et l’anneau de protection 28 sur l’élément primaire.

Dans le mode de réalisation préféré, la fixation de la pièce d’un seul tenant 30 sur l’extrémité de la jupe cylindrique 3 se fait par soudure au laser au niveau de la zone de fixation 34. La soudure au laser se fait de préférence à travers l’épaisseur de la partie radiale. La soudure permet en outre de réaliser une 5 fermeture étanche de la chambre annulaire 14.

Bien évidemment, si d’autres moyens de fixation sont utilisés, il reste avantageux de n’avoir qu’une seule pièce à fixer.

Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle 10 comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.

L’usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n’exclut pas la présence d’autres éléments ou d’autres étapes que ceux énoncés dans une revendication. L’usage de l’article indéfini « un » ou 15 « une» pour un élément ou une étape n’exclut pas, sauf mention contraire, la présence d’une pluralité de tels éléments ou étapes.

Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

Claims (12)

1. REVENDICATIONS

   1 Double volant amortisseur (1) comprenant un volant primaire (2) destiné à être fixé en bout d’un arbre moteur pour être entraîné en rotation par cet arbre moteur, un volant secondaire (20) centré et guidé en rotation sur le volant primaire, et des organes élastiques (15) monté entre le volant primaire (2) et le volant secondaire (20) et les reliant en rotation, le volant primaire comportant un élément primaire (2) fermé par un couvercle (22) pour enfermer les organes élastiques (15), un anneau de synchronisation (17) muni d’éléments de synchronisation (18, 19) agencées sur une périphérie extérieure de l’élément primaire (2), et un anneau de protection (28) saillant axialement dans une première direction axiale en direction du volant secondaire (20) et destiné à protéger une masse d’inertie annulaire (24) du volant secondaire (20), dans lequel le couvercle (22), l’anneau de synchronisation (17) et l’anneau de protection (28) sont réalisés en une pièce d’un seul tenant (30), ladite pièce d’un seul tenant (30) étant fixée à l’élément primaire (2).
2. 2 Double volant amortisseur selon la revendication 1, dans lequel la pièce d’un seul tenant (30) comporte :

   - une partie radiale formant couvercle (22) s’étendant de la périphérie en direction du centre,

   - une première partie axiale formant l’anneau de protection (28) s’étendant dans la première direction axiale à partir de la partie radiale, et

   - une deuxième partie axiale formant l’anneau de synchronisation (17) s’étendant dans une deuxième direction axiale, opposée à la première direction axiale, à partir de la partie radiale.
3. 3 Double volant amortisseur selon la revendication 2, dans lequel la pièce d’un seul tenant (30) est réalisée par emboutissage d’une tôle d’acier et dans lequel une partie parmi la partie radiale et les première et deuxième parties axiales présente une double épaisseur, la tôle étant repliée sur elle-même.
4. 4 Double volant amortisseur selon la revendication 3, dans lequel la partie présentant une double épaisseur est la première partie axiale.
5. 5 Double volant amortisseur selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la pièce d’un seul tenant a un profil de révolution de section globalement en T.
6. 6 Double volant amortisseur selon l’une des revendications précédentes dans lequel élément primaire (2) comporte une jupe cylindrique (3) s’étendant axialement jusqu’à un bord de soudure (34) venant en contact avec le couvercle (22) formé par la pièce d’un seul tenant, la jupe cylindrique (3) étant recouverte au moins partiellement par l’anneau de synchronisation (17).
7. 7 Double volant amortisseur selon la revendication 5 dans lequel la jupe cylindrique (3) comporte une saillie en anneau (27) sur un pourtour extérieur de ladite jupe cylindrique (3), dans lequel les éléments de synchronisation de l’anneau de synchronisation (17) sont des doigts (18) ayant des extrémités distales qui viennent en contact avec la saillie en anneau (27).
8. 8 Double volant amortisseur selon l’une des revendications précédentes dans lequel la masse de la pièce d’un seul tenant (30) participe à une masse d’inertie du volant primaire.
9. 9 Double volant amortisseur selon l’une des revendications précédentes dans lequel la masse d’inertie annulaire (24) comporte des masses pendulaires (26) dont le déplacement s’oppose aux variations de vitesse de rotation.
10. 10 Double volant amortisseur selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le couvercle (22) comporte au moins une déformation annulaire (32) afin d’épouser la forme des organes élastiques (15).
11. 11 Double volant amortisseur selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le couvercle comporte au moins un bossage (25) destiné à coopérer avec les organes élastiques (15).
12. 12 Double volant amortisseur selon la revendication 9 et selon la revendication 10, dans lequel le au moins un bossage (25) est placé au niveau de la déformation annulaire (32).