Brevet FR2568638A1 — publié le 19860207

La présente invention a pour objet un ensemble amortisseur pour convertisseur de couple comprenant un ensemble de couvercles annulaires comportant deux premiers couver- cles placés du côté extérieur radialement de cet ensem- ble et faits pour être joints à un élément d'entrée de couple, et deux deuxièmes couvercles placés du côté intérieur radialement de cet ensemble, un premier moyeu annulaire joint aux deuxièmes couvercles et placé entre les premiers couvercles, un deuxième moyeu annulaire fait pour être joint à un élément de sortie de couple et placé entre les deuxièmes couver- cles, un premier mécanisme de torsion à ressorts fai- bles reliant les premiers couvercles au premier moyeu, un deuxième mécanisme à ressorts forts reliant les deuxièmes couvercles au deuxième moyeu, et un méca- nisme d'arrêt destiné à empêcher la rotation relative entre les premiers couvercles et le premier moyeu quand l'angle de torsion entre ceux-ci atteint une valeur déterminée dans le sens de rotation positif et dans le sens de rotation négatif. Un tel ensemble amortisseur est associé à un convertis- seur de couple pour automobile, par exemple. Généralement, dans un convertisseur de couple, il y a une perte de puissance due au glissement dans le fluide qui entraîne une consommation exagérée de carburant. Par suite, des embrayages à blocage ou des mécanismes d'accouplement direct ont déjà été montés dans des convertisseurs de couple. Dans ces conver- tisseurs de couple du type à accouplement direct, un élément de sortie du moteur est, dans l'opération d'accouplement direct, relié directement par ce mécanisme à une boîte de vitesses. Par conséquent, la vibration et le choc du couple produits dans le moteur lors des changements de vitesses et de l'accélération sont transmis directement à la boîte de vitesses, ce qui produit des bruits d'attaque des pignons et d'autres bruits. En outre, dans certains convertisseurs de couple pourvus d'un embrayage à blocage ou d'un mécanisme d'accouplement direct, au ralenti, un débrayage insuffisant peut avoir lieu, dans une partie à embrayage hydraulique de la transmission, ce qui produit aussi des bruits d'attaque des pignons en raison de la vibration du couple dans le moteur. Pour l'absorption de cette vibration, il a été proposé d'utiliser des amortisseurs ayant de grandsangles maximaux de torsion: demande de brevet japonais 57-10387 (brevet américain 4 493 674, demande de brevet allemand P 33 02 536.3) et demande de brevet japonais 56-174726 (demande de brevet américain 436 804, demande de brevet allemand P 32 40 238.4). Le dispositif de la demande de brevet japonais 57-10387 comporte un ensem- ble de ressorts disposés en série avec entre eux des éléments flottants tels qu'équilibreurs et entretoises libres, et a des caractéristiques de torsion qui sont symétriques et les mêmes dans le sens positif et le sens négatif. Cependant, à la suite d'essais dans lesquels ces amortisseurs étaient montés sur de vraies automobiles, il s'est avéré que les amortisseurs clas- siques ne pouvaient pas absorber suffisamment la vibration du couple, particulièrement dans un domaine de faible rigidité à la torsion, c'est-àdire pendant la marche au ralenti. En conséquence, un but de l'invention est de fournir un ensemble amortisseur amélioré qui puisse empêcher la transmission de la vibration et de la fluctuation rapide du couple à un élément de sortie. Précisément, 3, le but principal de la présente invention est de supprimer l'inconvénient qui est que l'effet d'absorp- tion de la vibration du couple ne peut pas être suffi- samment grand dans tous les domaines de couple, y compris le domaine de marche au ralenti. A cet effet, la présente invention a pour objet un ensemble amortisseur du type décrit ci-dessus, carac- térisé par le fait que le mécanisme d'arrêt est conçu de façon que les valeurs déterminées de l'angle de torsion dans le sens de rotation positif et dans le sens de rotation négatif puissent être différentes, et le deuxième mécanisme de torsion à ressort comporte un ensemble de ressorts disposés en série avec des entre- toises flottantes entre eux. Dans ce dispositif, le couple transmis de l'élément d'entrée aux premiers couvercles est transmis par le premier mécanisme de torsion à ressorts au premier moyeu, puis est transmis par les deuxièmes couvercles, le deuxième mécanisme de torsion à ressorts et le deuxième moyeu à l'élément de sortie. Dans cette opération, le premier et le deuxième méca- nismes à ressorts sont comprimés par une force corres- pondant au couple transmis, de sorte que les premiers couvercles tournent par rapport au premier moyeu et les deuxièmes couvercles tournent par rapport au deuxième moyeu. Lorsque le couple transmis est faible par exemple dans l'opération de torsion positive, le premier ressort, faible, se comprime en grande partie, de sorte que la vibration du couple est absorbée. Lorsque le couple transmis augmente, le mécanisme d'arrêt empêche la compression du premier mécanisme à ressorts ainsi que la rotation relative des premiers couvercles et du premier moyeu, de sorte que seul le deuxième mécanisme à ressorts se comprime, grâce à quoi la vibration du couple est absorbée. Lorsque le deuxième mécanisme à ressorts se comprime, un ensemble de ressorts disposés en série se comprime. Par conséquent, la longueur comprimée de l'ensemble du deuxième mécanisme à ressorts est grande, de sorte que l'angle de torsion correspondant est grand. Le mécanisme d'arrêt rend asymétriques les caractéris- tiques de torsion des premiers couvercles et du pre- mier moyeu, de sorte que la caractéristique dans le sens positif est différente de la caractéristique dans le sens négatif. Ainsi, la vibration du couple peut être absorbée efficacement même en marche au ralenti. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de la forme de réalisation préférée de l'ensemble amortisseur de l'invention, faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: 25. la figure 1 est une vue de face schématique, avec certaines parties retranchées, de l'ensemble amortisseur de l'invention; les figures 2, 3 et 4 sont des coupes partielles agrandies, respectivement suivant les lignes II-II, III-III et IV-IV de la figure 1; et la figure 5 est un graphique représentant les carac- téristiques d'amortissement de l'ensemble de la figure 1. Sur la figure 2, un ensemble de couvercles annulaires comprend deux premiers couvercles 2 et 3 du côté extérieur radialement et deux deuxièmes couvercles 4 et 5 du côté intérieur radialement. La partie périphé- rique extérieure 6 du couvercle 2, de forme cylindri- que, s'avance à l'opposé du couvercle 3 et est jointe à un élément de sortie (non représenté) d'un conver- tisseur de couple. Un premier moyeu annulaire 7 est placé entre les couvercles 2 et 3. Ce moyeu 7 est pourvu d'ouvertures 9 dans lesquelles sont placés des ressorts hélicoïdaux de compression 8. Les couver- cles 2 et 3 ont des parties courbes 10 à section en forme d'arc qui couvrent la périphérie extérieure des ressorts 8. Dans ces parties courbes 10 sont faites des ouvertures 11. Un élément annulaire de friction 12 tel que ressort ondulé est interposé à l'intérieur radiale- ment des ressorts 8 entre le couvercle 3 et le moyeu 7. La périphérie intérieure du moyeu 7 se continue d'un seul tenant jusqu'à la périphérie extérieure du couver- cle 4. Un moyeu annulaire 13 est interposé entre les couvercles 4 et 5. Ce moyeu 13 est pourvu à sa péri- phérie intérieure d'une cannelure 14 qui est en prise avec un arbre de sortie (non représenté). Comme le montre la figure 3, le moyeu 13 est pourvu d'ouvertures 17 dans lesquelles sont placés des ressorts hélicoïdaux de compression 15 et 16. Les couvercles 4 et 5 ont des parties courbes 18 à section en forme d'arc qui couvrent la périphérie extérieure des ressorts 15. Dans ces parties courbes 18 sont faites des ouver- tures 19. Les ressorts 15 et 16 sont respectivement de grand et de petit diamètre et sont placés coaxiale- ment. La partie périphérique extérieure du couvercle 5 est recourbée à l'extérieur radialement du moyeu 13 vers le couvercle 4 et est fixée à ce dernier par des rivets 20. Comme le montre la figure 4, les couvercles 2 et 3 sont assemblés par des goupilles d'arrêt 22 qui passent par des ouvertures longues circonférentiellement 23 prévues dans le moyeu 7. Dans des ouvertures 17 du moyeu 13 sont aussi placées des entretoises flottan- tes 24, comme expliqué en détail plus loin. Chaque entretoise 24 est constituée d'une plaque centrale 25 et de plaques guides 26 fixées par des rivets 27 aux deux faces de cette plaque centrale 25. Les bords des plaques centrales 25 sont en contact glissant avec les bords intérieur et extérieur des ouvertures 17. Les plaques guides 26 s'appuient et peuvent glisser sur les deux faces latérales des parties périphériques intérieure et extérieure des ouvertures 17. Comme le montre la figure 1, les ressorts 8 sont pla- cés dans l'ensemble de couvercles 1 à deux endroits diamétralement opposés et s'étendent dans la direction circonférentielle du disque. Dans l'état neutre, c'est- à-dire l'état sans torsion, représenté, les deux extrémités de chaque ressort 8 sont supportées circon- férentiellement par les deux bords 30 des ouvertures 9 et les deux extrémités 31 (extrémités de base) des parties courbes 10. Deux ressorts hélicoïdaux de compression 35 s'étendant sensiblement dans la direction circonférentielle du disque sont placés à des endroits du disque distants angulairement de 90 des ressorts 8. Ces ressorts 35 sont placés dans des ouvertures 36 prévues dans le moyeu 7 et sont couverts par des parties courbes 37 à section en forme d'arc. Dans l'état neutre représenté, les deux extrémités de chaque ressort 35 sont suppor- tées par les bords 38 des ouvertures 36. Les ressorts sont en contact avec les bords avant 39, situés à l'avant dans le sens de rotation positif R du disque, des parties courbes 37 et sont écartés des bords arrière 40 de ces parties courbes 37, entre les deux existant des espaces circonférentiels N. Les ressorts et 8 forment un premier mécanisme de torsion à ressorts 44. Les ouvertures 23 par o passent les goupilles d'arrêt 22 s'étendent circonférentiellement entre les ouvertures voisines 9 et 36. Dans l'état initial représenté, chaque goupille d'arrêt 22 est en contact avec le bord arrière 41, situé à l'arrière dans le sens de rotation R,-de l'ouverture longue 23 et est écartée du bord avant 42 de cette ouverture 23, entre les deux existant un espace long circonférentiellement M. L'amortisseur comporte trois deuxièmes mécanismes de torsion à ressorts 45 qui sont constitués de trois groupes de ressorts 15 et 16 disposés en série et d'entretoises 24 placées entre eux. Dans l'état initial représenté, les deux extrémités de chaque deuxième mécanisme à ressorts 45 sont supportées par les deux bords 46 de l'ouverture 17 et les deux extrémités 47 de la partie courbe 18. Dans l'état initial, les ressorts 16 sont plus courts d'une longueur circonfé- rentielle n que les ressorts 15. Le fonctionnement est le suivant. Le couple appliqué aux couvercles 2 et 3 est transmis au moyeu 7 par les premiers mécanismes à ressorts 44 comportant les ressorts 8 et 35, puis est transmis du & couvercle 4 (moyeu 7) et du couvercle 5 à l'arbre de sortie par les deuxièmes mécanismes de torsion à ressorts 45 et le moyeu 13. Les ressorts 8, 15, 16 et 35 sont comprimés par une force correspondant au couple transmis, de sorte que les couvercles 2 et 3 tournent par rapport au moyeu 7 d'un angle correspon- dant à leur longueur comprimée et les couvercles 4 et 5 tournent par rapport au moyeu 13 d'un angle correspondant à leur longueur comprimée. Dans cette opération, dans laquelle le couple de tor- sion, dans le sens de rotation positif R, augmente, les ressorts forts 15 sont à peine comprimés dans une première phase dans laquelle le couple est faible. En outre, comme l'angle de torsion est aussi faible quand le couple est faible, les extrémités arrière 40 des parties courbes 37 ne viennent pas en contact avec les ressorts 35, de sorte que ceux-ci ne se compriment pas. Par conséquent, comme indiqué dans la partie O-A sur la figure 5, le taux de croissance du couple transmis est petit relativement à la crois- sance de l'angle de rotation des couvercles 2 et 3 par rapport au moyeu 13. Quand l'angle de torsion atteint une valeur détermi- née A1, les extrémités arrière 40 viennent en contact avec les ressorts 35 et ceux-ci, dans une deuxième phase, commencent à se comprimer. Par conséquent, comme indiqué par la partie A-B sur la figure 5, le taux de croissance du couple transmis relativement à la croissance de l'angle de torsion devient grand. Quand l'angle de torsion atteint une valeur détermi- née B1, les goupilles d'arrêt 22 viennent en contact avec les bords avant 42 des ouvertures longues 23, et les ressorts 8 et 35 ne se compriment pas dans une troisième phase qui suit. Au point correspondant à l'angle de torsion B1, les ressorts 15 se compriment d'une longueur correspondant à l'espace n. Par conséquent, dans la troisième phase, les deux ressorts et 16 se compriment, de sorte que, comme indiqué par la partie B-C sur la figure 5, le taux de crois- sance du couple transmis relativement à la crois- sance de l'angle de torsion devient grand. L'opération de torsion dans la troisième phase se termine lorsque les ressorts 15 sont complètement comprimés. Comme les trois ressorts 15 sont disposés en série, comme indiqué précédemment, les couvercles 4 et 5 tournent d'un grand angle par rapport au moyeu 13 jusqu'à ce que les ressorts 15 soient complètement comprimés, de sorte que l'angle maximal de torsion est grand. Inversement, quand le couple de torsion croît dans le sens de rotation négatif, les éléments fonction- nent de la manière suivante. Dans l'état initial représenté, les goupilles d'arrêt 22 sont en contact avec les bords arrière 41. Par conséquent, dans l'opération de torsion négative, les couvercles 2 et 3 ne tournent pas par rapport au moyeu 7, et seule- ment les couvercles 4 et 5 tournent par rapport au moyeu 13. Par conséquent, dans cette opération, seuls les ressorts 15 et 16 se compriment, de sorte que, comme indiqué dans la partie O-a-b sur la figure 5, le taux de croissance du couple transmis relativement à la croissance de l'angle de torsion devient grand. En outre, les ressorts 16 ne se compriment pas dans une première phase avant que l'angle de torsion ait atteint une valeur déterminée a1, et se compriment 1 0 dans une deuxième phase après que l'angle de torsion a atteint cette valeur a1. Par conséquent, le taux de croissance du couple transmis relativement à l'an- gle de torsion est plus grand dans la deuxième phase a-b que dans la première O-a. Quand l'opération de torsion s'effectue de la manière décrite en détail précédemment, un frottement se pro- duit à la surface de l'élément de friction 12 (figure 2) et d'autres, ce qui produit un couple d'hystérésis h sur les caractéristiques d'amortisse- ment (figure 5). Dans l'invention, comme exposé en détail précédemment, les mécanismes de torsion à ressorts faibles 44 sont placés entre les couvercles 2 et 3 et le moyeu 7, et les mécanismes de torsion à ressorts forts 45, qui comportent un ensemble de ressorts 15 et 16 disposés en série, sont placés entre le moyeu 13 et les couver- cles 4 et 5 joints au moyeu 7. Par conséquent, l'angle maximal de torsion peut être grand et la vibration du couple peut être absorbée efficacement dans tous les domaines de couple du domaine des petits couples à celui des grands couples. En outre, le mécanisme d'arrêt comportant les goupilles d'arrêt 22 et les ouvertures longues 23 est utilisé pour fixer les carac- téristiques de torsion ou d'amortissement des couver- cles 2 et 3 et du moyeu 7 asymétriquement dans le sens positif et le sens négatif. Par exemple, les mécanismes à ressorts faibles 44 sont conçus pour agir seulement dans l'opération de torsion dans le sens de rotation positif. Par conséquent, la vibra- tion et la fluctuation du couple peuvent être absor- bées efficacement dans le domaine des petits couples comme la marche au ralenti. Cet effet des caractéristiques asymétriques a été démontré et reconnu dans des essais. Bien que l'invention ait été décrite avec une certaine minutie dans sa forme préférée, il va de soi qu'on peut modifier le présent exposé de la forme préférée quant aux détails de construction et à la combinaison et la disposition de parties sans sortir du cadre de l'invention telle qu'elle est revendiquée ci-après. REVENDICATIONS 1. Ensemble amortisseur pour convertisseur de couple comprenant un ensemble de couvercles annulaires compor- tant deux premiers couvercles (2, 3) placés du côté extérieur radialement de cet ensemble et faits pour être joints à un élément d'entrée de couple, et deux deuxièmes couvercles (4, 5) placés du côté intérieur radialement de cet ensemble, un premier moyeu annulaire (7) joint aux deuxièmes couvercles (4, 5) et placé entre les premiers couvercles (2, 3), un deuxième moyeu annulaire (13) fait pour être joint à un élément de sortie de couple et placé entre les deuxièmes couvercles (4, 5), un premier mécanisme de torsion (44) à ressorts faibles reliant les premiers couvercles (2, 3) au premier moyeu (7), un deuxième mécanisme (45) à ressorts forts reliant les deuxièmes couvercles (4, 5) au deuxième moyeu (13), et un mécanisme d'arrêt (22, 23) destiné à empêcher la rotation relative entre les premiers couvercles (2, 3) et le premier moyeu (7) quand l'angle de torsion entre ceux-ci atteint une valeur déterminée dans le sens de rotation positif et dans le sens de rotation négatif, caractérisé par le fait que le mécanisme d'arrêt (22, 23) est conçu de façon que les valeurs déterminées de l'angle de tor- sion dans le sens de rotation positif et dans le sens de rotation négatif puissent être différentes, et le deuxième mécanisme (45) de torsion à ressorts comporte un ensemble de ressorts (15, 16) disposés en série avec des entretoises flottantes (24) entre eux. 2. Ensemble amortisseur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le mécanisme d'arrêt (22,23) comporte une goupille d'arrêt (22) qui est fixée aux premiers couvercles (2, 3) et passe par une ouverture longue circonférentiellement (23) prévue dans le premier moyeu (7), et cette goupille d'arrêt (22) est placée pour venir en contact avec un seul des bords (42; 41) de l'ouverture longue quand les premiers couvercles (2, 3) ne tournent pas par rapport au pre- mier moyeu (7). 3. Ensemble amortisseur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le premier moyeu (7) fait corps avec les deuxièmes couvercles (4, 5). 4. Ensemble amortisseur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'un élément de friction (12) destiné à produire un couple d'hystérésis est interposé entre les premiers couvercles (2, 3) et le premier moyeu (7).