WO2006035173A1 - Siege a pivot deporte et amortisseur de torsion l'incluant - Google Patents

Siege a pivot deporte et amortisseur de torsion l'incluant Download PDF

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Dominique Despres
Eric Laurent
Fabrice Dusseaux
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Definitions

  • FIG. 3 is a partial schematic view of seats according to the invention installed in a torsion damping device in a state of rest;
  • FIG. 4 is a detail view of a seat of FIG.
  • Figure 6 is a schematic view similar to Figures 3 and 5, the device undergoing centrifugal forces.

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Abstract

Le siège (100) destiné à être placé sur une extrémité de ressorts (10, 11, 12, 13), notamment d'un dispositifs d'amortissement de torsion pour un véhicule automobile, comporte : une face frontale (102) apte à coopérer avec l'extrémité de ressorts ; une face dorsale (101) définissant un plan P adossé à la partie frontale ; et un tronçon de barreau (103) s'étendant en saillie de la face dorsale et présentant un axe (C) sensiblement parallèle au plan P, tronçon de barreau apte à être un élément d'une liaison pivot ; l'axe (C) du tronçon de barreau s'étendant à une distance (d) prédéterminée non sensiblement égale à zéro du plan P.

Description

Siège à pivot déporté et amortisseur de torsion l'incluant
L'invention concerne des sièges pour ressorts intégrés en particulier dans des amortisseurs de torsion d'une ligne de transmission d'un véhicule automobile. L'invention concerne aussi des dispositifs d'amortissement de torsion comportant de tels sièges.
Dans le document FR 2 732 426 A1 , il est décrit un dispositif d'amortissement de torsion intégré à une friction d'embrayage. Ce dispositif comporte un ensemble de ressorts dont les extrémités coopèrent avec le reste du dispositif à travers des sièges métalliques. Plus précisément, le dispositif d'amortissement de torsion comporte deux parties coaxiales montées rotatives l'une par rapport à l'autre à rencontre des ressorts précédemment cités qui interviennent de manière circonférentielle, les 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. 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. 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, il y a une éjection des sièges qui 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'un et/ou l'autre des parties coaxiales. De plus, cette éjection des sièges entraîne un frottement plus important des ressorts sur une partie externe radialement 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 de torsion les comprenant.
A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un siège destiné à être placé sur une extrémité de ressorts, notamment d'un dispositif d'amortissement de torsion pour un véhicule automobile, comportant :
- une face frontale apte à coopérer avec l'extrémité des ressorts ; - une face dorsale définissant un plan P adossé à la partie frontale ; et, - un tronçon de barreau s'étendant en saillie de la face dorsale et présentant sur une surface une section sensiblement circulaire de centre (C), tronçon de barreau apte à être un élément d'une liaison pivot, l'axe passant par le centre (C) du tronçon de barreau s'étendant à une distance prédéterminée non sensiblement égale à zéro du plan P.
Ainsi, l'axe du mouvement de pivotement est éloigné de la face dorsale et, par conséquent, de la face frontale du siège. Ceci empêche la désolidarisation de la liaison pivot et donc l'éjection complète du siège (en particulier du tronçon de barreau) de son logement.
Avantageusement mais facultativement, le siège présente au moins l'une des caractéristiques suivantes : - le tronçon de barreau comporte une surface arrondie formant un sommet du tronçon de barreau.
- le tronçon de barreau comporte au moins deux cotés sensiblement plans.
- les cotés sont les cotés d'une forme prismatique formant le tronçon de barreau, s'éloignant l'un de l'autre en direction de la face dorsale. - le tronçon de barreau comporte un congé avec la partie dorsale du siège.
- Le siège comporte au moins un gradin s'étendant en saillie de la face frontale, apte à coopérer avec l'extrémité de ressorts.
On prévoit aussi, selon l'invention, un dispositif d'amortissement de torsion, notamment pour un véhicule automobile, comportant deux parties coaxiales montées rotative l'une par rapport à l'autre à rencontre de moyens amortisseurs comprenant des ressorts et des moyens d'interfaçage des ressorts avec les parties coaxiales, les moyens d'interfaçage comportant au moins un siège présentant au moins une des caractéristiques précédentes.
Avantageusement mais facultativement, le dispositif d'amortissement de torsion présente au moins l'une des caractéristiques suivantes :
- les moyens d'interfaçage comportant des moyens de guidage liés à l'une des parties coaxiales et un voile lié à l'autre des parties coaxiales, le siège est apte à coopérer avec les éléments de guidage et/ou le voile selon une liaison pivot. - les éléments de guidage et le voile comportent au moins un logement présentant un évidement sensiblement complémentaire du tronçon de barreau du siège pour réaliser la liaison pivot.
- le logement présente au moins un bord apte à venir en contact de butée avec la face dorsale du siège lors d'une mise en œuvre de la liaison pivot.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront lors de la description ci-après d'un mode préféré de réalisation ainsi que des variantes. Aux dessins annexés : - la figure 1 est une vue de face d'un dispositif d'amortissement de torsion selon l'invention,
- la figure 2 est une vue en coupe selon M-Il du dispositif de la figure 1,
- la figure 3 est une vue schématique partielle de sièges selon l'invention installés dans un dispositif d'amortissement de torsion en état de repos, - la figure 4 est vue de détail d'un siège de la figure 3.
- la figure 5 est une vue schématique similaire à la figure 3, le dispositif étant en état de débattement maximal, et,
- la figure 6 est une vue schématique similaire aux figures 3 et 5, le dispositif subissant des forces centrifuges.
En référence aux figures 1 et 2, un dispositif d'amortissement de torsion 1 se présente, ici à des fins illustratives, sous la forme d'un double volant amortisseur. Le double volant amortisseur 1 comporte un premier volant 2, ou volant primaire, servant d'élément d'entrée au dispositif, ainsi qu'un deuxième volant 5, ou volant secondaire, servant d'élément de sortie du dispositif. Les deux volants 2 et 5 sont montés coaxiaux l'un par rapport à l'autre autour d'un axe de rotation X du double volant amortisseur. Les deux volants 2 et 5 sont de plus montés rotatifs l'un par rapport à l'autre à rencontre de moyens amortisseurs comportant, ici, des ressorts 10 ainsi que des moyens d'interfaçage 100,3,4 avec les deux volants. Plus précisément, dans le mode de réalisation illustré, les moyens d'interfaçage comprennent des sièges de ressorts 100 placés aux extrémités des ressorts, d'une part, et, d'autre part, des éléments de guidage 3 encadrant un voile 4. Les éléments de guidage 3, ici se présentant sous la forme de plots, sont fixés sur le volant primaire 3, alors que le voile 4 est lié au volant secondaire 5. Chaque siège 100 est apte à coopérer avec les éléments de guidage 3 et/ou le voile 4 selon une liaison pivot. Nous allons maintenant décrire plus en détail l'agencement des moyens d'interfaçage précités, dont le siège de ressort 100, selon un mode préféré de réalisation de l'invention, en référence aux figures 3 et 4.
Le siège 100 comporte un disque circulaire, de faible épaisseur par rapport à un diamètre, comprenant deux faces : une face frontale 102, face apte à coopérer, ici, avec une extrémité des ressorts 10, et une face dorsale 101 adossée à la face frontale 102 de l'autre coté du disque circulaire. La face dorsale 101 définie un plan P, appelé plan du siège 100, sensiblement perpendiculaire à un axe A du disque circulaire. S'étendant en saillie de la face dorsale 101, le siège 100 comporte un tronçon de barreau 103 s'étendant sensiblement parallèlement le long d'un diamètre du disque circulaire du siège 100.
De manière générale, le tronçon de barreau 103 est de forme prismatique dont la base repose sur la face dorsale 101 , sensiblement dans le plan P, et dont le sommet est arrondi. Le sommet comporte une surface 131 de section sensiblement circulaire de centre C et de rayon R. Le centre C est situé à une distance d du plan P. Selon l'invention, la distance d présente une valeur sensiblement non égale à zéro. Ensuite, les deux cotés 132 de la forme prismatique comprennent chacun une surface quasi plane présentant, en section, une largeur L. les deux cotés 132 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. Enfin le raccordement entre chacun des cotés 132 et la face dorsale 101 est réalisé par un congé 133 présentant un rayon Rc.
Comme cela est illustré aux figures 3 et 4, la face dorsale 101 et le tronçon de barreau 103 sont aptes à être reçus dans un logement 9 prévu à cet effet dans les moyens de guidages 3 et le voile 4 du dispositif d'amortissement de torsion. Il est à noter que seule une silhouette de ce logement est illustrée aux figures précitées. Sur cet exemple, le logement 9 du voile 4 a un contour fermé tandis que les logements 9 des moyens de guidage 3 ont un contour ouvert dans leur partie radiale extérieure. De manière générale, le logement 9 est sensiblement complémentaire avec la partie du siège décrite ci-dessus avec laquelle il est amené à coopérer. Pour cela, le logement 9 comporte un évidement 8 dont un fond concave comporte une surface 231 de section sensiblement circulaire puis de deux parois latérales quasi planes 232 sensiblement non parallèles entre elles. Ainsi l'évidement 8 présente une forme prismatique sensiblement complémentaire de la forme prismatique du tronçon de barreau 103 précédemment décrite et apte à être reçu dans ledit évidement 8. Ainsi, le logement 9 et le siège 100 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 8, le logement 9 présente un premier bord 201 et un deuxième bord 202, tous deux sensiblement plans et tous deux reliés à la paroi 132 respective de l'évidement 8 par un congé arrondi 233. Ces deux bords 201 et 202 jouent un rôle de butée vis-à-vis du siège 100 lors de la mise en œuvre de la liaison pivot. En effet, la face dorsale 101 est apte, lors de cette mise en œuvre, à venir en appui soit sur le premier bord 201, soit sur le deuxième bord 202. les deux bords 201 et 202 peuvent ne pas être parallèles l'un par rapport à l'autre. Dans le cas présent, le bord 202 est orienté sensiblement selon un diamètre D du dispositif d'amortissement de torsion. Alors que le bord 201 est orienté sensiblement selon une perpendiculaire à une corde matérialisée par l'axe A du ressort 10 lorsque le dispositif d'amortissement de torsion est au repos ou qu'il n'y a pas de débattement entre les moyens de guidage 3 et le voile 4, ni de force centrifuge s'exerçant sur les ressorts 10, les déformant. Une telle situation est visible sur la figure 3.
Comme nous l'avons mentionné précédemment, le siège de ressorts 100 est destiné à être positionné à une extrémité des ressorts 10, cette extrémité venant alors en appui sur la face frontale 102 du siège 100. Pour assurer un bon positionnement relatif de l'extrémité des ressorts 10 sur le siège 100, la face frontale 102 de ce dernier comporte, ici, des gradins 104, 105, 106 s' étendant en saillie de ladite face frontale 102. Une valeur d'un diamètre externe des gradins est sensiblement égale à une valeur d'un diamètre interne des ressorts qu'ils positionnent. Dans le cas illustré aux figures, les ressorts 10 sont au nombre de trois, positionnés de manière coaxiale les uns par rapport aux autres et, par conséquent, les gradins sont aussi au nombre de trois. Le premier gradin 104 permet de positionner le ressort 11. Ce gradin 104 présente donc une valeur de diamètre externe sensiblement égale à une valeur de diamètre interne du ressort 11. L'extrémité de ce dernier vient directement en appui sur la face frontale 102 du siège 100.
Le deuxième gradin 105 permet de positionner le ressort 12. Ce gradin 105 présente donc une valeur de diamètre externe sensiblement égale à une valeur de diamètre interne du ressort 12. Le gradin 105 s'étend en saillie d'une face quasi plane sensiblement parallèle à la face frontale 102, face formant le sommet du gradin 104. L'extrémité du ressort 12 vient en appui sur cette face.
Il en va de manière similaire pour le troisième gradin 106 positionnant, quant à lui, le ressort 13. le gradin 106 s'étend en saillie d'une face quasi plane sensiblement parallèle à la face frontale 102, face formant le sommet du gradin 105. L'extrémité du ressort 13 vient en appui sur cette face. Nous allons maintenant décrire le fonctionnement du mode préféré de l'invention en référence aux figures 3, 5 et 6.
Comme nous l'avons vu précédemment, la figure 3 illustre l'état du dispositif d'amortissement de torsion selon l'invention au repos ou l'état de ce même dispositif sans débattement angulaire entre les moyens de guidage 3 et le voile 4, ni force centrifuge s'exerçant sur les ressorts.
Le dispositif d'amortissement de torsion comporte une fenêtre 6 qui présente un bord externe 7 de forme sensiblement circulaire dont le centre est quasi confondu avec l'axe X dudit dispositif d'amortissement de torsion, ainsi que de deux logements 9 en regard l'un de l'autre formant chacun un coté radiale de la fenêtre 6. La fenêtre 6 présente une symétrie en miroir par rapport à un axe médian matérialisé par l'axe vertical passant par X sur la figure 3.
Dans cette fenêtre 6, est positionné un ensemble comportant les ressorts 10 aux extrémités desquelles est monté un siège 100 respectif, la face frontale 102 de chaque siège 100 étant en regard l'une de l'autre, le tronçon de barreau 103 de chaque siège 100 de l'ensemble ainsi constitué étant dans l'évidement 8 respectif de la fenêtre 6. Il est à noter que dans cette position, la face dorsale 101 de chacun des sièges 100 est en appui de butée avec le bord 201 associé du logement 9 respectif.
En figure 5, est illustré un état du dispositif d'amortissement de torsion dans lequel le débattement angulaire 2. a entre les moyens de guidage 3 et le voile 4 est maximal. En effet, les ressorts 10, qui sont ici des ressorts de compression, ont leurs spires qui sont devenues jointives (au moins l'un des ressorts). Il est à noter que les sièges 100 sont bien positionnés dans leur logement 9 respectif. Par rapport à l'état du dispositif d'amortissement de torsion de la figure 3, chaque siège 100 a effectué un pivotement qui a rompu l'appui de la face dorsale 101 sur le bord 201 du logement 9 : le pivotement dû à la liaison pivot entre le tronçon de barreau 102 et le logement 9 s'est effectué autour d'un axe sensiblement parallèle au tronçon de barreau 103 et passant sensiblement par le point C et ce, jusqu'à ce que le coté 132 du tronçon de barreau 103 vienne en contact avec la paroi 232 de l'évidement 8 du logement 9.
A la figure 6, le pivotement des sièges 100 dans leur logement 9 respectif se poursuit, les sièges étant entraînés dans ce pivotement par la déformation des ressorts 10 auxquels ils sont reliés sous l'effet des forces centrifuges. Si le débattement entre les moyens de guidage 3 et le voile 4 diminue et devient quasiment nul (comme l'illustre la figure 6), les ressorts 10 déformés viennent épouser le bord externe 7 de la fenêtre 6, les spires venant en appui sur le bord externe 7. Dans ce pivotement, le coté 132 du tronçon de barreau 103 de chaque siège 100 se met à rouler sur une partie du congé 233 du logement 9 associé jusqu'à ce que la face dorsale 101 vienne en appui sur le bord formant butée 202 dudit logement 9 associé, le tronçon de barreau restant ainsi logé dans son évidement 8 associé. Ainsi le siège 100 n'est pas éjecté de son logement 9.
Il est à noter que, lors d'essais de configurations présentant des valeurs différentes des paramètres d, L, R ,Rc et α, les conditions optimum de fonctionnement étaient obtenues lorsque les valeurs des paramètres vérifiaient sensiblement l'équation :
, . 1 , sin(cϋ) - l „
L = R.tan(a) + .d + — — — .Rc cos(ctr) cos(ctr)
Bien entendu, on pourra apporter à l'invention de nombreuses modifications sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. Par exemple, bien qu'illustré par un double volant amortisseur, le dispositif d'amortissement de torsion selon l'invention peut être, une friction d'embrayage, un amortisseur de torsion seul, un amortisseur de torsion intégré au sein d'un convertisseur de couple pour une boite de vitesse automatique. Le dispositif d'amortissement de torsion peut être utilisé aussi en relation avec un double embrayage, une boite de vitesse robotisée, un volant flexible seul ou primaire de double volant amortisseur.
Dans une variante de réalisation de l'invention, le siège 100 des ressorts peut être obtenu par usinage, forgeage, matriçage, par moulage d'un métal ou d'une matière synthétique, par la technologie des poudres compressées.

Claims

REVENDICATIONS
1. Siège (100) destiné à être placé sur une extrémité de ressorts (10, 11 ,12 ,13), notamment d'un dispositif d'amortissement de torsion pour un véhicule automobile, comportant :
- une face frontale (102) apte à coopérer avec l'extrémité des ressorts ;
- une face dorsale (101) définissant un plan P adossé à la partie frontale ; et,
- un tronçon de barreau (103) s'étendant en saillie de la face dorsale et présentant sur une surface (131) une section sensiblement circulaire de centre (C), tronçon de barreau apte à être un élément d'une liaison pivot, caractérisé en ce que, un axe du tronçon de barreau passant par le centre (C) du tronçon de barreau s'étend à une distance (d) prédéterminée non sensiblement égale à zéro du plan P.
2. Siège selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le tronçon de barreau comporte une surface arrondie (131) formant un sommet du tronçon de barreau.
3. Siège selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le tronçon de barreau comporte au moins deux cotés (132) sensiblement plans.
4. Siège selon la revendication 3, caractérisé en ce que, les cotés sont les cotés d'une forme prismatique formant le tronçon de barreau, s'éloignant l'un de l'autre en direction de la face dorsale.
5. Siège selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le tronçon de barreau comporte un congé (133) avec la partie dorsale du siège.
6. Siège selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un gradin (104, 105, 106) s'étendant en saillie de la face frontale, apte à coopérer avec l'extrémité de ressorts.
7. Dispositif d'amortissement de torsion, notamment pour un véhicule automobile, comportant deux parties coaxiales (2, 5) montées rotative l'une par rapport à l'autre à rencontre de moyens amortisseurs (10, 11 , 12, 13, 3, 4, 100) comprenant des ressorts (10, 11 , 12, 13) et des moyens d'interfaçage (3, 4, 100) des ressorts avec les parties coaxiales, caractérisé en ce que les moyens d'interfaçage comportent au moins un siège (100) selon l'une des revendications 1 à 6.
8. Dispositif d'amortissement de torsion selon la revendication 7, caractérisé en ce que, les moyens d'interfaçage comportant des moyens de guidage (3) liés à l'une des parties coaxiales et un voile (4) lié à l'autre des parties coaxiales, le siège est apte à coopérer avec les éléments de guidage et/ou le voile selon une liaison pivot.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les éléments de guidage et le voile comporte au moins un logement (9) présentant un évidement (8) sensiblement complémentaire du tronçon de barreau du siège pour réaliser la liaison pivot.
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le logement présente au moins un bord (201 , 202) apte à venir en contact de butée avec la face dorsale du siège lors d'une mise en œuvre de la liaison pivot.
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