FR3099531A1 - Dispositif d’amortissement vibratoire comprenant un siege a pivot decale - Google Patents
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Abstract
D ispositif d’amortissement vibratoire comprenant un siège à pivot décalé L’invention concerne un d’amortissement vibratoire (1) pour véhicule automobile, comprenant : - un voile de transmission de couple (2) et deux éléments de guidage (3) coaxiaux suivant un axe X ; - des ressorts hélicoïdaux de compression (4) en appui sur le voile de transmission de couple et les éléments de guidage par l’intermédiaire de sièges (10) disposés sur les extrémités des ressorts, dans lequel chaque siège (10) comprend : - une face frontale (12) comprenant un rebord de centrage (14) des ressorts selon un axe (Y) passant par l’axe des ressorts, - une face dorsale (11) adossé à la partie frontale, et - un tronçon de barreau (13) de forme convexe s'étendant en saillie depuis la face dorsale, l’axe du tronçon de barreau (13) étant décalé par rapport à l’axe (Y) selon une distance (ΔS) prédéterminée supérieure à 0. Figure pour l’abrégé : Figure 5
Description
La présente invention se rapporte à un dispositif d’amortissement vibratoire comprenant un siège à pivot décalé pour véhicule automobile. Le véhicule automobile peut être un véhicule dit industriel, ce dernier étant par exemple un poids lourd, un véhicule de transport en commun, ou un véhicule agricole.
Plus précisément, l’invention concerne un perfectionnement au dispositif d’amortissement vibratoire pour véhicule automobile tel qu’un disque d’embrayage à friction ou encore un double volant amortisseur. Le dispositif d’amortissement vibratoire est disposé généralement entre le moteur à explosion et la boite de vitesses afin de filtrer les acyclismes issus de l’arbre menant de sorte que le ou les arbres menés soient exempts de ces acyclismes ou encore faiblement affectés par ces acyclismes. Dans le cadre d’une boite manuelle, un mécanisme d’embrayage fixé sur le volant moteur, autrement appelé volant d’inertie, applique un effort de serrage sur le disque d’embrayage à friction de manière à transmettre le couple produit par le moteur.
Le disque d’embrayage à friction comprend, de façon traditionnelle, des garnitures de frottement annulaires, fixées sur un support, lui-même rapporté sur un voile de transmission de couple. Deux éléments de guidage disposés de part et d’autre du voile sont montées sur un moyeu central solidaire de l’arbre mené de la boîte de vitesses. Des ressorts hélicoïdaux de compression sont disposés circonférentiellement entre les éléments de guidage et le voile, la transmission du couple et la filtration des acyclismes moteur se faisant par compression et relâchement successifs des ressorts. Afin d’améliorer la cinématique des ressorts hélicoïdaux de compression au sein du disque d’embrayage à friction, il est connu de rajouter des sièges métalliques entre les ressorts et les parties coaxiales formées par les éléments de guidage et le voile.
Dans le document FR 2 732 426 A1, il est décrit un disque d’embrayage à friction comportant des sièges métalliques intervenant entre, d'une part, l'une au moins des extrémités de ressort et, d'autre part, l'une et/ou l'autre des parties coaxiales. Les ressorts et les sièges sont reçus dans des logements formés dans les parties coaxiales. Pour cela, chaque siège métallique comprend une partie frontale assurant l'appui et/ou le centrage de l'extrémité du ressort ou de l'ensemble de ressort avec le(s)quel(s) il coopère, et une partie dorsale adossée à la partie frontale présentant un tronçon de barreau s'étendant en saillie réalisant une liaison pivot avec l'une et/ou l'autre des parties coaxiales. Les éléments de guidage et le voile comprennent des évidements ayant des formes complémentaires au tronçon de barreau du siège. L'axe du tronçon de barreau, qui est aussi l'axe de la liaison pivot, est situé sensiblement dans le plan de la partie dorsale du siège.
Or, en fonctionnement, du fait des forces centrifuges qui s'appliquent, une éjection des sièges en dehors des évidemments peut survenir. Cette éjection des sièges se traduit par une sortie radialement vers l'extérieur du tronçon de barreau de son logement dans les parties coaxiales, la fonction de liaison pivot n'étant alors plus assurée. Cette éjection provoque une usure des contacts entre chaque siège et l'une et/ou l'autre des parties coaxiales. De plus, cette éjection des sièges entraine un frottement plus important des ressorts sur une partie radialement externe des logements des parties coaxiales les recevant.
Un but de l'invention est de fournir des sièges ne pouvant pas être éjectés lors du fonctionnement du dispositif d’amortissement vibratoire les comprenant.
L’invention vise à remédier à ces problèmes techniques en proposant un dispositif d’amortissement vibratoire perfectionné avec des sièges à pivot décalé dont la cinématique des ressorts et des sièges associés est maîtrisée en supprimant ou tout au moins en limitant fortement l’usure des sièges et des évidements associés.
A cet effet, la présente invention propose un dispositif d'amortissement vibratoire pour véhicule automobile, comprenant :
- un voile de transmission de couple ;
- deux éléments de guidage liés en rotation, coaxiaux suivant un axe X et disposés de part et d'autre dudit voile de transmission de couple ;
- des ressorts hélicoïdaux de compression en appui sur le voile de transmission de couple et les éléments de guidage par l'intermédiaire de sièges disposés sur les extrémités des ressorts,
dans lequel chaque siège comprend :
- une face frontale apte à coopérer avec l'extrémité des ressorts comprenant un rebord de centrage des ressorts selon un axe Y passant par l'axe des ressorts,
- une face dorsale définissant un plan P adossé à la partie frontale, et
- un tronçon de barreau de forme convexe s'étendant en saillie depuis la face dorsale et présentant dans un plan P' passant par l'axe Y et perpendiculaire à l'axe X une extrémité de forme sensiblement circulaire de centre C, ledit tronçon de barreau étant en appui dans des évidements de forme concave formés dans les éléments de guidage et dans le voile de transmission de couple de manière à former une liaison pivot,
et dans lequel, dans le plan P', l'axe du tronçon de barreau passant par le centre C est décalé par rapport à l'axe Y selon une distance ΔS prédéterminée supérieure à 0.
- un voile de transmission de couple ;
- deux éléments de guidage liés en rotation, coaxiaux suivant un axe X et disposés de part et d'autre dudit voile de transmission de couple ;
- des ressorts hélicoïdaux de compression en appui sur le voile de transmission de couple et les éléments de guidage par l'intermédiaire de sièges disposés sur les extrémités des ressorts,
dans lequel chaque siège comprend :
- une face frontale apte à coopérer avec l'extrémité des ressorts comprenant un rebord de centrage des ressorts selon un axe Y passant par l'axe des ressorts,
- une face dorsale définissant un plan P adossé à la partie frontale, et
- un tronçon de barreau de forme convexe s'étendant en saillie depuis la face dorsale et présentant dans un plan P' passant par l'axe Y et perpendiculaire à l'axe X une extrémité de forme sensiblement circulaire de centre C, ledit tronçon de barreau étant en appui dans des évidements de forme concave formés dans les éléments de guidage et dans le voile de transmission de couple de manière à former une liaison pivot,
et dans lequel, dans le plan P', l'axe du tronçon de barreau passant par le centre C est décalé par rapport à l'axe Y selon une distance ΔS prédéterminée supérieure à 0.
Ce dispositif d'amortissement vibratoire, selon l’invention, présente l’avantage de limiter fortement le risque d’éjection des sièges dans les phases où le couple à transmettre est faible ou lors de vitesse de rotation importante en raison du décalage de l’axe du tronçon de barreau. Le décalage de l’axe a pour effet de faire pivoter le siège par rapport à l’évidement. En position de repos du dispositif d’amortissement vibratoire, le ressort est mis dans une position favorable pour résister à la force centrifuge qui s'exerce sur celui-ci dès la mise en rotation du dispositif.
De préférence, l'axe du tronçon de barreau passant par le centre C est décalé radialement au-delà de l'axe Y.
Avantageusement, l'axe du tronçon de barreau passant par le centre C est décalé par rapport à l'axe Y selon une distance ΔS comprise entre 1 et 10 mm.
Le décalage de l’axe a pour effet de faire pivoter le siège vers l’intérieur du dispositif d’amortissement vibratoire jusqu’à ce que le ressort et les deux sièges associés trouvent une position d’équilibre. En position de repos du dispositif d’amortissement vibratoire, le ressort est mis dans une position favorable pour résister à la force centrifuge qui s'exerce sur celui-ci dès la mise en rotation du dispositif.
L’invention peut présenter l’une ou l’autre des caractéristiques décrites ci-dessous combinées entre elles ou prises indépendamment les unes des autres :
- le voile de transmission de couple peut comprendre des logements agencés pour recevoir les ressorts et les sièges, chaque logement comprenant un bandeau radialement externe, deux surfaces d'appui latérales recevant les évidements de forme concave et un bord radialement interne ;
- les éléments de guidage peuvent comprendre des logements agencés pour recevoir les ressorts et les sièges, chaque logement comprenant un bandeau radialement externe, deux surfaces d'appui latérales recevant les évidements de forme concave et un bord radialement interne ;
- les logements du voile de transmission de couple et des éléments de guidage peuvent être identiques ;
- les surfaces d'appui latérales du voile de transmission de couple et des éléments de guidage peuvent être identiques ;
- la surface d'appui latérale peut présenter un premier bord et un deuxième bord aptes à venir en contact de butée avec la face dorsale du siège lors d'une mise en œuvre de la liaison pivot, les deux bords n'étant pas parallèles l'un par rapport à l'autre. De cette manière, le débattement du siège par rapport au voile de transmission de couple est facilité tout en augmentant la surface de contact du tronçon de barreau avec l’évidement.
- le premier bord et le deuxième bord peuvent être des bords plans ;
- l’axe du tronçon de barreau passant par le centre C du tronçon de barreau peut s’étendre à une distance d prédéterminée non sensiblement égale à zéro du plan P. De cette manière, la surface de contact du tronçon de barreau avec l’évidement est augmentée.
- la surface d’appui latérale peut comprendre un premier bord situé radialement en dessous de l’évidement et un deuxième bord situé radialement au-dessus de l’évidement, les deux bords n'étant pas parallèles l'un par rapport à l'autre ;
- le premier bord peut être de longueur supérieure au deuxième bord ;
- le premier bord peut être incliné d’une valeur d’angle α comprise entre 1 et 15 degrés par rapport à l’axe médian du logement passant par l’axe X ;
- le premier bord et le deuxième bord peuvent être inclinés selon un angle compris entre 1 et 20 degrés ;
- l’écrasement du ressort peut être dissymétrique par rapport à l’axe Y lorsque le dispositif d’amortissement vibratoire est en position de repos, la longueur du ressort sous précharge L1 située radialement en deçà de l’axe Y étant supérieure à la longueur du ressort sous précharge L2 située radialement au-dessus de l’axe Y ;
- le siège peut être en appui sur le premier bord lorsque le dispositif d’amortissement vibratoire est en position de repos ;
- le siège peut être en appui sur le deuxième bord lors d’une mise en rotation du dispositif d’amortissement vibratoire au-delà d’une valeur de seuil prédéterminée ;
- la valeur de seuil prédéterminée peut être supérieure ou égale à 1500 tr/min, notamment pour un véhicule industriel.
- la valeur de seuil prédéterminée peut être supérieure ou égale à 4000 tr/min, notamment pour un véhicule automobile.
- le tronçon de barreau peut présenter en section dans le plan P' une forme prismatique comportant au moins deux côtés sensiblement plans s'éloignant l'un de l'autre en direction de la face dorsale, les deux côtés du tronçon de barreau étant inclinés selon un angle µ compris entre 1 et 20 degrés. De cette manière, la surface de contact du siège par rapport à l’évidement est augmentée. La pression de contact sur les zones d’appui diminue, ce qui contribuent à réduire l’usure au niveau de l’interface du siège avec le voile de transmission de couple.
- le dispositif d’amortissement vibratoire peut comprendre un première masse d’inertie, la première masse d’inertie étant rapportée ou fixée sur l’un des éléments de guidage ;
- le dispositif d’amortissement vibratoire peut comprendre un deuxième masse d’inertie, la deuxième masse d’inertie étant fixée sur le voile de transmission de couple ;
- le dispositif d’amortissement vibratoire peut comprendre un deuxième masse d’inertie, la deuxième masse d’inertie étant rapportée, directement ou indirectement, sur le voile de transmission de couple ;
- le voile de transmission de couple peut comprendre des logements agencés pour recevoir les ressorts et les sièges, chaque logement comprenant un bandeau radialement externe, deux surfaces d'appui latérales recevant les évidements de forme concave et un bord radialement interne ;
- les éléments de guidage peuvent comprendre des logements agencés pour recevoir les ressorts et les sièges, chaque logement comprenant un bandeau radialement externe, deux surfaces d'appui latérales recevant les évidements de forme concave et un bord radialement interne ;
- les logements du voile de transmission de couple et des éléments de guidage peuvent être identiques ;
- les surfaces d'appui latérales du voile de transmission de couple et des éléments de guidage peuvent être identiques ;
- la surface d'appui latérale peut présenter un premier bord et un deuxième bord aptes à venir en contact de butée avec la face dorsale du siège lors d'une mise en œuvre de la liaison pivot, les deux bords n'étant pas parallèles l'un par rapport à l'autre. De cette manière, le débattement du siège par rapport au voile de transmission de couple est facilité tout en augmentant la surface de contact du tronçon de barreau avec l’évidement.
- le premier bord et le deuxième bord peuvent être des bords plans ;
- l’axe du tronçon de barreau passant par le centre C du tronçon de barreau peut s’étendre à une distance d prédéterminée non sensiblement égale à zéro du plan P. De cette manière, la surface de contact du tronçon de barreau avec l’évidement est augmentée.
- la surface d’appui latérale peut comprendre un premier bord situé radialement en dessous de l’évidement et un deuxième bord situé radialement au-dessus de l’évidement, les deux bords n'étant pas parallèles l'un par rapport à l'autre ;
- le premier bord peut être de longueur supérieure au deuxième bord ;
- le premier bord peut être incliné d’une valeur d’angle α comprise entre 1 et 15 degrés par rapport à l’axe médian du logement passant par l’axe X ;
- le premier bord et le deuxième bord peuvent être inclinés selon un angle compris entre 1 et 20 degrés ;
- l’écrasement du ressort peut être dissymétrique par rapport à l’axe Y lorsque le dispositif d’amortissement vibratoire est en position de repos, la longueur du ressort sous précharge L1 située radialement en deçà de l’axe Y étant supérieure à la longueur du ressort sous précharge L2 située radialement au-dessus de l’axe Y ;
- le siège peut être en appui sur le premier bord lorsque le dispositif d’amortissement vibratoire est en position de repos ;
- le siège peut être en appui sur le deuxième bord lors d’une mise en rotation du dispositif d’amortissement vibratoire au-delà d’une valeur de seuil prédéterminée ;
- la valeur de seuil prédéterminée peut être supérieure ou égale à 1500 tr/min, notamment pour un véhicule industriel.
- la valeur de seuil prédéterminée peut être supérieure ou égale à 4000 tr/min, notamment pour un véhicule automobile.
- le tronçon de barreau peut présenter en section dans le plan P' une forme prismatique comportant au moins deux côtés sensiblement plans s'éloignant l'un de l'autre en direction de la face dorsale, les deux côtés du tronçon de barreau étant inclinés selon un angle µ compris entre 1 et 20 degrés. De cette manière, la surface de contact du siège par rapport à l’évidement est augmentée. La pression de contact sur les zones d’appui diminue, ce qui contribuent à réduire l’usure au niveau de l’interface du siège avec le voile de transmission de couple.
- le dispositif d’amortissement vibratoire peut comprendre un première masse d’inertie, la première masse d’inertie étant rapportée ou fixée sur l’un des éléments de guidage ;
- le dispositif d’amortissement vibratoire peut comprendre un deuxième masse d’inertie, la deuxième masse d’inertie étant fixée sur le voile de transmission de couple ;
- le dispositif d’amortissement vibratoire peut comprendre un deuxième masse d’inertie, la deuxième masse d’inertie étant rapportée, directement ou indirectement, sur le voile de transmission de couple ;
Avantageusement mais facultativement, le siège peut présenter au moins l'une des caractéristiques suivantes:
- le tronçon de barreau peut comporter une surface arrondie formant un sommet du tronçon de barreau ;
- le tronçon de barreau peut s’étendre sur toute la largeur du siège ;
- le tronçon de barreau peut comporter un congé avec la partie dorsale du siège ;
- le siège peut comporter au moins un gradin s'étendant en saillie de la face frontale, apte à coopérer avec l'extrémité des ressorts, le gradin comprenant le rebord de centrage ;
- le siège de ressort peut être obtenu par moulage d'un métal ou d'une matière synthétique selon la technologie des poudres compressées ;
- le siège de ressort peut être obtenu par mise en forme d'un métal ou d'une matière synthétique selon la technologie de fabrication par addition de matière ;
- le tronçon de barreau peut comporter une surface arrondie formant un sommet du tronçon de barreau ;
- le tronçon de barreau peut s’étendre sur toute la largeur du siège ;
- le tronçon de barreau peut comporter un congé avec la partie dorsale du siège ;
- le siège peut comporter au moins un gradin s'étendant en saillie de la face frontale, apte à coopérer avec l'extrémité des ressorts, le gradin comprenant le rebord de centrage ;
- le siège de ressort peut être obtenu par moulage d'un métal ou d'une matière synthétique selon la technologie des poudres compressées ;
- le siège de ressort peut être obtenu par mise en forme d'un métal ou d'une matière synthétique selon la technologie de fabrication par addition de matière ;
L’invention a également pour objet, selon un autre de ses aspects, un disque d’embrayage à friction comprenant un disque de friction équipé de garnitures de frottement et un dispositif d’amortissement vibratoire reprenant tout ou partie des caractéristiques mentionnées précédemment, dans lequel le disque de friction est rapporté sur l’un des éléments de guidage ou sur le voile de transmission de couple.
L’invention a également pour objet, selon un autre de ses aspects, un double volant amortisseur comprenant une première masse d’inertie et une deuxième masse d’inertie coaxiales selon un axe X, un dispositif d’amortissement vibratoire reprenant tout ou partie des caractéristiques mentionnées précédemment, dans lequel la première masse d’inertie est portée par les éléments de guidage et la deuxième masse d’inertie est portée par le voile de transmission de couple.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
– la figure est une vue isométrique d’un disque d’embrayage à friction intégrant un dispositif d’amortissement vibratoire selon un premier mode de mise en œuvre de l’invention;
– la figure est une vue en coupe du dispositif d’amortissement vibratoire selon le premier mode de mise en œuvre de l’invention de la figure 1 ;
– la figure est une vue isométrique d’un siège de friction selon le premier mode de mise en œuvre de l’invention de la figure 1 ;
– la figure est une autre vue isométrique d’un siège de friction selon le premier mode de mise en œuvre de l’invention de la figure 1 ;
– la figure est une vue partielle du dispositif d’amortissement vibratoire selon le premier mode de mise en œuvre de l’invention de la figure 1 ;
– la figure est une vue en coupe du dispositif d’amortissement vibratoire dans une position de repos selon le premier mode de mise en œuvre de l’invention de l’invention de la figure 1 ;
– la figure
– la figure
– la figure
– la figure
– la figure
– la figure
Dans la suite de la description et des revendications, on utilisera à titre non limitatif et afin d'en faciliter la compréhension, les termes « avant » ou « arrière » selon la direction par rapport à une orientation axiale déterminée par l’axe O principal de rotation de la transmission du véhicule automobile et les termes « intérieur / interne » ou « extérieur / externe » par rapport à l’axe O et suivant une orientation radiale, orthogonale à ladite orientation axiale.
La figure 1 illustre un disque d’embrayage à friction 100 intégrant le dispositif d’amortissement vibratoire 1 selon un premier mode de mise en œuvre de l’invention.
Le disque d’embrayage à friction 100 d’axe de rotation X comprend un dispositif d’amortissement vibratoire 1 dans lequel on retrouve de manière traditionnelle un voile de transmission de couple 2, des éléments de guidage 3 et des ressorts hélicoïdaux de compression 4. Le disque d’embrayage à friction illustre dans le cas présent une architecture dites « symétrique » et comprend un disque de friction 6 rapporté sur le voile de transmission de couple 2. Le disque de friction 6 est équipé de garnitures de frottement 7 réparties sur la périphérie du voile de transmission de couple 3 selon l’axe X et aptes à frotter sur un plateau de pression d’un mécanisme d’embrayage. Les deux éléments de guidage 3, autrement appelés rondelles de guidage 3, sont disposées de part et d’autre du voile de transmission de couple 2 en emprisonnant dans des logements intercalaires les ressorts hélicoïdaux de compression 4.
Un mécanisme d’embrayage fixé sur le volant moteur (non représenté) applique un effort de serrage sur le disque d’embrayage à friction 100 de manière à transmettre le couple produit par le moteur en direction de la boîte de vitesses.
Le couple moteur entre dans le disque d’embrayage à friction par l’intermédiaire du disque de friction 6 et ressort par l’intermédiaire d’un moyen central 5 disposé entre les deux rondelles de guidage 3. Le moyeu central 5 est raccordé aux rondelles de guidage 3 par des rivets 8. Le moyeu central 5 est monté sur l’arbre mené de la boîte de vitesse (non représenté) et transmet le couple moteur par des cannelures formées sur son alésage intérieur.
Les parties coaxiales 2 et 3 sont montées rotatives l'une par rapport à l'autre à l'encontre de moyens amortisseurs comportant, ici, des ressorts hélicoïdaux de compression 4 ainsi que des moyens d'interfaçage 10 avec les deux parties coaxiales 2 et 3. Plus précisément, les moyens d'interfaçage comprennent des sièges de ressort 10 placés aux extrémités des ressorts 4, d'une part, et, d'autre part, des évidements 30 formés dans les éléments de guidage 3 et dans le voile de transmission de couple 2. Les sièges de ressort 10 sont aptes à coopérer avec les évidements 30 formés dans les éléments de guidage 3 et/ou le voile de transmission de couple 2 selon une liaison pivot.
Nous allons maintenant décrire plus en détail l'agencement des moyens d'interfaçage précités, dont le siège de ressort 10, selon un mode préféré de mise en œuvre de l'invention, en référence aux figures 3 à 6.
Le siège 10 comporte un disque circulaire, de faible épaisseur par rapport à son diamètre, comprenant deux faces: une face frontale 12 apte à coopérer avec une extrémité des ressorts hélicoïdaux de compression 4, et une face dorsale 11 adossée à la face frontale 12 de l'autre côté du disque circulaire.
Pour assurer un bon positionnement relatif de l'extrémité des ressorts 4 sur le siège 10, la face frontale 12 comporte un rebord de centrage 14 s'étendant en saillie de ladite face frontale 12. Le rebord de centrage 14 est ici circulaire selon un axe Y passant par l’axe des ressorts et assure un centrage des ressorts extérieurs et intérieurs.
La face dorsale 11 défini un plan P, appelé plan du siège 10, sensiblement perpendiculaire à un axe Y du disque circulaire.
Sur la figure 4, le logement 20 présente une symétrie en miroir par rapport à un axe médian matérialisé par l'axe vertical passant par X.
Le siège 10 comporte également un tronçon de barreau 13 s’étendant en saillie de la face dorsale 11 le long du plan P. Le tronçon de barreau 13 présente une forme convexe qui est en saillie par rapport à la face dorsale 11. Le tronçon de barreau 13 présente dans un plan P’ passant par l’axe Y et perpendiculaire à l’axe X une extrémité de forme sensiblement circulaire de centre C.
De manière générale, le tronçon de barreau 13 est de forme prismatique dont la base repose sur la face dorsale 11, sensiblement dans le plan P, et dont le sommet est arrondi. Le sommet comporte une surface 16 de section sensiblement circulaire de centre C et de rayon R. Le centre C est situé à une distance d du plan P. Dans l’exemple illustré, la distance d présente une valeur sensiblement non égale à zéro. Ensuite, les deux cotés 15 de la forme prismatique comprennent chacun une surface quasi plane présentant, en section, une largeur L. Les deux cotés 15 de la forme prismatique ne sont pas parallèles entre eux, ils s'éloignent l'un de l'autre dans la direction de la base de la forme prismatique afin de former un angle µ. Les deux côtés 15 du tronçon de barreau sont inclinés selon un angle µ compris entre 1 et 20 degrés. Enfin le raccordement entre chacun des cotés 15 et la face dorsale 11 est réalisé par un congé 18 présentant un rayon.
Le siège de ressort 10 comprend également sur la farce dorsale 11 deux barrettes de maintien 17 disposées en saillie et réparties de part et d’autre du plan P’. Les barrettes de maintien 17 sont espacées axialement par une distance légèrement supérieure à celle du voile de transmission de couple 2 et s’étendent parallèlement à ce plan P’ sur la hauteur du siège. Le voile 2 est disposé entre les barrettes de maintien 17. De cette manière, le siège de ressort 10 est positionné axialement par rapport au voile 2.
Comme cela est illustré à la figure 5 sous forme schématique à partir du plan P’, la face dorsale 11 et le tronçon de barreau 13 sont aptes à être reçus dans un logement 20 prévu à cet effet dans les éléments de guidages 3 et le voile de transmission de couple 2. Le logement 20 du voile de transmission de couple 2 a un contour fermé de même que le logements 20 des éléments de guidage 3. Chacun des logements 20 comprend un bandeau radialement externe 21, deux surfaces d’appui latérales 22 recevant les évidements 30 de forme concave et un bord radialement interne 24. Le bord radialement interne 24 est formé par la partie centrale du voile de transmission de couple 2.
De manière générale, le logement 20 est sensiblement complémentaire avec la partie du siège décrite ci-dessus avec laquelle il est amené à coopérer. Pour cela, dans le plan P’, la surface d’appui latérale 22 comporte un évidement 30 dont un fond concave comporte une surface 31 de section sensiblement circulaire et de deux parois latérales sensiblement planes, non parallèles entre elles. Ainsi l'évidement 30 présente une forme prismatique sensiblement complémentaire de la forme prismatique du tronçon de barreau 13 précédemment décrite et apte à être reçu dans ledit évidement 30. Ainsi, l’évidement 30 et le siège 10 peuvent former une liaison pivot selon l'invention, dont le fonctionnement va être décrit un peu plus loin.
De part et d'autre de l'évidement 30, la surface d’appui latérale 22 présente un premier bord intérieur 221 et un deuxième bord extérieur 222, tous deux étant sensiblement plans. Le premier bord intérieur 221 joue un rôle de butée vis-à-vis du siège 10 lors de la mise en œuvre de la liaison pivot. En effet, la face dorsale 11 est apte, lors de cette mise en œuvre, à venir en appui sur le premier bord intérieur 221. Les deux bords 221 et 222 ne sont pas parallèles l'un par rapport à l'autre.
Selon le premier exemple de mise en œuvre de l’invention illustré sur la figure 6, le siège 10 est en appui sur le premier bord 221 de la surface d’appui latérale 22 lorsque le dispositif d’amortissement vibratoire est en position de repos.
Nous allons maintenant décrire le fonctionnement du mode de mise en œuvre préféré de l'invention en référence aux figures 5 et 6.
La figure 6 illustre l'état du dispositif d’amortissement vibratoire 1 selon l'invention dans une position de repos, c'est-à-dire que la vitesse de rotation est nulle et le couple à transmettre est nul. Le dispositif est représenté sans débattement angulaire entre les éléments de guidage 3 et le voile de transmission de couple 2, ni force centrifuge s'exerçant sur les ressorts.
Les ressorts 4 sont installés dans le logement 20 avec une certaine valeur de précharge. Les ressorts 4 exercent un effort selon l’axe Y sur le siège 10. L’effort est repris par la surface d’appui latérale 22, notamment par l’évidement 30. En raison du décalage de l’axe du tronçon de barreau 13 par rapport à l'axe Y selon une distance ΔS, le siège pivote autour du centre C de la liaison pivot vers l’intérieur du dispositif d’amortissement vibratoire. Un couple de basculement se crée au niveau de la liaison pivot jusqu’à ce que le ressort 4 et le siège 10 associé trouvent une position d’équilibre. Dans cet exemple, la position d’équilibre intervient lorsque le siège 10 vient en appui sur le premier bord 221. Dans une variante non illustrée, la position d’équilibre peut intervenir sans contact du siège 10 sur le premier bord 221. Le décalage par rapport à l'axe Y selon une distance ΔS peut être compris entre 1 et 10 mm, et notamment être compris entre 3 et 6 mm.
Comme illustré sur la figure 6, en position de repos, le ressort hélicoïdal de compression 4 est cintré au sein du logement 20, le centre du rayon de cintrage se trouvant géométriquement à l’extérieur du dispositif d’amortissement vibratoire 1. Dans cette position, le ressort est mis dans une position favorable pour résister aux effet de la force centrifuge. L’écrasement du ressort 4 est dissymétrique par rapport à l’axe Y. La longueur du ressort sous précharge L1 située radialement en deçà de l’axe Y est supérieure la longueur du ressort sous précharge L2 située radialement au-dessus de l’axe Y.
Lors de la mise en rotation du dispositif d’amortissement vibratoire 1, par exemple lors du démarrage du moteur thermique du véhicule automobile, une force centrifuge s'exerce sur les ressorts. Cette force centrifuge crée un couple de centrifugation au niveau de la liaison pivot qui s’oppose au couple de basculement créé par le décalage ΔS. Tant que la vitesse de rotation ne dépasse pas un certain seuil, le couple de centrifugation reste inférieur au couple de basculement. La longueur du ressort L1 reste supérieure à la longueur du ressort L2.
Lorsque la vitesse de rotation augmente, l’effet de la force centrifuge sur le ressort augmente. A partir d’une certaine vitesse de rotation, le couple de centrifugation devient égal au couple de basculement. Alors, la longueur du ressort L1 devient égale à la longueur du ressort L2. Le tronçon de barreau 13 du siège 10 est toujours logé dans son évidement 30 associé. Le siège 10 n'est pas éjecté de son évidement 30.
Au-delà d’une certaine vitesse de rotation, le couple de centrifugation devient supérieur au couple de basculement. Alors, la longueur du ressort L1 devient inférieure à la longueur du ressort L2. Pour limiter l’effet de la centrifugation, le logement 20 comprend un deuxième bord 222 qui limite le débattement du siège. Le siège est en appui sur le deuxième bord lors d’une mise en rotation du dispositif d’amortissement vibratoire au-delà d’une valeur de seuil prédéterminée, la valeur de seuil prédéterminée étant par exemple supérieure ou égale à 1500 tr/min, notamment pour un véhicule industriel.
Lorsque le couple du moteur traverse le dispositif d’amortissement vibratoire 1, le débattement angulaire entre les éléments de guidage 3 et le voile de transmission de couple 2 varie. La surface d’appui latérale 22 du voile de transmission de couple 2 se rapproche de la surface latérale d’appui 22 des éléments de guidage 3. Les faces frontales 12 des sièges 10 d’un même logement 20 tendent à se rapprocher. Lorsque l’écrasement des ressorts est maximal, les faces frontales 12 des sièges sont sensiblement parallèles. Dans cette configuration, les sièges 10 ne sont pas éjectés de leur évidement respectif.
Dans une variante de réalisation de l'invention, le siège de ressort 10 peut être obtenu par usinage, forgeage, matriçage, par moulage d'un métal ou d'une matière synthétique, par la technologie des poudres compressées ou encore par la technologie de fabrication par addition de matière.
L’invention n’est pas limitée au premier exemple de mise en œuvre de l’invention qui vient d’être décrit. Selon un autre aspect de l’invention, le disposition d’amortissement vibratoire peut se présenter sous la forme d'un double volant amortisseur.
Dans cet autre exemple de mise en œuvre de l’invention, le double volant amortisseur 1 comporte un premier volant, autrement appelé volant primaire, servant d'élément d'entrée de couple au dispositif d’amortissement vibratoire, ainsi qu'un deuxième volant, autrement appelé volant secondaire, servant d'élément de sortie de couple du dispositif d’amortissement vibratoire. Les deux volants primaire et secondaire sont montés coaxiaux l'un par rapport à l'autre autour d'un axe de rotation X du double volant amortisseur.
Dans ce dispositif d’amortissement vibratoire, la première masse d’inertie est fixée sur l’un des éléments de guidage et la deuxième masse d’inertie est fixée sur le voile de transmission de couple. Par exemple, les deux volants primaire et secondaire sont montés rotatifs l'un par rapport à l'autre à l'encontre de de ressorts hélicoïdaux de compression ainsi que des moyens d'interfaçage 10 avec les deux volants. Plus précisément, les moyens d'interfaçage comprennent des sièges de ressorts placés aux extrémités des ressorts, d'une part, et, d'autre part, des éléments de guidage encadrant un voile secondaire. Dans cet autre exemple de mise en œuvre de l’invention, le siège reprend l’ensemble des caractéristiques présentées dans le premier mode de mise en œuvre de l’invention.
Le dispositif d’amortissement vibratoire 1 peut également être intégré à une transmission de véhicule automobile dites « Hybride » comprenant un moteur thermique et un moteur électrique. Dans cette transmission « hybride », l’entrée de couple du dispositif d’amortissement vibratoire 1 se fait en aval du moteur thermique et la sortie de couple du dispositif d’amortissement vibratoire 1 est solidaire en rotation de manière directe ou indirecte avec le rotor du moteur électrique.
Claims (14)
- Dispositif d’amortissement vibratoire (1) pour véhicule automobile, comprenant :
- un voile de transmission de couple (2) ;
- deux éléments de guidage (3) liés en rotation, coaxiaux suivant un axe (X) et disposés de part et d’autre dudit voile de transmission de couple (2) ;
- des ressorts hélicoïdaux de compression (4) en appui sur le voile de transmission de couple et les éléments de guidage par l’intermédiaire de sièges (10) disposés sur les extrémités des ressorts,
dans lequel chaque siège (10) comprend :
- une face frontale (12) apte à coopérer avec l'extrémité des ressorts comprenant un rebord de centrage (14) des ressorts selon un axe (Y) passant par l’axe des ressorts,
- une face dorsale (11) définissant un plan (P) adossé à la partie frontale, et
- un tronçon de barreau (13) de forme convexe s'étendant en saillie depuis la face dorsale et présentant dans un plan (P’) passant par l’axe (Y) et perpendiculaire à l’axe (X) une extrémité de forme sensiblement circulaire de centre (C), ledit tronçon de barreau étant en appui dans des évidements (21) de forme concave formés dans les éléments de guidage (3) et dans le voile de transmission de couple (2) de manière à former une liaison pivot,
caractérisé en ce que, dans le plan (P’), l’axe du tronçon de barreau (13) passant par le centre (C) est décalé par rapport à l’axe (Y) selon une distance (ΔS) prédéterminée supérieure à 0. - Dispositif d’amortissement vibratoire (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’axe du tronçon de barreau (13) passant par le centre (C) est décalé radialement au-delà de l’axe (Y).
- Dispositif d’amortissement vibratoire (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l’axe du tronçon de barreau (13) passant par le centre (C) est décalé par rapport à l’axe (Y) selon une distance (ΔS) comprise entre 1 et 10 mm.
- Dispositif d’amortissement vibratoire (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le voile de transmission de couple (2) et les éléments de guidage (3) comprennent des logements (20) agencés pour recevoir les ressorts et les sièges, chaque logement comprenant un bandeau radialement externe (21), deux surfaces d’appui latérales (22) recevant les évidements (30) de forme concave et un bord radialement interne (24).
- Dispositif d’amortissement vibratoire (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la surface d’appui latérale (22) comprend un premier bord (221) situé radialement en dessous de l’évidement (30) et un deuxième bord (22) situé radialement au-dessus de l’évidement, les deux bords (211, 222) n'étant pas parallèles l'un par rapport à l'autre.
- Dispositif d’amortissement vibratoire (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le premier bord (221) est incliné d’une valeur d’angle (α) comprise entre 1 et 15 degrés par rapport à l’axe médian du logement (20) passant par l’axe (X).
- Dispositif d’amortissement vibratoire (1) selon l’une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que le premier bord (211) et le deuxième bord (22) sont inclinés selon un angle compris entre 1 et 20 degrés.
- Dispositif d’amortissement vibratoire (1) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l’écrasement du ressort (4) est dissymétrique par rapport à l’axe (Y) lorsque le dispositif d’amortissement vibratoire est en position de repos, la longueur du ressort sous précharge (L1) située radialement en deçà de l’axe (Y) étant supérieure à la longueur du ressort sous précharge (L2) située radialement au-dessus de l’axe (Y).
- Dispositif d’amortissement vibratoire (1) selon l’une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le siège (10) est en appui sur le premier bord (221) lorsque le dispositif d’amortissement vibratoire est en position de repos.
- Dispositif d’amortissement vibratoire (1) selon l’une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que le siège (10) est en appui sur le deuxième bord (222) lors d’une mise en rotation du dispositif d’amortissement vibratoire au-delà d’une valeur de seuil prédéterminée.
- Dispositif d’amortissement vibratoire (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la valeur de seuil prédéterminée est supérieure ou égale à 1500 tr/min.
- Dispositif d’amortissement vibratoire (1) selon l’une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le tronçon de barreau (13) s’étend sur toute la largeur du siège.
- Double volant amortisseur comprenant une première masse d’inertie et une deuxième masse d’inertie coaxiales selon un axe X, un dispositif d’amortissement vibratoire (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première masse d’inertie est portée par les éléments de guidage et la deuxième masse d’inertie est portée par le voile de transmission de couple.
- Disque d’embrayage à friction comprenant un disque de friction (6) équipé de garnitures de frottement (7) et un dispositif d’amortissement vibratoire (1) selon l’une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le disque de friction est rapporté sur l’un des éléments de guidage ou sur le voile de transmission de couple.
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