WO2019058057A1 - Dispositif d'amortissement de torsion a amortisseur principal et amortisseur additionnel - Google Patents

Dispositif d'amortissement de torsion a amortisseur principal et amortisseur additionnel Download PDF

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WO2019058057A1
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WO
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rotating element
springs
additional
main
threshold
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PCT/FR2018/052292
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Olivier Marechal
Didier BAGARD
David DENIZOT
Pierre BOUCHENY
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Valeo Embrayages
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    • F16F15/1292—Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system using elastic members or friction-damping members, e.g. between a rotating shaft and a gyratory mass mounted thereon characterised by friction-damping means characterised by arrangements for axially clamping or positioning or otherwise influencing the frictional plates

Definitions

  • the invention relates to the field of torque transmission in motorized devices and relates to a torsion damping device for a vehicle transmission chain.
  • Motorized vehicles generally include such torsion damping devices that can be integrated in various elements of the transmission chain.
  • a dual flywheel flywheel, a clutch disk, or a torque limiter may include a torsion damping device for filtering engine acyclisms and other torsional oscillations.
  • This filtering is typically carried out by one or more torsion dampers which are spring-damping assemblies working in torsion and, during the transmission of torque, a relative rotational movement of a first rotating element for transmitting a torque. , coupled upstream of the transmission chain, and a second rotational torque transmission element, coupled downstream of the transmission chain.
  • the relative rotation may be permitted by springs and the damping may be achieved by a friction device provided with friction washers loaded axially by spring washers, so as to dissipate by friction a part of the energy accumulated in them. springs.
  • the torque opposing a relative rotation of the two rotating elements is a function of the angle of this relative rotation according to a characteristic curve of each torsion damping device.
  • the invention aims to improve the torsion damping devices of the prior art by providing such a device whose characteristic curve is flexible.
  • the invention provides a torsion damping device for a vehicle transmission chain, comprising: a first rotating element for transmitting a torque;
  • a main damper comprising at least one main spring interposed between the first rotating element and the second rotating element, and allowing, when deformed, a relative rotation about an axis of rotation between the first and second rotating elements.
  • the torsion damping device further comprises:
  • a third rotational element for transmitting the rotatably mounted torque with respect to the first and second elements rotating about said axis of rotation; an additional damper comprising at least one additional spring mounted both in the first rotating element and in the third rotating element; the second and third rotating elements respectively comprising a first abutment and a second complementary abutment, arranged so that: when the angular deflection between the first and second rotating elements is greater than zero and less than a first angular deflection threshold between the first and second rotating elements, second rotating elements from a relative angular position of rest of the first and second rotating elements for which no torque is transmitted, said at least one main spring is compressed while the third rotating element is coupled in rotation with the first rotating element via the additional spring uncompressed; and when the angular displacement between the first and second rotating elements is greater than said first threshold, the first abutment and the second complementary abutment bear against each other, the or at least one main spring being compressed and the at least one additional spring being compressed in parallel between the first rotating element and the third
  • the additional spring allows the first element to drive the third element in rotation relative to the second element, without deformation of the spring; and when the angular displacement between the first and second rotating elements, from a relative angular position of rest of the first and second rotating elements for which no torque is transmitted, is greater than zero and greater than a first threshold, the first stop and the second complementary stop are in abutment against each other and the at least one additional spring deforms in parallel with the main spring between firstly the first rotating element and secondly the second rotating element via the third element turning.
  • the prestressing of a spring designates the fact that this spring is mounted in one or more housings which are smaller than the initial length of the spring, the latter thus exerting, by its elasticity, a force against the walls of the housings;
  • the compression of a spring means that the spring is compressed by bringing two moving parts together.
  • the prestressing of a spring is therefore effective even when the torsion damping device is at rest, without any torque being transmitted.
  • the compression of a spring it only takes place during transmission torque, movable parts relative to each other, change the configuration of the housing of the springs and compress it.
  • a torsion damping device has, for a relative rotation of the first and second rotating elements from an angular rest position dampers for which no torque is transmitted to a position of end of stroke shock absorbers , two phases of operation:
  • the main damper being arranged to be deformed at the during this first phase while the third rotating element is adapted to be rotated by the first rotating element, without deformation of the additional spring, through the additional spring;
  • Such a device advantageously replaces a limit stop between the first and second rotating elements while avoiding any mechanical shock and associated vibrations.
  • This second phase of operation is particularly advantageous in the case of a main damper with large clearance, for example more than 30 degrees of angular stroke damping.
  • the torsion damping device may comprise the following additional features, alone or in combination: the first rotating element comprises at least one additional housing and in that the third rotary element comprises at least one second additional housing, the at least one a first and second additional housing being arranged axially vis-à-vis so that the at least one additional spring is inserted in these housing vis-à-vis; -
  • the first rotating element comprises at least one radially extending arm and arranged circumferentially between two main springs, one of said first additional housing being formed on the arm;
  • the first rotating element comprises at least one arm extending radially, a main spring being in circumferential bearing directly or indirectly against this arm, a second additional housing being formed on this arm;
  • the at least one main spring and the at least one additional spring are arranged so that at least a portion of the additional spring is located radially in the same plane perpendicular to said axis as a portion of the main spring.
  • the additional additional spring as a whole is radially in the same plane perpendicular to said axis as a portion of the main spring;
  • the at least one main spring comprises an outer radial edge and an inner radial edge and the at least one additional spring is arranged at least partly in a torus centered on said axis and delimited radially by the inner and outer radial edges of the at least one a main spring;
  • the main damper comprises at least two main springs and an additional spring is arranged circumferentially between two main springs;
  • the main damper comprises at least two groups of main springs, the main springs being arranged in series in each group, and an additional spring is arranged circumferentially between two groups of main springs;
  • the main springs are arranged in series in each group via a phasing element, connecting in each group two consecutive main springs arranged in series;
  • the main springs of the main damper are distributed in a first stage of springs and a second stage of springs, the first stage of springs and the second stage of springs being arranged in series via a phasing element, the torsion damping device being arranged so that when the angular displacement between the first rotating element and the second rotating element reaches a third angular displacement threshold between the first rotating element and the second element rotating from a relative angular position of rest taken by the second rotating element and the first element when no torque is transmitted, the second stage of springs ceases to compress.
  • the angular stiffness of the damper can be increased.
  • the stiffness of the main damper doubles when the angular displacement between the first rotating element and the second rotating element increases beyond the third threshold. This can in particular reduce the size of the additional spring or reduce the quality of its wire.
  • the torsion damping device is arranged so that the second stage of springs ceases to compress when the angular displacement between the first rotating element and the second rotating element increases beyond the third threshold.
  • the torsion damping device is arranged so that the second stage of springs ceases to compress for any angular displacement between the first rotating element and the second rotating element greater than the third threshold.
  • the torsion damping device is arranged so that the first stage of springs continues to compress when the angular displacement between the first rotating element and the second rotating element exceeds the third threshold.
  • the second stage of springs ceases to compress when the angular displacement between the phasing element and the second rotating element reaches a fourth threshold of angular displacement between the phasing element and the second element rotating from a relative angular position of rest taken by the phasing element and the second rotating element when no torque is transmitted.
  • the third threshold of angular displacement between the first rotating element and the second rotating element is less than or equal to the first angular displacement threshold between the first and second rotating elements.
  • the third angular displacement threshold between the first rotating element and the second rotating element is less than or greater than the first angular displacement threshold between the first and second rotating elements.
  • the angle separating the first angular deflection threshold (A1) and the third angular displacement threshold (A3) is advantageously less than 10 degrees, preferably less than 5 degrees. This makes it possible to generate a connection slope and to create a transition between the angular stiffness of the start of the stroke and the angular end-of-stroke stiffness.
  • the third threshold of angular displacement between the first rotating element and the second rotating element is less than or equal to the first angular displacement threshold between the first and second rotating elements.
  • the second stage of springs comprises coil springs and the second stage of the main damper is arranged so that the springs of the second stage reach their compression limit, in particular with their contiguous turns, when the angular displacement between the first element rotating and the second rotating element reaches the third threshold.
  • the second rotating element and the phasing element respectively comprise a third abutment and a fourth abutment, arranged so that: when the angular displacement between the first rotating element and the second rotating element reaches a third threshold of angular displacement between the first and second abutments, rotating element and the second element rotating from a relative angular rest position taken by the second rotating element and the first element when no torque is transmitted, the third stop and the fourth stop are in abutment against each other and the second stage of springs ceases to compress when the angular clearance between the first rotating element and the second rotating element increases beyond the third threshold.
  • the third stop is formed by a tab integral in rotation with the second rotating element. This tab can extend axially.
  • the fourth stop is formed by a tab integral in rotation with the phasing element. This tab can extend radially.
  • the angular stiffness of the first stage of springs is different from the stiffness of the second stage of springs.
  • said first threshold is between 15 and 65 degrees, preferably between 25 and 50 degrees;
  • the device comprises an angular limit stop limiting the relative angular displacement between the first and second rotating elements, and in that the angle separating said first threshold from the angular end position is between 3 and 15 degrees. preferably between 3 and 10 degrees;
  • the ratio of the stiffness of the additional damper to the stiffness of the main damper is between 2 and 10, preferably between 3 and 8, for example 4 or 5.
  • the angular stiffness of the main damper is of about 3 Nm / ° and the angular stiffness of the additional damper is between 10 Nm / ° and 15 Nm / °, for example between 12 Nm / ° and 15 Nm / °, for example 14 Nm / °.
  • one of the first rotating element and the second rotating element is rotatably coupled to a friction disc and the other one of the first rotating element and the second rotating element is rotatably coupled with a hub;
  • the third rotating element comprises two additional guide washers arranged on either side of the first rotating element and maintaining the additional springs axially
  • the second rotating element comprises two main guide washers holding the main springs axially, each guide washer; additional being arranged axially between the first rotating member and a main guide washer;
  • said second stop is formed by at least one radial tongue disposed on each additional guide washer
  • said first and second complementary abutments are arranged radially outside the main springs.
  • Another object of the invention is a torsion damping device for a vehicle transmission chain, comprising:
  • a first rotary torque transmission element provided with a first housing
  • a second torque transmission rotating element provided with a second housing
  • an elastic device interposed between the first rotating element and the second rotating element, and allowing, when deformed, relative rotation about an axis of rotation between the first and second rotating elements, the elastic device comprising at least one spring which is mounted in both the first housing and the second housing;
  • a friction device comprising:
  • An elastic washer arranged between the axial support and the friction washer so as to exert an axial force on the friction washer in the direction of the second rotating element;
  • An actuating washer comprising an actuating lug arranged circumferentially between a first end of said spring and the first rotating element so as to allow relative rotation between the actuating washer and the second rotating element when the first end of the spring is moved by the first rotating member, via the actuating tab, towards a second end of the spring opposite the first end;
  • the actuating washer being able to drive the friction washer in rotation so that, when the actuating washer (32) and the second rotating element (10) rotate relative to one another, the washer friction rubs directly or indirectly against the second rotating element.
  • the torsion damping device may have the following additional characteristics, alone or in combination:
  • the actuating washer comprises at least one axial finger cooperating with a notch of the friction washer, to ensure the drive of the friction washer by the actuating washer;
  • the actuating washer comprises at least one axial finger coupled with a notch of the friction washer
  • a circumferential clearance is present between the axial finger and the circumferential ends of the notch of the friction washer.
  • the circumferential clearance can be from 3 to 5 degrees; the actuating washer comprises an annular portion connecting the actuating tab and the axial finger, and the second rotating element comprises an annular friction surface against which the friction washer is pressed, the annular portion of the actuating washer; on the one hand, and the spring washer, the axial support, and the friction washer on the other hand being disposed on either side of the annular friction surface of the second rotating element;
  • the annular portion of the actuating washer is mounted between the first rotating element and the annular friction surface with an axial clearance allowing rotation of the actuating washer with respect to the first rotating element;
  • the friction device is arranged so that the washer presses the friction washer against the second rotating element without pressing the annular portion of the actuating washer against the first rotating element. This allows a relative rotational movement between the first rotating element and the activation washer, so that the friction washer is not driven by the first rotating element when the second end of the spring is compressed by the first rotating element. direction of the first end of the spring.
  • the friction generated by the friction washer is obtained only for a torque transmission direction, for example from the gearbox input shaft towards the engine;
  • the annular portion of the actuating washer can be mounted between the first rotating element and a third rotating torque transmission element, rotatable about the axis, also with an axial clearance allowing the rotation of the washer of actuation relative to the first rotating element;
  • the second rotating element comprises a groove through which the axial finger passes through the second rotating element
  • the axial support is formed of a collar integral with the second rotating element, the spring washer and the friction washer being disposed between this collar and the annular friction surface of the second rotating element;
  • the friction device comprises an intermediate washer interposed between the spring washer and the friction washer;
  • the axial finger is distant from the spacer washer
  • the annular portion of the actuating washer is arranged axially between the first rotating element and the second rotating element;
  • the elastic device comprises at least two groups of springs, the springs being arranged in series in each group by means of a phasing element, connecting the ends of the springs within a group of springs;
  • one of the first rotating element and the second rotating element is rotatably coupled with a torque input element and the other of these elements is coupled in rotation with a torque output element.
  • the actuating washer further comprises an angular stop and the second rotating member comprises a complementary abutment, the angular abutment and the complementary abutment being arranged so that the actuating washer is rotatably coupled to the second rotating element when the second rotating member compresses the first end of the spring towards the second end of the spring opposite the first end.
  • the friction generated by the friction washer is obtained only for a direction of torque transmission, for example from the gearbox input shaft towards the engine, the stop preventing the activation washer to rotate relative to the second element rotating in the other direction of torque transmission, for example from the engine to the gearbox input shaft;
  • an axial finger coupling the actuation and friction washers forms said angular stop and the groove forms said complementary abutment;
  • the angular stop is arranged on the actuating tab of the actuating washer and the complementary abutment is arranged on the second housing of the second rotating element so that the actuating tab is inserted circumferentially between the first end of the spring and a bearing surface of the second housing; in an angular position of rest taken by the device when no torque is transmitted, the at least one spring is mounted in said first and second housings so that its ends are simultaneously supported against a first zone supporting the first housing and secondly a second support zone of the second housing;
  • the elastic device comprises at least two springs, the spring cooperating with the actuating tab of the actuating washer being an offset action spring, a circumferential clearance being left between the actuating tab and the first end of the spring in the angular position of rest of the damping device.
  • the friction can be obtained with a "delay effect”.
  • the elastic device comprises four springs and the actuating washers comprises two actuating tabs and two spring each cooperate with an actuating tab of the actuating washer, these two springs being a spring to shifted action, a circumferential clearance being left between each actuating tab and the first end of each spring acting offset in the angular position of rest of the damping device.
  • the invention also relates to a vehicle transmission chain comprising a friction disk coupled to one of the first rotating element and the second rotating element and a hub coupled in rotation with the other one of the first rotating element and the second rotating element.
  • the transmission chain comprises a wheel adapted to be mounted on a crankshaft, and a torque transmission mechanism, such as a torque limiter or a clutch mechanism arranged to transmit a torque between the steering wheel. and the friction disc.
  • a torque transmission mechanism such as a torque limiter or a clutch mechanism arranged to transmit a torque between the steering wheel. and the friction disc.
  • FIG. 1 is an exploded view of a torsion damping device according to the invention
  • FIG. 2 is a front view of the device of FIG. 1
  • - Figure 3 is a view according to section AA of Figure 2;
  • FIG. 4 is a view similar to FIG. 2, showing the interior of the device
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating the operation of the torsion damping device according to the invention.
  • FIG. 6 is a characteristic curve corresponding to the diagram of FIG. 5;
  • FIG. 7 is a front view of the torsion damping device of FIG. 1 illustrating the first phase of operation of the damping device;
  • - Figure 8 is a front view of the torsion damping device of Figure 1 illustrating the second phase of operation of the damping device;
  • FIG. 9 shows the torsion damping device of Figures 1 and 2 mounted in a torque limiter of a vehicle.
  • - Figure 10 schematically shows a second embodiment of the invention.
  • FIG. 1 represents a torsion damping device, coupled to a friction disk 2 of a torque limiter (not shown in FIG. 1) intended, in normal operation, to transmit torque while rotating about an axis X and to limit this transmission when this couple exceeds a certain value.
  • a torque limiter not shown in FIG. 1
  • the X axis of rotation determines the "axial” orientation.
  • the "radial” orientation is directed orthogonally to the X axis.
  • the “circumferential” orientation is directed orthogonally to the X axis of rotation and orthogonal to the radial direction.
  • the terms “external” and “internal” are used to define the relative position of one component relative to another, with reference to the axis X of rotation, a component close to said axis is thus described as internal as opposed to an external component located radially at the periphery.
  • the angles and angular sectors expressed are defined in relation to the axis of rotation X.
  • the damping device 1 comprises:
  • a peripheral torque transmission member here constituted by a friction disc 2 on either side of which are fixed two friction linings 3 by a first set of rivets 4;
  • a central torque transmission member here constituted by a hub 5.
  • the friction disk 2 is fixed by a second set of rivets 6 to a first rotating torque transmission member which is constituted by a disc called “sail” 7.
  • the hub 5 is fixed by a third set of rivets 8 to a second rotary torque transmission member which is constituted by a pair of discs called "guide washers” 9, 10.
  • a first guide ring 9 is fixed against a side of the hub 5 while a second guide ring 9 is fixed against an opposite side of the hub 5.
  • the guide washers 9, 10 each comprise four angular stops 39 disposed on the periphery of the washer in two perpendicular diameters, the four angular stops 39 of each guide ring 9, 10 being disposed in with respect to the four angular stops 39 of the other guide ring 9, 10.
  • damping device comprises a torsion damping device interposed between the web 7 and the guide washers 9, 10 so that the web 7 on the one hand, and the guide washers 9, 10 on the other hand, can rotate relative to each other by squeezing the damping device.
  • the damping device 1 is intended to be mounted in a torque transmission chain, for example between an engine and the wheels of a vehicle, so that the friction disk 2 and its linings 3 are pressed by means of a pressure disc loaded elastically, against a support disk mounted integral with a flywheel; and so that the hub 5 is connected to a transmission shaft.
  • the motor element rotates the friction linings 3 and thus the web 7 which is integral therewith.
  • the web 7 compresses the damping device which transmits the torque to the guide washers 9, 10 and thus to the hub 5 which is integral therewith.
  • the damping device By transmitting the torque between the web 7 and the guide washers 9, 10, the damping device, by its elastic and frictional properties, filters the passage acyclisms and other undesirable twisting movements.
  • the damping device further comprises a first limit stop and a second complementary end stop allowing the torque to be transmitted directly from the friction linings 3 to the hub 5, bypassing the torsion damping device. beyond a predetermined angle of relative rotation between the web 7 and the guide washers 9, 10.
  • the first limit stop consists here of external teeth 11 arranged around the periphery of the hub 5 and the second complementary end stop is constituted by internal teeth 12 at the center of the web 7.
  • the torsion damping device comprises a main damper and an additional damper.
  • the main damper comprises: four springs 13 arranged circumferentially;
  • a phasing element of the springs 13 comprising two spacers 15 mounted diametrically opposite between two phasing discs 16.
  • the web 7 and the guide washers 9, 10 each comprise openings for mounting the springs 13 defining two housings, each for a pair of springs 13.
  • the housings of the veil 7 each have a first bearing zone 19 and a second opposite bearing zone 20.
  • the housings of each guide ring 9, 10 each have a first bearing zone 21 and a second bearing zone 20 opposite.
  • the damping device further comprises a third rotational torque transmission element which is, in the present example, constituted by two identical additional guide washers 23 mounted on either side of the web 7 and secured by two spacers 24.
  • the additional damper comprises two additional springs 25 each arranged in an additional housing of the web 7.
  • the web 7 has for this purpose two arms 43 diametrically opposed and each carrying one of these housings.
  • the main springs 13 are mounted between the arms 43.
  • the additional guide washers 23 also comprise housings for mounting the additional springs 25.
  • the additional housings of the veil 7 each comprise a first zone.
  • additional support 26 and a second additional support zone 27 each comprise a first additional support zone 37 and a second additional support zone 38.
  • the damping device 1 also comprises a friction device for dissipating the energy of the springs and to avoid oscillation phenomena.
  • the friction device comprises an axial support 28 fixed against the second guide ring 10 by the third set of rivets 8. Between the axial support 28 and the second guide ring 10 are arranged: a friction washer 29; an intermediate washer 30; and an elastic washer 31, the latter applying a load on the friction washer 29 via the intermediate washer 30.
  • an actuating washer 32 is provided on the other side of the second guide washer 10 and has two actuating tabs 33 and four axial fingers 34.
  • the actuating washer 32 is mounted so that the four axial fingers 34 pass through four corresponding grooves 35 formed in the second guide ring 10.
  • the four axial fingers 34 are each inserted into a notch 36 of the friction washer 29.
  • the actuating washer 32 is thus coupled in rotation to the friction washer 29.
  • the actuating washer 32 is also mounted against the veil 7 so that the actuating tabs 33 each bear one of the first bearing zones 19 of the veil 7.
  • the mounting of the main springs 13 is shown in the front view of FIG. 2.
  • the right diameter of the disc 1 comprises a first pair of main springs 13 connected in series, and the right diameter of the figure comprises a second pair of main springs. 13 mounted in series.
  • This Figure 2 shows the disk 1 in the state of rest, that is to say when it transmits no torque, its springs are not solicited.
  • Each spring 13 is mounted, at one of its ends, in a nozzle 14 and, at the other of its ends, against a spacer 15.
  • Each nozzle 14 is supported astride the web 7 and the two guide rings 9 , 10, and is therefore resting on three support zones: a support zone of the web 7 and a bearing zone of each guide washer 9, 10.
  • each pair of spring 13 is mounted between two end-pieces 14, one of which simultaneously bears on the first support zone 19 of the web 7 and on the first support zone 21 of each guide washer 9, 10, and the other end-piece 14 simultaneously rests on the second bearing zone 20 of the web 7 and the second bearing zone 22 of each guide washer 9, 10.
  • the springs 13 are thus, in pairs, prestressed between the first bearing zones 19, 21 and the second bearing zones 20, 22.
  • the insert 15 rotatable about the X axis by disks Phasing, the series of springs 13 of a pair, as well as the phasing, ie the angular coordination of a pair with the other.
  • the sectional view of FIG. 3 shows the stack of parts within the damping device 1.
  • the two additional guide washers 23 are disposed on either side of the web 7, the actuating washer 32 being disposed between the web 7 and one of these additional guide washers 23.
  • the phasing discs 16 are arranged on both sides of the two additional guide washers 23, while the two guide washers 9, 10 are arranged on either side of the assembly. Only the friction device is located axially outside the guide rings 9, 10, thanks to the axial support 28.
  • FIG. 4 shows the disk 1 of FIG. 2 without the first guide ring 9, showing the arrangement of the springs 13, 25, of the web 7, and of the additional damper 25.
  • the additional springs 25 are mounted similarly to the main springs 13, straddling the web 7 and the additional guide washers 23.
  • Each additional spring 25 is thus prestressed between, on one side, a simultaneous support on the first zone d additional support 26 of the web 7 and on the first two additional support zones 37 of the two additional guide washers 23, and, on the other side, a simultaneous support on the second additional support zone 27 of the web 7 and on the second two additional support zones 38 of the two additional guide washers 23.
  • the dimension, in the radial direction, of the housing of the additional guide washers 23 is slightly less than that of the additional housings of the web 7 so that an additional spring 25 is mounted astride the web 7 and is contained in on both sides of the web 7 by the additional guide washers 23.
  • the additional guide washers 23 have on their radial ends tongues 40 on which the spacers 24 are fixed.
  • the friction disk 2 comprises two diametrically opposed notches 41 and the web 7 has two diametrically opposite notches 42, the notches 41, 42 being opposite one another.
  • These indentations 41, 42 allow a relative rotation of the additional guide washers 23 and the web 7, the angular travel allowed by the additional springs 25.
  • FIG. 5 is a block diagram in which the left part of the figure represents the web 7 and the right part represents the guide washers 9, 10. The figure shows the following elements:
  • FIG. 5 can thus be compressed between a rest position which is that represented in the figure, in which the springs are not stressed, and an end-of-stroke position, at the end of a stroke A2, in which the stops 11 and 12 are in contact.
  • the damping device works in a first mode operating mode where the springs 13 are compressed and therefore where only the main damper works.
  • the stops 39 and 40 come into mutual contact and the springs 25 then begin to be compressed, in parallel with the springs 13. This is then a second phase of operation which continues until at the end of the race A2. Beyond the stroke A2, the dampers remain compressed but the torque can be transmitted directly between the sail 7 and the guide washers 9, 10.
  • Figure 6 illustrates the evolution of the return torque (ordinate) exerted by the torsion damping device according to the relative rotation angle (abscissa) between the web 7 and the guide washers 9, 10.
  • the curve has two slopes corresponding to the two operating modes described above.
  • FIG. 7 indeed illustrates the disc 1 with a relative angular travel between the web 7 and the guide washers 9, 10 which corresponds to the angular stroke A1.
  • FIG. 7 illustrates the disk 1 in the position it adopts when a pair C1 is applied between the web 7 and the guide washers 9, 10.
  • FIG. 8 illustrates the disk 1 with a relative angular travel between the web 7 and the guide washers 9, 10 which corresponds to the angular stroke A2.
  • FIG. 8 illustrates the disk 1 in the position it adopts when a torque greater than or equal to the torque C2 is applied between the web 7 and the guide washers 9, 10.
  • the disc 1 thus takes the configuration of Figure 7.
  • Figure 7 corresponds to the end of the first phase of operation.
  • the first bearing zones 21 of the guide washers 9, 10 are each offset angularly with respect to the first bearing zone 19 corresponding of the veil 7, an angle equal to the angular stroke A1.
  • the second bearing zones 22 of the guide washers 9, 10 are each angularly offset relative to the corresponding first support zone 20 of the web 7, of the same angle.
  • the springs are compressed between the first bearing zones 20 of the web 7 and the first bearing zones 21 of the guide washers 9, 10, which have moved closer together.
  • the web 7 has been rotated, and thus the additional springs 25, inserted in the housing of the web 7, also.
  • These additional springs 25 have in turn driven the additional guide washers 23 in rotation, without additional compression of these springs 25, since nothing prevents this relative rotation of the additional guide washers 23 with respect to the guide washers 9, 10, on the angular deflection A1.
  • the relative position of the web 7, additional guide washers 23 and additional springs 25 is therefore the same as that of the rest position.
  • each tongue 40 of the additional guide washers 23 comes into contact with an angular abutment 39 of the guide washers 9, 10.
  • Figure 8 corresponds to the end of the second phase of operation. If, from the position of Figure 7, the relative rotation of the web 7 relative to the guide washers 9, 10 continues to reach the angular stroke A2, the torsion damping device then enters its second phase of operation.
  • each tongue 40 of the additional guide washers 23 has come into contact with an angular abutment 39 of the guide washers 9, 10.
  • the simultaneous rotation drive of the veil and the washers additional guidance in the same direction is no longer possible.
  • the additional springs 25 are compressed between the second additional support zone 27 of the web 7 and the first support zone additional 37 of the additional guide washer 23 which thus approach each other.
  • the damper The main operator works together with the additional buffer (in parallel), according to the second phase of operation.
  • the springs 13, 25 have not been shown to reveal the bearing areas.
  • FIGS. 7 and 8 relate to a relative direction of rotation of the web 7 and the guide washers 9, 10. In the other direction of relative rotation from the rest position, the compression of the springs in two phases takes place in the same way.
  • the torsion damping device described has a large deflection travel.
  • the value of the angular stroke A1 is 42 ° and the value of the angular stroke A2 is 47 °.
  • Figure 9 shows the torsion damping device 1 mounted in a torque limiter 50 of a vehicle.
  • This torque limiter 50 comprises two jaws 51 between which the friction linings 3 are mounted.
  • An elastic washer 52 loads an intermediate washer 53 against the friction linings 3.
  • the torsion damping device 1 is thus clamped between the intermediate washer 53 and a jaw 51 so that it can be rotated with the torque limiter 50.
  • the torque limiter 50 is mounted on a flywheel 54 of the engine of a vehicle and the hub 5 is mounted on a transmission shaft (not shown) of this vehicle.
  • the load of the spring washer 52 is calibrated so that, when the torque transmitted by the flywheel 54 to the drive shaft, or the drive shaft to the motor 54, exceeds a predetermined limit, the friction linings can sliding relative to the torque limiter 50.
  • the torsion damping device 1 filters in all cases the oscillations of torsions taking place between the flywheel 54 and the drive shaft.
  • the main springs of the main damper are distributed in a first stage E1 of springs and a second stage E2 of springs, the first stage of springs E1 and the second stage E2 of springs being arranged in series via a phasing element 13, and the torsion damping device is arranged such that when the angular displacement between the first rotating element 7 and the second rotating element 9,10 reaches a third threshold A3, A3 'of angular displacement between the first rotating element 7 and the second rotating element 9, 10 from a relative angular position of rest taken by the second rotating element 9, 10 and the first element when no torque is transmitted, the second stage of springs E2 ceases to compress.
  • the schematic diagram of this embodiment is shown in FIG. 10.
  • the second stage of springs E2 ceases to compress for any angular displacement between the first rotating element 7 and the second rotating element 9, 10 greater than the third threshold A3, the angular stiffness of the main damper increases beyond the third threshold A3.
  • the second stage of springs ceases to compress when the angular displacement between the phasing element 13 and the second rotating element 9, 10 reaches a fourth angular displacement threshold A4 between the phasing element and the second element rotating for a second time. relative angular position of rest taken by the phasing element and the second rotating element when no torque is transmitted.
  • the torsion damping device is arranged so that the first stage of springs E1 continues its compression when the angular displacement between the first rotating element 7 and the second rotating element 9, 10 exceeds the third threshold A3.
  • the third threshold A3 and A3 'of angular displacement between the first rotating element 7 and the second rotating element 9, 10 is less than or equal to the first threshold A1 of angular displacement between the first 7 and second rotating elements 9, 10.
  • the angular stiffness of the damper is increased throughout the range of angular deflection for which a greater stiffness is desired, that is to say the angular range of travel for which the additional spring 25 is compressed.
  • the damping characteristic curve of two cases of figures are represented.
  • the third threshold A3 of angular displacement between the first rotating element 7 and the second rotating element 9, 10 is smaller than the first threshold A1 of angular displacement between the first 7 and second rotating elements 9,10.
  • the angle separating the first angular displacement threshold (A1) and the third angular displacement threshold A3 is less than 10 degrees, preferably less than 5 degrees.
  • the first and third thresholds A1 and A3 are such that the third threshold A3 is smaller than the first threshold A1.
  • the damping characteristic curve presents in the direction of direct transmission three successive slopes of respective stiffness K1, K2 and K3; K1 being the stiffness obtained for an angular deflection lower than the third threshold A3, K2 being the stiffness obtained for an angular deflection greater than the third threshold A3 and lower than the first threshold A1, and K3 being the stiffness obtained for an angular deflection greater than the first threshold A1.
  • the ratio between two successive slopes is less than 3.
  • the third threshold A3 'of angular displacement between the first rotating element 7 and the second rotating element 9, 10 is substantially equal to the first threshold (A1) of angular displacement between the first 7 and second rotating elements 9,10 .
  • the stiffness of the spring 25 is smaller than the stiffness of the spring 25 of the case 2, which is why the slopes of the curves at the end of the deflection are different.
  • the springs of the second stage E2 reach their compression limit, in particular with their contiguous turns, when the angular displacement between the first rotating element 7 and the second rotating element 9, 10 reaches the third threshold A3. .
  • the second rotating element 9, 10 and the phasing element 13 respectively to comprise a third stop 52 and a fourth stop 51 arranged so that: when the angular displacement between the first rotating element 7 and the second rotating element 9,10 reaches a third threshold A3, A3 'of angular displacement between the first rotating element 7 and the second rotating element 9, 10 from a relative angular position of rest taken by the second rotating element 9, 10 and the first element when no torque is transmitted, the third stop 52 and the fourth stop 51 bear against each other and the second stage of springs E2 ceases to compress when the angular displacement between the first rotating element 7 and the second rotating element 9, 10 increases beyond the third threshold A3.
  • An exemplary embodiment of this variant is shown in FIG.
  • the third stop 52 is formed by a tab integral with the guide washer 10 of the second rotating element. This tab 52 extends axially.
  • the fourth stop 51 is formed by a tab formed on the insert 15 of the phasing element 13. This tab can extend radially outwards.
  • Other variants of the torsion damping device can be implemented without departing from the scope of the invention.
  • the system in which the torsion damping device is mounted may be any system within a torque transmission chain that requires torsional damping, such as a clutch disk, or a double damper steering wheel.
  • the functions of the main damper and the secondary damper can be provided by a single spring or by any number of springs, possibly in series or in parallel.
  • the abutment of the additional guide washers on the second rotating element can be realized differently, for example by other stops disposed near the center of the disc.

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Abstract

Dispositif d'amortissement de torsion pour une chaine de transmission de véhicule, comprenant: un premier élément tournant (7), un deuxième élément tournant (9, 10), un amortisseur principal, un troisième élément tournant (23), un amortisseur additionnel, de sorte que: lorsque le débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments tournants est supérieur à zéro et inférieur audit premier seuil (A1), ledit au moins un ressort principal (13) est comprimé tandis que le troisième élément tournant (23) est entrainé en rotation par le premier élément tournant (7) via le ressort additionnel (25) non comprimé; et lorsque le débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments tournants est supérieur audit premier seuil (A1), le ou moins un ressort principal (13) est comprimé et le au moins un ressort additionnel (25) est comprimé en parallèle, la compression du ressort additionnel étant accompagnée d'une rotation relative entre le premier élément tournant (7) et le troisième élément tournant (23).

Description

DISPOSITIF D'AMORTISSEMENT DE TORSION A AMORTISSEUR PRINCIPAL ET
AMORTISSEUR ADDITIONNEL
L'invention a trait au domaine de la transmission de couple dans les dispositifs motorisés et concerne un dispositif d'amortissement de torsion pour une chaîne de transmission de véhicule.
Les véhicules motorisés comportent généralement de tels dispositifs d'amortissement de torsion qui peuvent être intégrés dans divers éléments de la chaîne de transmission. Par exemple, un volant moteur à double volant amortisseur, un disque d'embrayage, ou un limiteur de couple, peuvent inclure un dispositif d'amortissement de torsion permettant le filtrage des acyclismes du moteur et autres oscillations de torsion. Ce filtrage est typiquement réalisé par un ou plusieurs amortisseurs de torsion qui sont des combinés ressorts-amortisseurs travaillant en torsion et permettant, au cours de la transmission du couple, un mouvement de rotation relative d'un premier élément tournant de transmission d'un couple, couplé en amont de la chaîne de transmission, et d'un deuxième élément tournant de transmission du couple, couplé en aval de la chaîne de transmission. La rotation relative peut être permise par des ressorts et l'amortissement peut être réalisé par un dispositif de frottement doté de rondelles de frottement mises en charge axiale par des rondelles élastiques, de sorte à dissiper par frottement une partie de l'énergie accumulée dans les ressorts.
Le couple s'opposant à une rotation relative des deux éléments tournants est fonction de l'angle de cette rotation relative selon une courbe caractéristique de chaque dispositif d'amortissement de torsion.
Lors de la conception d'un tel dispositif d'amortissement de torsion, une attention particulière est portée sur le choix, le dimensionnement, et la disposition des ressorts, pour obtenir une courbe caractéristique adaptée à une application particulière.
L'invention a pour but d'améliorer les dispositifs d'amortissement de torsion de l'art antérieur en proposant un tel dispositif dont la courbe caractéristique est modulable.
A cet effet, l'invention vise un dispositif d'amortissement de torsion pour une chaîne de transmission de véhicule, comprenant : - un premier élément tournant de transmission d'un couple ;
- un deuxième élément tournant de transmission du couple ;
- un amortisseur principal comportant au moins un ressort principal interposé entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant, et autorisant, lorsqu'il se déforme, une rotation relative autour d'un axe de rotation entre les premier et deuxième éléments tournants.
Le dispositif d'amortissement de torsion comporte en outre :
- un troisième élément tournant de transmission du couple monté rotatif par rapport au premier et au deuxième éléments tournants autour dudit axe de rotation ; - un amortisseur additionnel comportant au moins un ressort additionnel monté à la fois dans le premier élément tournant et dans le troisième élément tournant ; les deuxième et troisième éléments tournants comportant respectivement une première butée et une deuxième butée complémentaire, agencées de sorte que : lorsque le débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments tournants est supérieur à zéro et inférieur à un premier seuil de débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments tournants depuis une position angulaire relative de repos des premier et deuxième éléments tournants pour laquelle aucun couple n'est transmis, ledit au moins un ressort principal est comprimé tandis que le troisième élément tournant est couplé en rotation avec le premier élément tournant via le ressort additionnel non comprimé ; et lorsque le débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments tournants est supérieur audit premier seuil, la première butée et la deuxième butée complémentaire sont en appui l'une contre l'autre, le ou moins un ressort principal étant comprimé et le au moins un ressort additionnel étant comprimé en parallèle entre le premier élément tournant et le troisième élément tournant. Autrement dit, les deuxième et troisième éléments tournants comportant respectivement une première butée et une deuxième butée complémentaire, agencées de sorte que :
- lorsque le débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments tournants, depuis une position angulaire relative de repos des premier et deuxième éléments tournants pour laquelle aucun couple n'est transmis, est supérieur à zéro et inférieur à un premier seuil, le ressort additionnel permet au premier élément d'entraîner le troisième élément en rotation par rapport au deuxième élément, sans déformation du ressort ; et lorsque le débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments tournants, depuis une position angulaire relative de repos des premier et deuxième éléments tournants pour laquelle aucun couple n'est transmis, est supérieur à zéro et supérieur à un premier seuil, la première butée et la deuxième butée complémentaire sont en appui l'une contre l'autre et le au moins un ressort additionnel se déforme en parallèle du ressort principal entre d'une part le premier élément tournant et d'autre part le deuxième élément tournant via le troisième élément tournant.
Dans la description et les revendications, les termes « comprimé » ou « compression », d'une part, et « précontraint » ou « précontrainte » d'autre part, lorsqu'ils se réfèrent aux ressorts, sont employés comme suit :
- la précontrainte d'un ressort désigne le fait que ce ressort est monté dans un ou plusieurs logements qui sont plus petits que la longueur initiale du ressort, ce dernier exerçant donc, par son élasticité, une force contre les parois des logements ;
- la compression d'un ressort désigne le fait que ce ressort est comprimé par rapprochement de deux parties mobiles.
La précontrainte d'un ressort est donc effective même lorsque le dispositif d'amortissement de torsion est au repos, sans qu'aucun couple ne soit transmis. La compression d'un ressort, elle, n'a lieu qu'en cours de transmission de couple, des parties mobiles les unes par rapport aux autres, modifient la configuration des logements du ressorts et compriment celui-ci.
Un dispositif d'amortissement de torsion selon l'invention présente, pour une rotation relative des premier et deuxième éléments tournants depuis une position angulaire de repos des amortisseurs pour laquelle aucun couple n'est transmis jusqu'à une position de fin de course des amortisseurs, deux phases de fonctionnement :
- une première phase de fonctionnement pour laquelle le débattement angulaire entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant est inférieur audit premier seuil, l'amortisseur principal étant agencé pour être déformé au cours de cette première phase tandis que le troisième élément tournant est apte à être entraîné en rotation par le premier élément tournant, sans déformation du ressort additionnel, par l'intermédiaire du ressort additionnel ; et
- une deuxième phase de fonctionnement pour laquelle le couple transmis est suffisant pour que le débattement angulaire entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant soit supérieur audit premier seuil, la déformation de l'amortisseur principal se poursuivant au cours de cette deuxième phase tandis que la rotation relative entre le troisième élément tournant et le deuxième élément tournant est empêché par un appui de la première butée contre la deuxième butée complémentaire, de sorte que le couple transmis permette de déformer également le ressort additionnel et autorise une rotation relative entre d'une part le premier élément de transmission et d'autre part les deuxième et troisième éléments tournants.
Une augmentation de la raideur du dispositif d'amortissement est ainsi obtenue de manière fiable et stable lors de la deuxième phase de fonctionnement où l'amortisseur principal et l'amortisseur additionnel travaillent simultanément, tandis que seul l'amortisseur principal travaille lors de la première phase de fonctionnement.
Un tel dispositif remplace avantageusement une butée de fin de course entre les premier et deuxième éléments tournants en évitant tout choc mécanique et vibrations associées. Cette deuxième phase de fonctionnement est particulièrement avantageuse dans le cas d'un amortisseur principal à grand débattement, par exemple à plus de 30 degrés de course angulaire d'amortissement.
Le dispositif d'amortissement de torsion peut comporter les caractéristiques additionnelles suivantes, seules ou en combinaison : - le premier élément tournant comporte au moins un premier logement additionnel et en ce que le troisième élément tournant comporte au moins un deuxième logement additionnel, les au moins un premier et deuxième logements additionnels étant agencés axialement en vis-à-vis de sorte que le au moins un ressort additionnel soit inséré dans ces logements en vis-à-vis ; - le premier élément tournant comporte au moins un bras s'étendant radialement et agencé circonférenciellement entre deux ressorts principaux, un desdits premiers logements additionnels étant formé sur ce bras ;
- le premier élément tournant comporte au moins un bras s'étendant radialement, un ressort principal étant en appui circonférentiel directement ou indirectement contre ce bras, un deuxième logements additionnel étant formé sur ce bras ;
- le au moins un ressort principal et le au moins un ressort additionnel sont agencés de sorte que au moins une portion du ressort additionnel se trouve radialement dans un même plan perpendiculaire audit axe qu'une portion du ressort principal. Le ressort additionnel additionnel dans son ensemble se trouve radialement dans un même plan perpendiculaire audit axe qu'une portion du ressort principal ;
- le au moins un ressort principal comporte un bord radial externe et un bord radial interne et le au moins un ressort additionnel est agencé au moins en partie dans un tore centré sur ledit axe et délimité radialement par les bords radiaux interne et externe du au moins un ressort principal ;
- l'amortisseur principal comporte au moins deux ressorts principaux et un ressort additionnel est agencé circonférenciellement entre deux ressorts principaux ;
- l'amortisseur principal comporte au moins deux groupes de ressorts principaux, les ressorts principaux étant agencés en série dans chaque groupe, et un ressort additionnel est agencé circonférenciellement entre deux groupes de ressorts principaux ;
- les ressorts principaux sont agencés en série dans chaque groupe par l'intermédiaire d'un élément de phasage, reliant dans chaque groupe deux ressorts principaux consécutifs agencés en série ;
- les ressorts principaux de l'amortisseur principal sont répartis dans un premier étage de ressorts et un deuxième étage de ressorts, le premier étage de ressorts et le deuxième étage de ressorts étant agencés en série par l'intermédiaire d'un élément de phasage, le dispositif d'amortissement de torsion étant agencé de sorte que, lorsque le débattement angulaire entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant atteint un troisième seuil de débattement angulaire entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant depuis une position angulaire relative de repos prise par le deuxième élément tournant et le premier élément lorsqu'aucun couple n'est transmis, le deuxième étage de ressorts cesse de se comprimer.
Ainsi, en passant d'une phase de fonctionnement avec deux étages en série à une phase de fonctionnement avec un seul étage de ressort au niveau de l'amortisseur principal, on peut augmenter la raideur angulaire de l'amortisseur. Par exemple lorsque les ressorts des premier et deuxième étage est identique, la raideur de l'amortisseur principal double lorsque le débattement angulaire entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant augmente au delà du troisième seuil. Ceci peut permettre notamment de réduire la taille du ressort additionnel ou bien de réduire la qualité de son fil.
- le dispositif d'amortissement de torsion est agencé de sorte que le deuxième étage de ressorts cesse de se comprimer lorsque le débattement angulaire entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant augmente au delà du troisième seuil.
- le dispositif d'amortissement de torsion est agencé de sorte que le deuxième étage de ressorts cesse de se comprimer pour tout débattement angulaire entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant supérieur au troisième seuil. - le dispositif d'amortissement de torsion est agencé de sorte que le premier étage de ressorts poursuit sa compression lorsque le débattement angulaire entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant dépasse le troisième seuil.
- le deuxième étage de ressorts cesse de se comprimer lorsque le débattement angulaire entre l'élément de phasage et le deuxième élément tournant atteint un quatrième seuil de débattement angulaire entre le l'élément de phasage et le deuxième élément tournant depuis une position angulaire relative de repos prise par l'élément de phasage et le deuxième élément tournant lorsqu'aucun couple n'est transmis.
- le troisième seuil de débattement angulaire entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant est inférieur ou égal au premier seuil de débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments tournants. Ainsi, en passant d'une phase de fonctionnement avec deux étages en série à une phase de fonctionnement avec un seul étage de ressort au niveau de l'amortisseur principal, et cela avant que les première butée et deuxième butée complémentaire soient en appui l'une contre l'autre, on augmente la raideur angulaire de l'amortisseur dans toute la plage de débattement angulaire pour laquelle une raideur plus importante est souhaitée, c'est-à-dire la plage angulaire de débattement pour laquelle le ressort additionnel est comprimé.
- le troisième seuil de débattement angulaire entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant est inférieur ou supérieur au premier seuil de débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments tournants. On obtient une courbes d'amortissement avec trois raideurs successives.
- l'angle séparant le premier seuil de débattement angulaire (A1 ) et le troisième seuil de débattement angulaire (A3) est avantageusement inférieur à 10 degrés, de préférence inférieur à 5 degrés. Ceci permet de générer une pente de raccordement et de créer une transition entre la raideur angulaire de début de course et la raideur angulaire de fin de course.
- le troisième seuil de débattement angulaire entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant est inférieur ou égal au premier seuil de débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments tournants. - le deuxième étage de ressorts comporte des ressorts à spires et le deuxième étage de l'amortisseur principal est agencé de sorte que les ressorts du deuxième étage atteignent leur limite de compression, notamment avec leurs spires jointives, lorsque le débattement angulaire entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant atteint le troisième seuil. - le deuxième élément tournant et l'élément de phasage comportent respectivement une troisième butée et une quatrième butée, agencées de sorte que: lorsque le débattement angulaire entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant atteint un troisième seuil de débattement angulaire entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant depuis une position angulaire relative de repos prise par le deuxième élément tournant et le premier élément lorsqu'aucun couple n'est transmis, la troisième butée et la quatrième butée sont en appui l'une contre l'autre et le deuxième étage de ressorts cesse de se comprimer lorsque le débattement angulaire entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant augmente au delà du troisième seuil.
- la troisième butée est formée par une patte solidaire en rotation du deuxième élément tournant. Cette patte peut s'étendre axialement. - la quatrième butée est formée par une patte solidaire en rotation de l'élément de phasage. Cette patte peut s'étendre radialement.
- selon un mode de réalisation la raideur angulaire du premier étage de ressorts est différente de la raideur du deuxième étage de ressorts.
- lorsque les premier et troisième seuil sont tels que le troisième seuil A3 est inférieur au premier seuil, et lorsque la courbe caractéristique d'amortissement présente, dans un sens de transmission, trois pentes successives de raideurs respectives K1 , K2 et K3 ; K1 étant la raideur obtenue pour un débattement angulaire inférieur au troisième seuil, K2 étant la raideur obtenue pour un débattement angulaire supérieur au troisième seuil et inférieur au premier seuil, et K3 étant la raideur obtenue pour un débattement angulaire supérieur au premier seuil; on a 1 < K2/K1 < 5, et de préférence : 2 < K2/K1 < 4
- ledit premier seuil est compris entre 15 et 65 degrés, de préférence entre 25 et 50 degrés ;
- le dispositif comporte une butée angulaire de fin de course limitant le débattement angulaire relatif entre les premier et deuxième éléments tournants, et en ce que l'angle séparant ledit premier seuil de la position angulaire de fin de course est compris entre 3 et 15 degrés, de préférence entre 3 et 10 degrés ;
- le rapport de la raideur de l'amortisseur additionnel sur la raideur de l'amortisseur principal est compris entre 2 et 10, de préférence entre 3 et 8, par exemple 4 ou 5. Par exemple la raideur angulaire de l'amortisseur principale est d'environ 3 Nm/° et la raideur angulaire de l'amortisseur additionnel est comprise entre 10 Nm/° et 15 Nm/°, par exemple entre 12 Nm/° et 15 Nm/°, par exemple 14 Nm/°. Lorsque l'amortisseur principal comporte deux étages de ressorts agencés en série, ce ratio est à considérer lorsque le premier étage de ressort et le deuxième étage de ressorts de l'amortisseur principal fonctionnent en série, c'est-à-dire lorsque le débattement angulaire entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant est inférieur au troisième seuil.
- l'un parmi le premier élément tournant et le deuxième élément tournant est couplé en rotation à un disque de friction et l'autre parmi le premier élément tournant et le deuxième élément tournant est couplé en rotation avec un moyeu ;
- le troisième élément tournant comporte deux rondelles de guidage additionnelles agencées de part et d'autre du premier élément tournant et maintenant axialement les ressorts additionnels, et le deuxième élément tournant comporte deux rondelles de guidage principales maintenant axialement les ressorts principaux, chaque rondelle de guidage additionnelle étant agencée axialement entre le premier élément tournant et une rondelle de guidage principale ;
- ladite deuxième butée est formée par au moins une languette radiale disposée sur chaque rondelle de guidage additionnelle ;
- lesdites première et deuxième butées complémentaires sont agencées radialement à l'extérieur des ressorts principaux.
Un autre objet de l'invention vise un dispositif d'amortissement de torsion pour une chaîne de transmission de véhicule, comprenant :
- un premier élément tournant de transmission d'un couple doté d'un premier logement ; - un deuxième élément tournant de transmission du couple doté d'un deuxième logement ;
- un dispositif élastique interposé entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant, et autorisant, lorsqu'il se déforme, une rotation relative autour d'un axe de rotation entre les premier et deuxième éléments tournants, le dispositif élastique comportant au moins un ressort qui est monté à la fois dans le premier logement et dans le deuxième logement ;
- un dispositif de frottement comportant :
• une rondelle de frottement agencée pour frotter directement ou indirectement contre le deuxième élément tournant ; • un support axial solidaire en rotation du deuxième élément tournant ;
• une rondelle élastique agencée entre le support axial et la rondelle de frottement de manière à exercer un effort axial sur la rondelle de frottement en direction du deuxième élément tournant ;
• une rondelle d'actionnement comportant une patte d'actionnement agencée circonférenciellement entre une première extrémité dudit ressort et le premier élément tournant de façon à permettre une rotation relative entre la rondelle d'actionnement et le deuxième élément tournant lorsque la première extrémité du ressort est déplacée par le premier élément tournant, via la patte d'actionnement, en direction d'une deuxième extrémité du ressort opposée a la première extrémité ;
• la rondelle d'actionnement étant apte à entraîner en rotation la rondelle de frottement de sorte que, lorsque la rondelle d'actionnement (32) et le deuxième élément tournant (10) tournent l'un par rapport à l'autre, la rondelle de frottement frotte directement ou indirectement contre le deuxième élément tournant.
Le dispositif d'amortissement de torsion peut comporter les caractéristiques additionnelles suivantes, seules ou en combinaison :
- la rondelle d'actionnement comporte au moins un doigt axial coopérant avec une encoche de la rondelle de frottement, pour assurer l'entraînement de la rondelle de frottement par la rondelle d'actionnement ;
- la rondelle d'actionnement et la rondelle de frottement sont montées solidaires en rotation ;
- la rondelle d'actionnement comporte au moins un doigt axial couplé avec une encoche de la rondelle de frottement ;
- si on le souhaite, un jeu circonférentiel est présent entre le doigt axial et les extrémités circonférentielles de l'encoche de la rondelle de frottement. Ainsi, on peut retarder l'entraînement de la rondelle de frottement par la rondelle d'actionnement. Le jeu circonférentiel peut être de 3 à 5 degrés ; - la rondelle d'actionnement comporte une portion annulaire reliant la patte d'actionnement et le doigt axial, et le deuxième élément tournant comporte une surface annulaire de frottement contre laquelle est pressée la rondelle de frottement, la portion annulaire de la rondelle d'actionnement d'une part, et la rondelle élastique, le support axial, et la rondelle de frottement d'autre part étant disposés de part et d'autre de la surface annulaire de frottement du deuxième élément tournant ;
- un jeu axial est laissé entre le premier élément tournant et la portion annulaire de la rondelle d'actionnement ;
- la portion annulaire de la rondelle d'actionnement est montée entre le premier élément tournant et la surface annulaire de frottement avec un jeu axial permettant la rotation de la rondelle d'actionnement par rapport au premier élément tournant ;
- le dispositif de frottement est agencé de manière à ce que la rondelle presse la rondelle de frottement contre le deuxième élément tournant sans plaquer la portion annulaire de la rondelle d'actionnement contre le premier élément tournant. On permet ainsi un mouvement de rotation relative entre le premier élément tournant et la rondelle d'activation, de sorte que la rondelle de frottement ne soit pas entraînée par le premier élément tournant lorsque la deuxième extrémité du ressort est comprimée par le premier élément tournant en direction de la première extrémité du ressort. Ainsi le frottement généré par la rondelle de frottement n'est obtenu que pour un sens de transmission du couple, par exemple de l'arbre d'entrée de boite de vitesse en direction du moteur ;
- la portion annulaire de la rondelle d'actionnement peut être montée entre le premier élément tournant et un troisième élément tournant de transmission de couple, mobile en rotation autour de l'axe, également avec un jeu axial permettant la rotation de la rondelle d'actionnement par rapport au premier élément tournant ;
- le deuxième élément tournant comporte une rainure par laquelle doigt axial traverse le deuxième élément tournant ;
- le support axial est formé d'une collerette solidaire du deuxième élément tournant, la rondelle élastique et la rondelle de frottement étant disposées entre cette collerette et la surface annulaire de frottement du deuxième élément tournant ; - le dispositif de frottement comporte une rondelle intercalaire intercalée entre la rondelle élastique et la rondelle de frottement ;
- le doigt axial est distant de la rondelle intercalaire ;
- la portion annulaire de la rondelle d'actionnement est agencée axialement entre le premier élément tournant et deuxième élément tournant ;
- le dispositif élastique comporte au moins deux groupes de ressorts, les ressorts étant agencés en série dans chaque groupe par l'intermédiaire d'un élément de phasage, reliant les extrémités des ressorts au sein d'un groupe de ressorts ;
- l'un parmi le premier élément tournant et le deuxième élément tournant est couplé en rotation avec un élément d'entrée de couple et l'autre parmi ces éléments est couplé en rotation avec un élément de sortie de couple.
- la rondelle d'actionnement comporte en outre une butée angulaire et le deuxième élément tournant comporte une butée complémentaire, la butée angulaire et la butée complémentaire étant agencées de sorte que la rondelle d'actionnement soit couplée en rotation au deuxième élément tournant lorsque le deuxième élément tournant comprime la première extrémité du ressort en direction de la deuxième extrémité du ressort opposée a la première extrémité. Ainsi, grâce à la butée, le frottement généré par la rondelle de frottement n'est obtenu que pour un sens de transmission du couple, par exemple de l'arbre d'entrée de boite de vitesse en direction du moteur, la butée empêchant la rondelle d'activation de tourner par rapport au deuxième élément tournant dans l'autre sens de transmission du couple, par exemple du moteur à l'arbre d'entrée de boite de vitesse ;
- un doigt axial couplant les rondelles d'actionnement et de frottement forme ladite butée angulaire et la rainure forme ladite butée complémentaire ; - la butée angulaire est agencée sur la patte d'actionnement de la rondelle d'actionnement et la butée complémentaire est agencée sur le deuxième logement du deuxième élément tournant de sorte que la patte d'actionnement soit intercalée circonférenciellement entre la première extrémité du ressort et une face d'appui du deuxième logement ; - dans une position angulaire de repos prise par le dispositif lorsqu'aucun couple n'est transmis, le au moins un ressort est monté dans lesdits premier et deuxième logements de sorte que ses extrémités soient en appui simultané contre d'une part une première zone d'appui du premier logement et d'autre part une deuxième zone d'appui du deuxième logement ;
- selon un mode de réalisation, le dispositif élastique comporte au moins deux ressorts, le ressort coopérant avec la patte d'actionnement de la rondelle d'actionnement étant un ressort à action décalée, un jeu circonférentiel étant laissé entre la patte d'actionnement et la première extrémité du ressort dans la position angulaire de repos du dispositif d'amortissement. Ainsi, le frottement peut être obtenu avec un « effet retard ».
- selon un mode de réalisation, le dispositif élastique comporte quatre ressorts et la rondelles d'actionnement comporte deux pattes d'actionnement et deux ressort coopèrent chacun avec une patte d'actionnement de la rondelle d'actionnement, ces deux ressorts étant un ressort à action décalée, un jeu circonférentiel étant laissé entre chaque patte d'actionnement et la première extrémité de chaque ressort à action décalée dans la position angulaire de repos du dispositif d'amortissement.
L'invention porte aussi sur une chaîne de transmission pour véhicule comportant un disque de friction couplé avec l'un parmi le premier élément tournant et le deuxième élément tournant et un moyeu couplé en rotation avec l'autre parmi le premier élément tournant et le deuxième élément tournant.
Selon un mode de réalisation, la chaîne de transmission comporte un volant apte à être monté sur un vilebrequin, et un mécanisme de transmission de couple, tel qu'un limiteur de couple ou un mécanisme d'embrayage agencé pour transmettre un couple entre le volant et le disque de friction.
Un exemple préféré de réalisation de l'invention va maintenant être décrit en références aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue éclatée d'un dispositif d'amortissement de torsion selon l'invention ; - la figure 2 est une vue de face du dispositif de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue selon la coupe A-A de la figure 2 ;
- la figure 4 est une vue similaire à la figure 2, montrant l'intérieur du dispositif
- la figure 5 est un schéma de principe illustrant le fonctionnement du dispositif d'amortissement de torsion selon l'invention ;
- la figure 6 est une courbe caractéristique correspondant au schéma de la figure 5 ;
- la figure 7 est une vue de face du dispositif d'amortissement de torsion de la figure 1 illustrant la première phase de fonctionnement du dispositif d'amortissement ; - la figure 8 est une vue de face du dispositif d'amortissement de torsion de la figure 1 illustrant la deuxième phase de fonctionnement du dispositif d'amortissement ;
- la figure 9 représente le dispositif d'amortissement de torsion des figures 1 et 2 monté dans un limiteur de couple d'un véhicule. - la figure 10 représente de façon schématique un deuxième mode de réalisation de l'invention.
- la figure 11 représente deux courbes d'amortissement de deux variantes de réalisation du deuxième mode de réalisation.
- la figure 12 représente une variante de réalisation du deuxième mode de réalisation.
La figure 1 représente un dispositif d'amortissement de torsion, couplé à un disque de friction 2 d'un limiteur de couple (non représenté sur la figure 1 ) destiné, en fonctionnement normal, à transmettre un couple en tournant autour d'un axe X et à limiter cette transmission lorsque ce couple excède une certaine valeur. 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 d'amortissement. L'axe X de rotation détermine l'orientation "axiale". L'orientation "radiale" est dirigée orthogonalement à l'axe X. L'orientation "circonférentielle" est dirigée orthogonalement à l'axe X de rotation et orthogonalement à la direction radiale. Les termes "externe" et "interne" sont utilisés pour définir la position relative d'un composant par rapport à un autre, par référence à l'axe X de rotation, un composant proche dudit axe est ainsi qualifié d'interne par opposition à un composant externe situé radialement en périphérie. Par ailleurs, les angles et secteurs angulaires exprimés sont définis en relation avec l'axe de rotation X.
Le dispositif d'amortissement 1 comporte :
- un organe périphérique de transmission de couple constitué ici d'un disque de friction 2 de part et d'autre duquel sont fixés deux garnitures de friction 3 grâce à un premier jeu de rivets 4 ;
- un organe central de transmission de couple constitué ici d'un moyeu 5.
Le disque de friction 2 est fixé par un deuxième jeu de rivets 6 à un premier élément tournant de transmission de couple qui est ici constitué par un disque dénommé « voile » 7. Le moyeu 5 est fixé par un troisième jeu de rivets 8 à un deuxième élément tournant de transmission de couple qui est ici constitué par une paire de disques dénommés « rondelles de guidage » 9, 10. Une première rondelle de guidage 9 est fixée contre un flanc du moyeu 5 tandis qu'une deuxième rondelle de guidage 9 est fixée contre un flanc opposé du moyeu 5. Les rondelles de guidage 9, 10 comportent chacune quatre butées angulaires 39 disposées sur le pourtour de la rondelle selon deux diamètres perpendiculaires, les quatre butées angulaires 39 de chaque rondelle de guidage 9, 10 étant disposée en vis-à-vis des quatre butées angulaires 39 de l'autre rondelle de guidage 9, 10. Les butées angulaires 39 sont réalisées par pliage de la matière des rondelles de guidage 9, 10. Le dispositif d'amortissement comporte un dispositif d'amortissement de torsion intercalé entre le voile 7 et les rondelles de guidage 9, 10 de sorte que le voile 7 d'une part, et les rondelles de guidage 9, 10 d'autre part, puissent tourner l'un par rapport à l'autre en comprimant le dispositif d'amortissement.
Le dispositif d'amortissement 1 est destiné à être monté dans une chaîne de transmission de couple, par exemple entre un moteur et les roues d'un véhicule, de sorte que le disque de friction 2 et ses garnitures 3 soient pressées au moyen d'un disque de pression chargé élastiquement, contre un disque d'appui monté solidaire d'un volant moteur ; et de sorte que le moyeu 5 soit raccordé à un arbre de transmission. L'élément moteur entraine en rotation les garnitures de friction 3 et donc le voile 7 qui lui est solidaire. Le voile 7 comprime le dispositif d'amortissement qui transmet le couple aux rondelles de guidage 9, 10 et donc au moyeu 5 qui lui est solidaire. En transmettant le couple entre le voile 7 et les rondelles de guidage 9, 10, le dispositif d'amortissement, par ses propriétés élastiques et de frottement, filtre au passage les acyclismes et autres mouvements de torsion indésirables.
Le dispositif d'amortissementl comporte de plus une première butée de fin de course et une deuxième butée de fin de course complémentaire permettant que le couple soit directement transmis des garnitures de friction 3 au moyeu 5, court- circuitant le dispositif d'amortissement de torsion au-delà d'un angle prédéterminé de rotation relative entre le voile 7 et les rondelles de guidage 9, 10.
La première butée de fin de course est ici constituée de dents externes 11 disposées sur le pourtour du moyeu 5 et la deuxième butée de fin de course complémentaire est ici constituée de dents internes 12 au centre du voile 7.
Le dispositif d'amortissement de torsion comporte un amortisseur principal et un amortisseur additionnel.
L'amortisseur principal comporte : - quatre ressorts 13 agencés circonférenciellement ;
- quatre embouts 14 pour le montage de ces ressorts 13 ;
- un élément de phasage des ressorts 13 comprenant deux intercalaires 15 montées, de manière diamétralement opposée, entre deux disques de phasage 16.
Le voile 7 et les rondelles de guidage 9, 10 comportent chacun des ouvertures pour le montage des ressorts 13 définissant deux logements, chacun pour une paire de ressorts 13. Les logements du voile 7 présentent chacun une première zone d'appui 19 et une deuxième zone d'appui 20 opposée. De même, les logements de chaque rondelles de guidage 9, 10 présentent chacun une première zone d'appui 21 et une deuxième zone d'appui 20 opposée. Le dispositif d'amortissement comporte de plus un troisième élément tournant de transmission de couple qui est, dans le présent exemple, constitué de deux rondelles de guidage additionnelles 23 identiques montées de part et d'autre du voile 7 et solidarisées par deux entretoises 24. L'amortisseur additionnel comporte deux ressorts additionnels 25 disposés chacun dans un logement additionnel du voile 7. Le voile 7 comporte à cet effet deux bras 43 diamétralement opposés et portant chacun un de ces logements. Les ressorts principaux 13 sont montés entre les bras 43. Les rondelles de guidage additionnelles 23 comportent également des logements pour le montage des ressorts additionnels 25. Pour le montage des ressorts additionnels 25, les logements additionnels du voile 7 comportent chacun une première zone d'appui additionnelle 26 et une deuxième zone d'appui additionnelle 27, et les logements des rondelles de guidage additionnelles 23 comportent chacun une première zone d'appui additionnelle 37 et une deuxième zone d'appui additionnelle 38. Le dispositif d'amortissement 1 comporte également un dispositif de frottement destiné à dissiper l'énergie des ressorts et à éviter les phénomènes d'oscillations. Le dispositif de frottement comporte un support axial 28 fixé contre la deuxième rondelle de guidage 10 par le troisième jeu de rivets 8. Entre le support axial 28 et la deuxième rondelle de guidage 10, sont disposées : une rondelle de frottement 29 ; une rondelle intercalaire 30 ; et une rondelle élastique 31 , cette dernière appliquant une charge sur la rondelle de frottement 29 par l'intermédiaire de la rondelle intercalaire 30.
De plus, une rondelle d'actionnement 32 est prévue de l'autre coté de la deuxième rondelle de guidage 10 et comporte deux pattes d'actionnement 33 ainsi que quatre doigts axiaux 34. La rondelle d'actionnement 32 est montée de sorte que les quatre doigts axiaux 34 traversent quatre rainures 35 correspondantes pratiquées dans la deuxième rondelle de guidage 10. Les quatre doigts axiaux 34 viennent s'insérer chacun dans une encoche 36 de la rondelle de frottement 29. La rondelle d'actionnement 32 est ainsi couplée en rotation à la rondelle de frottement 29. La rondelle d'actionnement 32 est également montée contre le voile 7 de sorte que les pattes d'actionnement 33 viennent chacune en appui d'une des premières zones d'appui 19 du voile 7. Le montage des ressorts principaux 13 est montré sur la vue de face de la figure 2. Le diamètre droit du disque 1 comporte une première paire de ressorts principaux 13 montés en série, et le diamètre droit de la figure comporte une deuxième paire de ressorts principaux 13 montés en série. Cette figure 2 montre le disque 1 à l'état de repos, c'est à dire lorsqu'il ne transmet aucun couple, ses ressorts n'étant pas sollicités. Chaque ressort 13 est monté, à une de ses extrémités, dans un embout 14 et, à l'autre de ses extrémités, contre un intercalaire 15. Chaque embout 14 est appuyé à cheval sur le voile 7 et sur les deux rondelles de guidage 9, 10, et est donc en appui sur trois zones d'appui : une zone d'appui du voile 7 et sur une zone d'appui de chaque rondelle de guidage 9, 10. Ainsi, chaque paire de ressort 13 est montée entre deux embouts 14 dont l'un s'appuie simultanément sur la première zone d'appui 19 du voile 7 et sur la première zone d'appui 21 de chaque rondelle de guidage 9, 10, et l'autre embout 14 s'appuie simultanément sur la deuxième zone d'appui 20 du voile 7 et sur la deuxième zone d'appui 22 de chaque rondelle de guidage 9, 10. Les ressorts 13 sont ainsi, par paire, précontraints entre les premières zones d'appui 19, 21 et les deuxièmes zones d'appui 20, 22. Entre les ressorts 13 de chaque paire, l'intercalaire 15, mobile en rotation autour de l'axe X grâce aux disques de phasage, assure la mise en série des ressorts 13 d'une paire, ainsi que le phasage, c'est à dire la coordination angulaire, d'une paire avec l'autre. La vue en coupe de la figure 3 permet de voir l'empilement des pièces au sein du dispositif d'amortissement 1 .
Les deux rondelles de guidage additionnelles 23 sont disposées de part et d'autre du voile 7, la rondelle d'actionnement 32 étant disposée entre le voile 7 et l'une de ces rondelles de guidage additionnelles 23. Les disques de phasage 16 sont disposés de part et d'autre des deux rondelles de guidage additionnelles 23, tandis que les deux rondelles de guidage 9, 10 sont disposées de part et d'autre de l'ensemble. Seul le dispositif de frottement est situé axialement à l'extérieur des rondelles de guidage 9, 10, grâce au support axial 28.
La figure 4 représente le disque 1 de la figure 2 dépourvu de la première rondelle de guidage 9, laissant voir l'agencement des ressorts 13, 25, du voile 7, et de l'amortisseur additionnel 25. Les ressorts additionnels 25 sont montés de manière similaire aux ressorts principaux 13, à cheval sur le voile 7 et les rondelles de guidage additionnelles 23. Chaque ressort additionnel 25 est ainsi précontraint entre, d'un côté, un appui simultané sur la première zone d'appui additionnelle 26 du voile 7 et sur les deux premières zones d'appui additionnelles 37 des deux rondelles de guidage additionnelles 23, et, de l'autre côté, un appui simultané sur la deuxième zone d'appui additionnelle 27 du voile 7 et sur le deux deuxièmes zones d'appui additionnelles 38 des deux rondelles de guidage additionnelles 23.
De plus, la dimension, selon la direction radiale, des logements des rondelles de guidage additionnelles 23 est légèrement inférieure à celle des logements additionnels du voile 7 de sorte qu'un ressort additionnel 25 est monté à cheval sur le voile 7 et est contenu de part et d'autre du voile 7 par les rondelles de guidage additionnelles 23.
Les rondelles de guidage additionnelles 23 comportent sur leurs extrémités radiales des languettes 40 sur lesquelles sont fixées les entretoises 24.
En référence aux figures 1 et 4, le disque de friction 2 comporte deux échancrures 41 diamétralement opposées et le voile 7 comporte deux échancrures 42 diamétralement opposées, les échancrures 41 , 42 étant en vis-à-vis les unes des autres. Ces échancrures 41 , 42 permettent une rotation relative des rondelles de guidage additionnelles 23 et du voile 7, de la course angulaire permise par les ressorts additionnels 25.
Les figures 5 et 6 illustrent le principe de fonctionnement du dispositif d'amortissement de torsion et notamment le comportement de l'amortisseur principal et de l'amortisseur additionnel. La figure 5 est un schéma de principe dans lequel la partie gauche de la figure représente le voile 7 et la partie droite représente les rondelles de guidage 9, 10. La figure schématise les éléments suivants :
- les butées de fin de course constituées par les dents externes 11 du moyeu 5 et par les dents internes 12 du voile 7 ; - les butées constituées par les languettes 40 des rondelles de guidage additionnelles 23 et par les butées angulaires 39 des rondelles de guidage 9, 10 ; - les ressorts 13 ;
- les rondelles de guidage additionnelles 23 portant les ressorts additionnels 25, le tout monté en parallèle des ressorts 13.
La compression de la figure 5 selon les deux flèches représentées, c'est à dire le rapprochement mutuel des parties gauche et droite de la figure, schématise la rotation relative du voile 7 et des rondelles de guidage 9, 10.
La figure 5 peut être ainsi comprimée entre une position de repos qui est celle représentée sur la figure, où les ressorts ne sont pas sollicités, et une position de fin de course, au terme d'une course A2, dans laquelle les butées 11 et 12 sont en contact.
Ainsi, lorsque la figure est comprimée (donc, lorsque qu'une rotation relative a lieu entre le voile 7 et les rondelles de guidage 9, 10), à partir de la position de repos, le dispositif d'amortissement travaille selon un premier mode de fonctionnement où les ressorts 13 sont comprimés et donc où seul l'amortisseur principal travaille. Au terme d'une course A1 , les butées 39 et 40 viennent en contact mutuel et les ressorts 25 commencent alors à être comprimés, en parallèle des ressorts 13. Il s'agit alors d'une deuxième phase de fonctionnement qui se poursuit jusqu'au terme de la course A2. Au- delà de la course A2, les amortisseurs restent comprimés mais le couple peut être transmis directement entre le voile 7 et les rondelles de guidage 9, 10. La figue 6 illustre l'évolution du couple de rappel (en ordonnée) exercé par le dispositif d'amortissement de torsion en fonction de l'angle de rotation relative (en abscisse) entre le voile 7 et les rondelles de guidage 9, 10. La courbe présente deux pentes correspondant aux deux modes de fonctionnement décrits ci-dessus.
Entre l'origine et la course angulaire A1 , seul l'amortisseur principal est actif, ce qui se traduit par une première pente sur la courbe, correspondant à une première raideur caractéristique de l'amortisseur principal. Au-delà de la course angulaire A1 , correspondant à un couple C1 , la deuxième phase de fonctionnement se traduit par une deuxième pente plus importante, correspondant à la conjonction des raideurs de l'amortisseur principal et de l'amortisseur additionnel qui travaillent alors en parallèle. Cette phase de fonctionnement se poursuit jusqu'au couple C2 correspondant à la mise en butée de fin de course.. Les figures 7 et 8 illustrent la mise en œuvre de ces principes dans le dispositif d'amortissement 1 précédemment décrit.
La figure 7 illustre en effet le disque 1 avec une course angulaire relative entre le voile 7 et les rondelles de guidage 9, 10 qui correspond la course angulaire A1 . Autrement dit, la figure 7 illustre le disque 1 dans la position qu'il adopte lorsqu'un couple C1 est appliqué entre le voile 7 et les rondelles de guidage 9, 10.
La figure 8 illustre quant à elle le disque 1 avec une course angulaire relative entre le voile 7 et les rondelles de guidage 9, 10 qui correspond à la course angulaire A2. Autrement dit, la figure 8 illustre le disque 1 dans la position qu'il adopte lorsqu'un couple supérieur ou égal au couple C2 est appliqué entre le voile 7 et les rondelles de guidage 9, 10.
Ces positions relatives entre le voile 7 et les rondelles de guidage 9, 10 s'apprécient par rapport à une position d'équilibre, prise au repos et représentée figure 2 et 4, dans laquelle les ressorts 13, 25 bien que précontraints dans leurs logements respectifs, ne sont pas comprimés par d'autres éléments. Dans cette position de repos, les premières zones d'appui 19 du voile 7 et les premières zones d'appui 21 des rondelles de guidage 9, 10 sont axialement alignées les unes avec les autres. De même, les deuxièmes zones d'appui 20 du voile 7 et les deuxièmes zones d'appui 22 des rondelles de guidage 9, 10 sont axialement alignées les unes avec les autres. Enfin, les premières 26 et deuxièmes 27 zones d'appui additionnelles du voile 7 sont axialement alignées avec respectivement des premières 37 et deuxièmes 38 zones d'appui additionnelles de la rondelle de guidage additionnelle 23. Dans cette position de repos, les ressorts 13, 25 sont en appui simultané sur des premières et deuxièmes zones d'appui, sans décalage angulaire de ces zones d'appui. A partir de cette position de repos, si un couple C1 est appliqué entre le voile
7 et les rondelles de guidage 9, 10, le disque 1 prend donc la configuration de la figure 7. Dans le présent exemple, on suppose les rondelles de guidage 9, 10 fixes et le couple C1 est appliqué sur le voile 7 dans le sens horaire. Pour plus de clarté, les ressorts principaux 13 n'ont pas été représentés. La figure 7 correspond donc au terme de la première phase de fonctionnement. Les premières zones d'appui 21 des rondelles de guidage 9, 10 sont chacune décalée angulairement par rapport à la première zone d'appui 19 correspondante du voile 7, d'un angle égal à la course angulaire A1 . De même, les deuxièmes zones d'appui 22 des rondelles de guidage 9, 10 sont chacune décalée angulairement par rapport à la première zone d'appui 20 correspondante du voile 7, du même angle. Les ressorts sont donc comprimés entre les premières zones d'appui 20 du voile 7 et les premières zones d'appui 21 des rondelles de guidage 9, 10, qui se sont rapprochées.
Pour ce qui est de l'amortisseur additionnel, le voile 7 a été entraîné en rotation, et donc les ressorts additionnels 25, insérés dans les logements du voile 7, également. Ces ressorts additionnels 25 ont entraîné à leur tour les rondelles de guidage additionnelles 23 en rotation, sans compression supplémentaire de ces ressorts 25, puisque rien n'empêche cette rotation relative des rondelles de guidage additionnelles 23 par rapport au rondelles de guidage 9, 10, sur le débattement angulaire A1 . Sur la figure 7, la position relative du voile 7, des rondelles de guidage additionnelles 23 et des ressorts additionnels 25 est donc la même que celle de la position de repos.
Au terme de la course angulaire A1 (figure 7), chaque languette 40 des rondelles de guidage additionnelles 23 vient en contact contre une butée angulaire 39 des rondelles de guidage 9, 10.
La figure 8 correspond ensuite au terme de la deuxième phase de fonctionnement. Si, à partir de la position de la figure 7, la rotation relative du voile 7 par rapport aux rondelles de guidage 9, 10 se poursuit pour atteindre la course angulaire A2, le dispositif d'amortissement de torsion entre alors dans sa deuxième phase de fonctionnement.
Au terme de la course angulaire A1 (figure 7), chaque languette 40 des rondelles de guidage additionnelles 23 est venue en contact contre une butée angulaire 39 des rondelles de guidage 9, 10. L'entraînement simultané en rotation du voile et des rondelles de guidage additionnelles 23dans le même sens n'est donc plus possible. Comme le voile 7 poursuit sa course angulaire alors que les rondelles de guidage additionnelles 23 restent en place contre les butées angulaires 39, les ressorts additionnels 25 se compriment entre la deuxième zone d'appui additionnelle 27 du voile 7 et la première zone d'appui additionnelle 37 de la rondelle de guidage additionnelle 23 qui donc se rapprochent mutuellement. Pendant cette course angulaire, l'amortisseur principal travaille donc conjointement à l'amortisseur additionnel (en parallèle), conformément à la deuxième phase de fonctionnement. Sur la figure 8, les ressorts 13, 25 n'ont pas été représentés pour laisser apparaître les zones d'appui.
Dans la position de la figure 8, correspondant au terme de la deuxième phase de fonctionnement, les dents internes 12 du voile 7 et les dents externes 11 du moyeu sont en contact et, si la rotation relative se poursuit, le couple est alors transmis directement via ces éléments, sans amortissement.
Les figures 7 et 8 sont relatives à un sens de rotation relative du voile 7 et des rondelles de guidage 9, 10. Dans l'autre sens de rotation relative à partir de la position de repos, la compression des ressorts selon deux phases a lieu de la même manière.
Le dispositif d'amortissement de torsion décrit présente un grand débattement d'amortissement. Dans le présent exemple, la valeur de la course angulaire A1 est de 42° et la valeur de la course angulaire A2 est de 47°. La figure 9 représente le dispositif d'amortissement de torsion 1 monté dans un limiteur de couple 50 d'un véhicule. Ce limiteur de couple 50 comporte deux mâchoires 51 entre lesquelles sont montées les garnitures de friction 3. Une rondelle élastique 52 met en charge une rondelle intercalaire 53 contre les garnitures de friction 3. Le dispositif d'amortissement de torsion 1 est ainsi pincé entre la rondelle intercalaire 53 et une mâchoire 51 de sorte qu'il puisse être entraîné en rotation avec le limiteur de couple 50. Le limiteur de couple 50 est monté sur un volant moteur 54 du moteur d'un véhicule et le moyeu 5 est monté sur un arbre de transmission (non représenté) de ce véhicule. La charge de la rondelle élastique 52 est calibrée pour que, lorsque le couple transmis par le volant moteur 54 à l'arbre de transmission, ou de l'arbre de transmission vers le moteur 54, dépasse une limite prédéterminée, les garnitures de friction puissent glisser par rapport au limiteur de couple 50. Le dispositif d'amortissement de torsion 1 filtre dans tout les cas les oscillations de torsions ayant lieu entre le volant moteur 54 et l'arbre de transmission.
Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, les ressorts principaux de l'amortisseur principal sont répartis dans un premier étage E1 de ressorts et un deuxième étage E2 de ressorts, le premier étage de ressorts E1 et le deuxième étage E2 de ressorts étant agencés en série par l'intermédiaire d'un élément de phasage 13, et le dispositif d'amortissement de torsion est agencé de sorte que, lorsque le débattement angulaire entre le premier élément tournant 7 et le deuxième élément tournant 9,10 atteint un troisième seuil A3, A3' de débattement angulaire entre le premier élément tournant 7 et le deuxième élément tournant 9, 10 depuis une position angulaire relative de repos prise par le deuxième élément tournant 9, 10 et le premier élément lorsqu'aucun couple n'est transmis, le deuxième étage de ressorts E2 cesse de se comprimer. Le schéma de principe de ce mode de réalisation est représenté sur la figure 10. Ceci peut permettre notamment de réduire la taille du ressort additionnel ou bien de réduire la qualité de son fil. Comme le deuxième étage de ressorts E2 cesse de se comprimer pour tout débattement angulaire entre le premier élément tournant 7 et le deuxième élément tournant 9, 10 supérieur au troisième seuil A3, la raideur angulaire de l'amortisseur principal augmente au-delà du troisième seuil A3. Le deuxième étage de ressorts cesse de se comprimer lorsque le débattement angulaire entre l'élément de phasage 13 et le deuxième élément tournant 9, 10 atteint un quatrième seuil de débattement angulaire A4 entre le l'élément de phasage et le deuxième élément tournant depuis une position angulaire relative de repos prise par l'élément de phasage et le deuxième élément tournant lorsqu'aucun couple n'est transmis.
De préférence, le dispositif d'amortissement de torsion est agencé de sorte que le premier étage de ressorts E1 poursuit sa compression lorsque le débattement angulaire entre le premier élément tournant 7 et le deuxième élément tournant 9, 10 dépasse le troisième seuil A3.
Les courbes d'amortissement de deux variantes de réalisation sont représentées sur la figure 11 . Dans ces deux variantes, le troisième seuil A3 et A3' de débattement angulaire entre le premier élément tournant 7 et le deuxième élément tournant 9, 10 est inférieur ou égal au premier seuil A1 de débattement angulaire entre les premier 7 et deuxième éléments tournants 9,10.
Ainsi, en passant d'une phase de fonctionnement avec deux étages en série à une phase de fonctionnement avec un seul étage de ressort au niveau de l'amortisseur principal, et cela avant que les première butée 39 et deuxième butée complémentaire 40 soient en appui l'une contre l'autre, on augmente la raideur angulaire de l'amortisseur dans toute la plage de débattement angulaire pour laquelle une raideur plus importante est souhaitée, c'est-à-dire la plage angulaire de débattement pour laquelle le ressort additionnel 25 est comprimé.
Ainsi, si l'on compare la courbe de la figure 6 et la courbe du cas 2 de la figure 11 , si l'on considère que la raideur angulaire de chaque ressort est identique, on obtient une raideur angulaire sur la deuxième pente (pour laquelle le ressort addtionnel est comprimé) plus forte pour le cas 2 de la figure 11 que pour l'exemple de la figure 6. Cette augmentation de raideur angulaire est obtenue grâce à la mise en butée de l'élément de phasage 13 et du deuxième élément tournant 9, 10.
Sur la figure 11 , la courbe caractéristique d'amortissement de deux cas de figures sont représentés. Sur le cas 1 , le troisième seuil A3 de débattement angulaire entre le premier élément tournant 7 et le deuxième élément tournant 9, 10 est inférieur au premier seuil A1 de débattement angulaire entre les premier 7 et deuxième éléments tournants 9,10.
De préférence, l'angle séparant le premier seuil de débattement angulaire (A1 ) et le troisième seuil de débattement angulaire A3 est inférieur à 10 degrés, de préférence inférieur à 5 degrés.
Ceci permet de générer une pente de raccordement et de créer une transition entre la raideur angulaire de début de course et la raideur angulaire de fin de course.
Dans le cas 1 , les premier et troisième seuil A1 et A3 sont tels que le troisième seuil A3 est inférieur au premier seuil A1 .
La courbe caractéristique d'amortissement présente dans le sens de transmission direct trois pentes successives de raideurs respectives K1 , K2 et K3; K1 étant la raideur obtenue pour un débattement angulaire inférieur au troisième seuil A3, K2 étant la raideur obtenue pour un débattement angulaire supérieur au troisième seuil A3 et inférieur au premier seuil A1 , et K3 étant la raideur obtenue pour un débattement angulaire supérieur au premier seuil A1 .
De préférence, on a ici 1 < K2/K1 < 5, et de préférence : 2 < K2/K1 < 4
Ainsi, on évite de créer des discontinuités qui peuvent par exemple générer des problématiques de filtrage à l'ordre 1 du moteur. De préférence, dans la courbe caractéristique d'amortissement, le ratio entre deux pentes successives est inférieur à 3.
Sur le cas 2, le troisième seuil A3' de débattement angulaire entre le premier élément tournant 7 et le deuxième élément tournant 9, 10 est sensiblement égal au premier seuil (A1 ) de débattement angulaire entre les premier 7 et deuxième éléments tournants 9,10. Il faut noter que pour le cas1 , la raideur du ressort 25 est plus petite que la raideur du ressort 25 du cas 2, c'est pourquoi les pentes des courbes en fin de débattement sont différentes.
Pour bloquer le deuxième étage de ressorts, deux variantes sont possibles. D'une part, il est possible que les ressorts du deuxième étage E2 atteignent leur limite de compression, notamment avec leurs spires jointives, lorsque le débattement angulaire entre le premier élément tournant 7 et le deuxième élément tournant 9, 10 atteint le troisième seuil A3.
En variante, on peut prévoir que le deuxième élément tournant 9, 10 et l'élément de phasage 13 comportent respectivement une troisième butée 52 et une quatrième butée 51 agencées de sorte que : lorsque le débattement angulaire entre le premier élément tournant 7 et le deuxième élément tournant 9,10 atteint un troisième seuil A3, A3' de débattement angulaire entre le premier élément tournant 7 et le deuxième élément tournant 9, 10 depuis une position angulaire relative de repos prise par le deuxième élément tournant 9, 10 et le premier élément lorsqu'aucun couple n'est transmis, la troisième butée 52 et la quatrième butée 51 sont en appui l'une contre l'autre et le deuxième étage de ressorts E2 cesse de se comprimer lorsque le débattement angulaire entre le premier élément tournant 7 et le deuxième élément tournant 9, 10 augmente au delà du troisième seuil A3. Un exemple de réalisation de cette variante est présenté sur la figure 12.
Dans cet exemple, la troisième butée 52 est formée par une patte intégrée à la rondelle de guidage 10 du deuxième élément tournant. Cette patte 52 s'étend axialement.
Selon un mode de réalisation, la quatrième butée 51 est formée par une patte formée sur l'intercalaire 15 de l'élément de phasage 13. Cette patte peut s'étendre radialement vers l'extérieur. D'autres variantes de réalisation du dispositif d'amortissement de torsion peuvent être mises en œuvre sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, le système dans lequel le dispositif d'amortissement de torsion est monté peut être un quelconque système au sein d'une chaîne de transmission de couple qui nécessite un amortissement de torsion, tels qu'un disque d'embrayage, ou un double volant amortisseur.
Les fonctions de l'amortisseur principal et de l'amortisseur secondaire peuvent être assurées par un seul ressort ou par un nombre quelconque de ressorts, éventuellement en série ou en parallèle.
La butée des rondelles de guidage supplémentaires sur le deuxième élément tournant peut être réalisée différemment, par exemple par d'autres butées disposées près du centre du disque.
Les rôles du voile et des rondelles de guidage peuvent être inversés, le voile devenant le deuxième élément tournant et les rondelles de guidage devenant le premier élément tournant.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif d'amortissement de torsion pour une chaîne de transmission de véhicule, comprenant :
- un premier élément tournant (7) de transmission d'un couple ;
- un deuxième élément tournant (9, 10) de transmission du couple ;
- un amortisseur principal comportant au moins un ressort principal (13) interposé entre le premier élément tournant (7) et le deuxième élément tournant (9, 10), et autorisant, lorsqu'il se déforme, une rotation relative autour d'un axe de rotation (X) entre les premier (7) et deuxième (9, 10) éléments tournants ; le dispositif d'amortissement de torsion étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre :
- un troisième élément tournant (23) de transmission du couple monté rotatif par rapport au premier (7) et au deuxième (9, 10) éléments tournants autour dudit axe de rotation (X) ;
- un amortisseur additionnel comportant au moins un ressort additionnel (25) monté à la fois dans le premier élément tournant (7) et dans le troisième élément tournant (23) ; les deuxième (9, 10) et troisième (23) éléments tournants comportant respectivement une première butée (39) et une deuxième butée complémentaire (40), agencées de sorte que : lorsque le débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments tournants est supérieur à zéro et inférieur à un premier seuil (A1 ) de débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments tournants depuis une position angulaire relative de repos des premier et deuxième éléments tournants pour laquelle aucun couple n'est transmis, ledit au moins un ressort principal (13) est comprimé tandis que le troisième élément tournant (23) est couplé en rotation avec le premier élément tournant (7) via le ressort additionnel (25) non comprimé ; et lorsque le débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments tournants est supérieur audit premier seuil (A1 ), la première butée et la deuxième butée complémentaire sont en appui l'une contre l'autre, le au moins un ressort principal (13) étant comprimé et le au moins un ressort additionnel (25) étant comprimé en parallèle entre le premier élément tournant (7) et le troisième élément tournant (23).
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le premier élément tournant (7) comporte au moins un premier logement additionnel et en ce que le troisième élément tournant (23) comporte au moins un deuxième logement additionnel, les au moins un premier et deuxième logements additionnels étant agencés axialement en vis-à-vis de sorte que le au moins un ressort additionnel (25) soit inséré dans ces logements en vis-à-vis.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier élément tournant (7) comporte au moins un bras (43) s'étendant radialement et agencé circonférenciellement entre deux ressorts principaux (13), un desdits premiers logements additionnels étant formé sur ce bras (43).
4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le au moins un ressort principal (13) et le au moins un ressort additionnel (25) sont agencés de sorte que au moins une portion du ressort additionnel (25) se trouve radialement dans un même plan perpendiculaire audit axe (X) qu'une portion du ressort principal (13).
5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le au moins un ressort principal (13) comporte un bord radial externe et un bord radial interne et le au moins un ressort additionnel (25) est agencé au moins en partie dans un tore centré sur ledit axe (X) et délimité radialement par les bords radiaux interne et externe du au moins un ressort principal (13).
6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'amortisseur principal comporte au moins deux ressorts principaux (13) agencés en série et en ce qu'un ressort additionnel (25) est agencé circonférenciellement entre deux ressorts principaux (13).
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'amortisseur principal comporte au moins deux groupes de ressorts principaux (13), les ressorts principaux étant agencés en série dans chaque groupe, et en ce qu'un ressort additionnel (25) est agencé circonférenciellement entre deux ressorts de deux groupes de ressorts principaux (13).
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les ressorts principaux (13) sont agencés en série dans chaque groupe par l'intermédiaire d'un élément de phasage (13), reliant dans chaque groupe deux ressorts principaux consécutifs agencés en série.
9. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les ressorts principaux de l'amortisseur principal sont répartis dans un premier étage (E1 ) de ressorts et un deuxième étage (E2) de ressorts, le premier étage de ressorts (E1 ) et le deuxième étage (E2) de ressorts étant agencés en série par l'intermédiaire d'un élément de phasage (13), le dispositif d'amortissement de torsion étant agencé de sorte que, lorsque le débattement angulaire entre le premier élément tournant (7) et le deuxième élément tournant (9,10) atteint un troisième seuil (A3, A3') de débattement angulaire entre le premier élément tournant (7) et le deuxième élément tournant (9, 10) depuis une position angulaire relative de repos prise par le deuxième élément tournant (9, 10) et le premier élément lorsqu'aucun couple n'est transmis, le deuxième étage de ressorts (E2) cesse de se comprimer.
10 Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le troisième seuil (A3, A3') de débattement angulaire entre le premier élément tournant (7) et le deuxième élément tournant (9, 10) est inférieur ou supérieur au premier seuil (A1 ), et l'angle séparant le premier seuil de débattement angulaire (A1 ) et le troisième seuil de débattepment angulaire (A3) est inférieur à 10 degrés, de préférence inférieur à 5 degrés.
11 Dispositif selon l'une des revendications 9 à10, caractérisé en ce que le deuxième élément tournant (9, 10) et l'élément de phasage (13) comportent respectivement une troisième butée (52) et une quatrième butée (51 ), agencées de sorte que : lorsque le débattement angulaire entre le premier élément tournant (7) et le deuxième élément tournant (9,10) atteint un troisième seuil (A3, A3') de débattement angulaire entre le premier élément tournant (7) et le deuxième élément tournant (9, 10) depuis une position angulaire relative de repos prise par le deuxième élément tournant (9, 10) et le premier élément lorsqu'aucun couple n'est transmis, la troisième butée (52) et la quatrième butée (51 ) sont en appui l'une contre l'autre et le deuxième étage de ressorts (E2) cesse de se comprimer lorsque le débattement angulaire entre le premier élément tournant (7) et le deuxième élément tournant (9, 10) augmente au delà du troisième seuil (A3).
12 Dispositif selon l'une des revendications 9 à 11 caractérisé en ce que, lorsque les premier et troisième seuil (A1 , A3) sont tels que le troisième seuil (A3) est inférieur au premier seuil (A1 ), et lorsque la courbe caractéristique d'amortissement présente, dans un sens de transmission, trois pentes successives de raideurs respectives K1 , K2 et K3 ; K1 étant la raideur obtenue pour un débattement angulaire inférieur au troisième seuil (A3), K2 étant la raideur obtenue pour un débattement angulaire supérieur au troisième seuil (A3) et inférieur au premier seuil (A1 ), et K3 étant la raideur obtenue pour un débattement angulaire supérieur au premier seuil (A1 ); on a 1 < K2/K1 < 5, et de préférence : 2 < K2/K1 < 4
13. Dispositif selon l'une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que le rapport de la raideur de l'amortisseur additionnel sur la raideur de l'amortisseur principal, lorsque le premier étage de ressort et le deuxième étage de ressorts de l'amortisseur principal fonctionnent en série, est compris entre 2 et 10, de préférence entre 3 et 8, par exemple 3, 4 ou 5.
14. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit premier seuil (A1 ) est compris entre 15 et 65 degrés, de préférence entre 25 et
50 degrés.
15. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'un parmi le premier élément tournant (7) et le deuxième élément tournant (9, 10) est couplé en rotation à un disque de friction (3) et l'autre parmi le premier élément tournant et le deuxième élément tournant est couplé en rotation avec un moyeu (5).
16. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le troisième élément tournant comporte deux rondelles de guidage additionnelles (23) agencées de part et d'autre du premier élément tournant (7) et maintenant axialement les ressorts additionnels (25), et le deuxième élément tournant comporte deux rondelles de guidage principales (9, 10) maintenant axialement les ressorts principaux (13), chaque rondelle de guidage additionnelle (23) étant agencée axialement entre le premier élément tournant (7) et une rondelle de guidage principale (9, 10).
17. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites première (39) et deuxième (40) butées complémentaires sont agencées radialement à l'extérieur des ressorts principaux (13).
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