Brevet FR2503818A1 — publié le 19821015

La présente invention concerne un volant d'inertie qui se compose d'organes servant de paliers, d'une masse d'inertie, de moyens de liaison reliant les organes servant de paliers à la masse d'inertie, ces moyens de liaison étant constitués par exemple par des rayons, et de moyens pour diminuer les efforts exercés sur le palier à la fréquence de résonance du fait des vibrations dues à la résonance. Avec de tels volants d'inertie, il s'agit d'obtenir, pour une certaine vitesse de rotation, un moment cinétique prédéterminé, et en outre, dans le cas par exemple des tech- niques spatiales, il y a lieu de satisfaire à des exigences très sévères en ce qui concerne le poids, qui doit être très faible, et la fiabilité, qui doit être élevée. Puisque, dans un corps en rotation, le moment d'inertie, et donc le moment cinétique, sont fonction du carré de la distance de la masse en rotation, la masse d'inertie est disposée sur le rayon extérieur du rotor qui est relié au palier ou aux paliers au moyen d'organes de liaison qui sont par exemple des rayons. Cependant, du fait de la capacité de déformation élastique de l'anneau d'inertie et des organes de liaison, fût-elle faible, un tel rotor constitue un système suscep- tible d'osciller. C'est en particulier lors du départ des engins spatiaux, du fait de l'intervention d'excitations extérieures à la fréquence de résonance, que peuvent appa- raitre des pointes d'efforts ou de sollicitations très élevées qui peuvent endommager les paliers, et même rendre totalement inutilisable l'ensemble du volant d'inertie. La demande de brevet allemand no 22 25 925 décrit un volant d'inertie qui comprend des dispositifs d'amortis- sement dans ou sur les organes de liaison afin de réduire ces contraintes sur les paliers. Le but de la présente invention est de proposer des dispositions supplémentaires ou, le cas échéant, addition- nelles qui diminuent les efforts sur les paliers liés aux 315 pointes de résonance. Selon l'invention, ce but est atteint grèce à un volant d'inertiel du genre spécifié ci-dessus qui est 2503 818 caractérisé en ce que la masse d'inertie se compose d'au moins deux masses partielles, en ce que des organes (le liai- son séparés sont prévus pour ces deux masses partielles, et en ce que lesdits organes de liaison et/ou lesdites masses partielles sont réalisés de manière à présenter des pointes de résonance pour des fréquences différentes lors d'une excitation extérieure périodique. Grâce à cette solution conforme à la présente inven- tion, et en présence d'excitations ou de vibrations exté- rieures, c'est seulement pour l'un des systèmes partiels composé d'une masse d'inertie partielle et des organes de liaison correspondants qu'intervient la résonance. Ainsi se trouvent diminués en conséquence les efforts sur les paliers, ou, respectivement, il est possible d'utiliser des paliers plus petits qui présentent donc des frottements d'autant plus faibles. La propriété de l'ensemble du système qui résulte des dispositions selon la présente invention - à savoir que, lorsqu'un système partiel entre en résonance, l'autre est sensiblement au repos (dans les cas sur-critiques) ou n'oscille pratiquement qu'à l'amplitude d'excitation (dans les cas sous-critiques) - peut être utilisé pour produire un effet d'amortissement sur le système partiel (lui oscille for- tement lorsque l'on prévoit des organes amortisseurs, comme par exemple une couche de friction, entre les systèmes partiels. Selon une autre possibilité, les systèmes partiels adjacents sont disposés de telle façon que, normalement, ils ne soient pas en contact entre eux, mais que, lorsque l'un des systèmes entre en résonance, il vienne en butée contre l'autre système, ce qui limite l'amplitude d'oscillation. Les surfaces des organes de liaison et/ou des masses partiel- les qui sont alors en contact doivent être réalisées de manière à pouvoir résister aux chocs. La description qui va suivre, et qui ne présente aucun caractère limitatif, permettra de bien comprendre comment la présente invention peut être mise en pratique. 2503 818 Elle doit être lue en regardt des dessins annexés, parmi lesquels: - La figure 1 représente une vue en coupe d'une forme de réalisation de la présente invention; - La figure 2 montre des courbes qui représentent le comportement des systèmes partiels de l'exemple de réali- sation de la figure 1 lorsque la fréquence des vibrations varie; - La figure 3 représente, également en vue en coupe, une autre forme de réalisat:ion de l'invention. Sur la figure 1, le repèrte 1 désigne le stator du volant d'inertie, et le repère 2 un moyeu qui est monté sur ce stator au moyen de paliers. Cette figure représente éga- lement deux masses d'inertie partielles 3 et 4 qui sont montées l'une à côté de l'autre, qui sont séparées l'une de l'autre et qui sont reliées au moyeu 2 par des rayons. Pour chacun de ces systèmes partiels, on n'a représenté qu'un seul rayon 5 et, respectivement, 6. Comme cela est décrit dans la demande de brevet allemand n 22 25 925 précitée, ces rayons peuvent être réalisés de manière à pouvoir produire un amortissement, ou ils peuvent être reliés avec amortis- sement aux masses partielles. L'une des masses partielles 3 ou 4 porte une couche de friction 7 avec laquelle l'autre masse partielle est en contact. Lorsque des oscillations interviennent dans la direction de la périphérie et/ou en direction radiale, elles sont amorties par le frottemernt q(ui se produit. Les d(i,lace- monts en direction axiale se trouvent limités et amortis. En réalisant les rayons 5 et. 6 et/ou les masses partielles 3 et ' de manière différente les uns des autres, on obtient à dessein des systèmes partiels qui présentent des fréquences de résonances différentus. La figure 2 représente le comportement de ces systèmes partiels lorsque la fréquence de l'excitation ou des vibrations extérieures varie. Sur les courh(s de cette figt1- re, on a reporté, en fonction de la frciquence f, l'amplitude des oscillations des syst:,mes pariils ou (do ',xcitation. 2503 818 La courbe de l'un des systèmes partiels est désignée par le repère 20, celle de l'autre par le repère 21. Au-dessous de leur fréquence de résonance, les deux systèmes partiels oscillent d'une manière correspondant à l'amplitude d'exci- tation 24 (zone sous-critique). Au voisinage de leurs fré- quences de résonance f1 et f2, les amplitudes d'oscillation augmentent fortement, pour s'approcher ensuite asymptotique- ment de l'amplitude zéro (zone sur-critique). Les fréquences de résonance des systèmes sont décalées l'une par rapport à l'autre, de sorte que pour chacune de ces fréquences f1 et f2, c'est seulement l'un des systèmes partiels qui exerce des efforts importants sur le palier. Pour ces fréquences fl et f2' on obtient sur les deux systèmes partiels dle fortes différences d'amplitude 22 et 23 qui constituent un indice du fait que la charge sur le palier est produite séparément par les systèmes partiels, mais qui sont également utilisa- bles à des fins d'amortissement, puisque des déplacements relatifs importants se produisent alors entre les systèmes partiels. La figure 3 représente une autre forme de réalisa- tion de l'invention. Sur cette figure, on remarque un stator vu en coupe 31, un moyeu 32 et deux paliers àl roulements à billes 30. Les rayons, qui sont ici réalisés de manière différente, sont désignés par les repères 35 et 36. Les deux masses 33 et 34 présentent une forme telle qu'elles viennent en contact aussi bien lors d'oscillations axiales que lors d'oscillations radiales, puisque, là aussi, les systèmes 35 et 33 ou 36 et 34 présentent des oscillations de résonance différentes. Ces masses portent l'une sur l'autre lorsqu'il existe un interstice axial et/ou radial, ainsi que cela a été représenté, ou elles frottent l'une sur]'autre lors- qu'elles sont réalisées de telle mlllirle qu'elle se touchent même en l'absence d'excitation, ou, éventue]llement, qu'elles comportent une couche de friction spéciale polr les deux directions de déplacement, couchlle qui peut produi l'e, par exemple, un amortissement délepdnanL de la vit esse. 2503 818 - REVENDICATIONS - 1. Volant d'inertie du genre qui se compose d'organes servant de paliers, d'une masse d'inertie, de moyens de liai- son reliant les organes servant de paliers à la masse d'iner- tie, ces moyens de liaison étant constitués par exemple par des rayons, et de moyens pour diminuer les efforts exercés sur le palier à la fréquence de résonance du fait des vibra- tions dues à la résonance, et caractérisé en ce que la masse d'inertie se compose d'au moins deux masses partielles (3, 4, 33, 34), en ce que des organes de liaison séparés (5, 6, 35, 36) sont prévus pour ces deux masses partielles (3, 4, 33, 34), et en ce que lesdits organes de liaison et/ou les- dites masses partielles sont réalisés de manière à présenter des oscillations de résonance pour des fréquences différen- tes lors d'une excitation extérieure périodique. 2. Volant d'inertie selon la revendication 1, carac- térisé en ce que lesdites masses partielles (3, 4, 33, 34) et/ou lesdits organes de liaison (5, 6, 35, 36) sont reliés entre eux avec interposition d'éléments amortisseurs (7). 3. Volant d'inertie selon la revendication 2, caracté- risé en ce qu'une couche de friction (7) est disposée entre lesdites masses partielles (3, 4, 33, 34) et/ou lesdits organes de liaison (5, 6, 35, 36). 4. Volant d'inertie selon la revendication 1, caracté- risé en ce que lesdits organes de liaison (5, 6, 35, 36) et lesdites masses partielles (3, 4, 33, 34) sont réalisés de telle manière que, normalement, ils ne soient pas en contact entre eux, mais qu'ils viennent en contact entre eux pério- diquement lorsque se produisent des oscillations de résonan- ce sur l'un des systèmes partiels, et en ce que les surfaces de contact des sy-stèmes partiels sont réalisées de manière à pouvoir résister aux chocs.