Brevet FR2583488A2 — publié le 19861219

FR 2583488 A2 19861219 FR 8607958 A 19860603 La présente invention concerne un dispositif pour réduire des vibrations, engendrées côté-moteur, d'une ligne de transmission de mouvement, notamment un volant divisé, comportant deux éléments de dispositif ou de volant placés coaxialement l'un par rapport à l'autre, accouplés l'un avec l'autre du point de vue de la trans- mission du mouvement par des moyens élastiques de liaison et dont le premier est ou peut être relié au moteur tandis que le second est ou peut être relié à la ligne de trans- mission de mouvement, le contre-appui des moyens élastiques qui est associé au premier élément de dispositif ou de volant étant disposé sur une partie de contre-appui, qui est en liaison d'entraînement avec cet élément du dispo- sitif ou volant par conjugaison de forces et sans limita- S15 tion de la possibilité de rotation relative, et la grandeur de la liaison par conjugaison de forces étant supérieure au couple maximal du moteur. Un tel dispositif ou un volant correspondant fait l'objet de la demande de brevet français déposée par la Demanderesse sous le n 86. 01899. L'avantage d'un dispositif correspondant consiste en ce qu'on peut obtenir un bon confort. Lorsque la plage de résonance de la ligne de transmission de mouvement est franchie, les parties du dispositif ou du volant exé- cutent l'une par rapport à l'autre des mouvements d'ampli- tudes comparativement grandes, auquel cas les forces transmises par l'intermédiaire des moyens élastiques et agissant entre les parties du dispositif ou du volant dépassent la grandeur de la liaison par conjugaison de forces, dans tous les cas lorsque le fonctionnement s'effectue pendant une assez longue période à la fréquence de résonance ou à proximité de celle-ci. Du fait que le système d'entraînement est réglé de telle sorte que la fréquence de résonance soit située autant que possible un peu en dessous de la vitesse de ralenti du moteur, une excitation de durée assez longue de la fréquence de résonance peut se produire surtout lors de multiples tentatives de démarrage. En réglant la grandeur de la liaison par conjugaison de forces à une valeur relati- vement faible, on peut alors obtenir que les mouvements relatifs des parties du dispositif ou du volant soient freinés et par conséquent amortis le long d'une course comparativement grande. Tant que les forces transmisespar des moyens élastiques entre les parties du dispositif ou du volant sont plus petites que la grandeur de la liaison par con- jugaison de forces, celle-ci ne peut exercer aucun effet d'amortissement. Cela est évidemment souhaitable dans le cas des vibrations d'amplitudes relativement faibles, telles que celles se produisant entre les parties du dispositif ou du volant à des vitesses de rotation assez élevées du moteur et dans des conditions de fonctionne- ment sensiblement stationnaires - par exemple dans le cas d'une marche à vitesse constante. Cependant, il existe des situations dans lesquelles il peut se produire, en dehors de la fréquence de résonance de la ligne de transmission de mouvement, d'assez grands mouvements relatifs entre les parties du dispositif ou du volant, comme par exemple dans le cas d'une alternance de charge entre un fonctionnement en poussée et un fonctionnement en traction d'un véhicule. Cependant, du fait que les forces se produisant lors d'une telle alternance de charge sont souvent plus petites que la grandeur de la liaison par conjugaison de forces, il n'est pratiquement pas possible d'effectuer un amortissement des vibrations associées à cette alternance de charge. Pour cette raison, l'invention a pour but d'agen- cer le dispositif ou le volant ayant la structure définie ci-dessus, de telle sorte que des mouvements relatifs se produisant entre les éléments du dispositif ou du volant puissent être également amortis efficacement déjà lorsque des forces s'exerçant dans le cas de ces mouvements rela- tifs entre les éléments du dispositif ou du volant sont plus faibles que le couple maximal du moteur, mais cepen- dant plus grandes qu'une valeur de seuil à prédéterminer. Ce problème est résolu en ce que, comme liaison par conjugaison de forces entre la partie de contre-appui et la première partie de dispositif ou de volant, il est prévu un premier accouplement soumis à du jeu ainsi qu'un second accouplement sensiblement exempt de jeu qui sont disposés mutuellement en parallèle, la grandeur de la liaison par conjugaison de forces du second accouple- ment étant - avantageusement - plus petite que le couple maximal du moteur. En correspondance, le second accouplement peut déjà patiner ou décrocher pour des couples transmis re- lativement petits jusqu'à ce que, après épuisement du jeu, le premier accouplement patine ou décroche également, dans le cas o les couples agissant entre les parties du dispositif ou du volant sont suffisamment grands, c'est-à-dire dépassent suffisamment le couple maximal du moteur. Un avantage de l'invention consiste, entre autre, en ce que des tolérances inévitables en ce qui concerne la grandeur de la liaison par conjugaison de forces des deux accouplements ne provoquent aucun comportement sensiblement différent du dispositif ou du volant. A cet égard, on peut citer des processus de vieillis- sement inévitables et auxquels on n'apporte pas égale- ment d'attention, comme la dispersion en cours de fa- brication. Il suffit simplement de faire en sorte que la grandeur de la liaison par conjugaison de forces des deux accouplements,c'est-à-dire la somme des grandeurs 4 2583488 des liaisons par conjugaison de forces du premier et du second accouplement soit supérieure au couple maximal du moteur, tandis que simultanément la grandeur de la liai- son par conjugaison de forces du second accouplement a - avantageusement une valeur plus petite que celle du couple du moteur. Selon une forme avantageuse de réalisation de l'invention, on peut disposer entre la partie de contre- appui et l'autre partie du dispositif ou du volant, parallèlement à la suspension, un troisième accouplement additionnel soumis à du jeu, dont la grandeur de la liai- son par conjugaison de forces est plus petite que le couple maximal du moteur, au moins quand les vitesses de rotation sont supérieures à la fréquence de résonance. En outre, on peut faire-en sorte que le second accouplement et/ou le troisième accouplement - par exemple en les agençant à la façon d'un accouplement centrifuge - soient disposés avec une liaison par con- jugaison de forces qui est fonction de la vitesse de rotation, auquel cas la liaison par conjugaison de forces du second accouplement doit croître lorsque la vitesse de rotation augmente tandis que la liaison par conjugaison de forces du troisième accouplement doit décroître lorsque la vitesse de rotation augmente. Avec cet agencement, la mobilité créée par les moyens élastiques entre les parties du dispositif ou du volant est amortie seulement faiblement ou même pas du tout pour des vi- tesses de rotation élevées o il se produit seulement de faibles amplitudes de vibration alors que, aux basses vitesses de rotation, et notamment à l'intérieur d'une plage de résonance correspondant à de très basses vi- tesses de rotation, il se produit un fort amortissement par friction. 2583488 D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mis en évidence, dans la suite de la des- cription, donnée à titre d'exemple non limitatif, en ré- férence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 donne une représentation schématique du volant divisé conformément à l'invention, la figure 2 représente-un diagramme permettant d'expliquer la-relation entre les couples (M) agissant ou à vaincre entre les parties du volant en fonction de la déviation relative ( correspondante d'une troisième variante. Sur la figure 1, les deux parties 1 et 2 du volant sont représentées schématiquement comme des corps lourds, qui sont soutenus ou accouplés l'un par rapport à l'autre à l'aide de moyens élastiques de liaison 3. L'un des contre-appuis des moyens élastiques est disposé sur la partie 2 du.volant tandis que l'autre contre-appui est constitué par une partie de contre-appui 4, qui est reliée à la partie 1 du volant par l'intermédiaire d'un accouplement glissant 5 placé en série-par rapport aux moyens élastiques 3 et qui permet un déplacement à volonté, c'est-à- dire une rotation, des parties 1 et 2 du volant l'une par rapport à l'autre, lorsqu'un couple d'une grandeur correspondante est exercé entre lesdites parties. L'accouplement glissant 5 est, au moins dans l'essentiel, exempt de jeu. En outre, la partie de contre-appui 4 est reliée à la partie de volant 1 par l'intermédiaire d'un accou- plement glissant 6 soumis à du jeu et qui entre à chaque fois en action lorsqu'un jeu de longueur totale 2 S est épuisé. La grandeur de la liaison par conjugaison de forces des deux accouplements glissants 5 et 6 disposés parallèlement l'un par rapport à l'autre est au total supérieure au couple maximal du moteur. La liaison par conjugaison de forces de l'accouplement glissant 5 est cependant seule plus petite que ce couple. En outre, les parties 1 et 2 du volant peuvent être accouplées directement l'une avec l'autre, au moyen d'une faible liaison par conjugaison de forces, à l'aide d'un accouplement glissant 7. Souvent, cet accouplement glissant 7 peut également être supprimé car il intervient entre les parties 1 et 2 du volant une résistance iné- vitable engendrée par friction et agissant obligatoire- ment dans le sens d'une faible liaison par conjugaison de forces. En cours de marche, les parties 1 et 2 du volant exécutent l'une par rapport à l'autre des rotations re- latives qui produisent, sur la figure 1, un rapprochement ou un éloignement des parties 1 et 2 du volant l'une par rapport à l'autre. Pour autant qu'il ne se produise entre les par- ties 1 et 2 du volant que de petits mouvements relatifs, c'est-à-dire des vibrations de faible amplitude, le jeu 2 S disponible pour la partie de contre-appui 4 par rap- port à l'accouplement glissant 5 n'est pas épuisé. En correspondance, seulement les moyens élastiques 3 ainsi que l'accouplement glissant 6 agissent entre les parties 1 et 2 du volant, en supposant que le couple respective- ment transmis peut être encore absorbé par l'accouple- ment glissant 5. Aussitôt que les couples agissant entre les parties 7 2583488 1 et 2 du volant dépassent suffisamment fortement ou longtemps la grandeur de la liaison par conjugaison de forces de l'accouplement glissant 5, le jeu 2 S est épuisé, de sorte que les deux accouplements glissants 5 et 6 travaillent ou patinent en parallèle. Ce dernier cas se produit essentiellement seulement dans la plage de résonance de la ligne de transmission de mouvement, c'est-à-dire en relation avec un réglage correspondant de la raideur des moyens élastiques 3 et des masses des par- ties 1 et 2 du volant, pour de très petites vitesses de rotation qui sont encore inférieures à la vitesse de ralenti du moteur et qui ne se produisent pratique- ment que lors de son démarrage. Un autre exemple de production de couples accrus entre les parties 1 et 2 du volant correspond à ce qu'on appelle un démarrage brutal, qui se produit lorsqu'un embrayage placé entre le moteur et la ligne de transmis- sion de mouvement est embrayé brutalement. Le diagramme de la figure 2 représente en par- ticulier le mode de fonctionnement du volant représenté sur la figure 1. Sur ce diagramme, le couple M agissant ou transmis entre les parties 1 et 2 du volant est re- présenté en fonction du déplacement ou de la rotation ( des parties 1 et 2 du volant l'une par rapport à l'autre. Le volant devrait se trouver initialement dans la position centrale représentée sur la figure 1. Lorsqu'ensuite les parties 1 et 2 du volant doivent être tournées l'une par rapport à l'autre - par exemple dans le sens d'un rapprochement dans la représentation de la figure 1 - un certain couple minimal doit être produit, ce couple étant prédéterminé par la précontrainte des moyens élastiques 3. Une rotation addi- tionnelle est ensuite contrebalancée par un couple crois- sant exercé par les moyens élastique 3, en correspondance aveclapartiede courbe A. Ensuite, aussitôt qu'il intervient entre les parties 1 et 2 du volant un couple qui corres- pond à peu près au couple M5 pouvant être transmis par l'accouplement glissant 5, cet accouplement 5 patine le long d'une course S (cf. figure 1) de sorte que mainte- nant l'accouplement glissant 6 entre également en action. En correspandance, les moyens élastiques 3 sont tendus progressi- vement, en correspondance avec la partie de courbe B, lors d'une rotation additionnelle jusqu'à ce que le jeu maximal entre la partie de volant 2 et la partie de contre-appui 4 soit épuisé. Lorsque simultanément le couple agissant entre les parties 1 et 2 du volant devient supérieur à une valeur M5,6, qui correspond à la somme du couple pouvant être transmis par l'accouplement glissant 5 et du couple pouvant être transmis par l'accouplement glis- sant 6, les deux accouplements 5 et 6 se mettent à pa- tiner, de sorte que les parties 1 et 2 du volant se dé- placent l'une par rapport à l'autre d'un angle d'une valeur correspondante. Aussitôt que le mouvement relatif des parties 1 et 2 du volant dans la direction prescrite est arrêté, la suspension a tendance à assurer le rappel des deux parties 1 et 2 du volant, en correspondance avec la partie de courbe C. Par ailleurs, les mêmes considérations s'ap- pliquent évidemment au déplacement relatif des parties 1 et 2 du volant sous l'effet de couples agissant entre lesdites parties 1 et 2 dans la direction inverse. Ainsi, les parties de courbe qui correspondent aux par- ties A, B et C ont été désignées par A', B' et C'. La figure 3 représente maintenant une coupe axiale d'une première forme de réalisation du volant en deux parties conforme à l'invention et auquel est appliqué le même principe de construction que celui indiqué sur la figure 1. La partie 1 du volant est reliée au moteur, non représenté, afin d'être entraînée par celui-ci. La partie 2 du volant est montée de façon tournante à l'aide d'un palier 11 sur le volant 1 et elle peut être reliée fonctionnellement avec l'arbre d'entrée d'une ligne de transmission de mouvement également non représentée ou bien d'une boite de vitessesde véhicule ou analogue. Sur la partie 1 du volant sont fixés à l'aide de boulons 12 deux disques annulaires 13 et 14 qui sont espacés axialement l'un de l'autre. Ces disques annulaires 13 et 14 comportent plusieurs fenêtres 15, qui s'étendent à peu près tangentiellement à l'axe des parties 1 et 2 du volant et qui servent à guider à la façon d'une cage - des ressorts hélicoïdaux 16 dont le diamètre est supé- rieur d'une part à l'espacement axial des disques annu- laires 13 et 14 et, d'autre part, au dimensionnement radial des fenêtres 15. Les ressorts hélicoïdaux 16 sont montés avec précontrainte dans les fenêtres 15, c'est-à-dire que les extrémités frontales des ressorts hélicoïdaux 15 sont maintenues contre les bords corres- pondants des fenêtres 15. La partie de contre-appui 4, agencée comme une partie annulaire en forme de disque (cf. également fig.l), est disposée axialement entre les disques annulaires 13 et 14 et il est prévu dans cette partie, pour recevoir les ressorts hélicoïdaux 16,des fenêtres 17 correspon- dant aux fenêtres 15 des disques annulaires 13 et 14. Lorsqu'ainsi les fenêtres 15 et 17 sont amenées mutuel- lement en coïncidence - en considérant le volant en vue axiale, les ressorts hélicoidaux 16 sont détendus au maximum. Par contre, lorsque la partie de contre-appui 4 est tournée par rapport aux disques annulaires 13 et 14 et par conséquent par rapport à la partie 2 du volant, les ressorts 16 sont comprimés progressivement entre un bord des fenêtres 17 et les bords opposés des fenêtres 15. Dans la zone des boulons 12, la partie de contre- appui 4 comporte des évidements s'étendant suffisamment loin dans la direction périphérique pour que la rotation représentée de la partie de contre-appui 4 par rapport aux disques annulaires 13 et 14 soit possible. La partie de contre-appui 4 en forme de disque annulaire dépasse radialement des disques annulaires 13 et 14 et comporte, radialement à l'extérieur des disques annulaires 13 et 14,des ouvertures 18 s'étendant dans la direction périphérique et dans lesquelles s'accroche une partie annulaire 19 en forme de disque comportant des parties recourbées 20 en forme de languettes. Il est prévu pour les parties recourbées 20 à l'intérieur des ouvertures 18, dans la direction périphérique, un jeu disponible d'une longueur totale 2 S (cf. figure 1), c'est-à-dire que la partie de contre-appui 4 et la par- tie annulaire 19 peuvent être tournées l'une par rapport à l'autre en correspondance avec ce jeu. Les bords radialement extérieurs de la partie de contre-appui 4 et de la partie annulaire 19 sont bloqués entre des lamelles de friction 22, par conjugai- son de frottements, à l'aide d'un ressort annulaire 21 agissant dans la direction axiale des parties 1 et 2 du volant, lesdites lamelles de friction 22 étant dis- posées sans possibilité de rotation relative par rapport à la partie 1 du volant. A cet effet, la structure est agencée de telle sorte qu'entre la partie de contre- appui 4 et la partie de volant 1 puisse être transmis un couple maximal M1, et entre la partie annulaire 19 et la partie de volant un couple maximal M6. Lorsqu'ainsi, après épuisement du jeu prévu pour les parties recourbées dans les ouvertures 18, la partie de contre-appui 4 et la partie annulaire 19 sont tournées ensemble par rapport à la partie de volant 1, au total un couple M5+M6=M5,6 peut être transmis. La liaison par frottements entre les lamelles de friction 22 et la partie de contre-appui 4 ou la partie annulaire 19 est réglée de telle sorte que le couple M5,6 soit supérieur au couple maximal du moteur alors qu'au moins le couple M5 est plus petit que ce couple maximal. Dans ledisqueannulaire14sontlecas échéant également ménagées des ouvertures 23 s'étendant dans la direction périphérique et dans lesquelles s'accrochent, avec du jeu dans cette direction périphérique, des parties re- courbées 24 en forme de languettes d'une pièce annulaire 25. Cette pièce annulaire 25 est accouplée par conjugai- son de frottements, par l'intermédiaire de lamelles de friction 26, avec la partie de volant 1, c'est-à-dire que, lorsque le jeu prévu pour les parties recourbées 24 dans les ouvertures 23 est épuisé, les parties 1 et 2 du volant sont accouplées directement l'une avec l'autre par conjugaison de forces. Cet accouplement direct, soumis à du jeu et s'exerçant entre les parties de volant 1 et 2 peut cependant, le cas échéant, être également supprimé afin d'obtenir une structure aussi simple que possible. L'agencement de la figure 4 se différencie de celui de la figure 3 essentiellement par le fait qu'il est prévu sur la partie de contre-appui 4 en forme de disque annulaire, sur les deux côtés frontaux de celle-ci, des anneaux 27 en forme de disques qui sont fixes sans possibilité de rotation relative au moyen de broches 28. Un des anneaux 27 s'accroche par des parties recourbées 29 en forme de languettes dans des évidements 30 qui sont ménagés dans la partie annulaire 19 en s'étendant dans sa direction périphérique de telle sorte que les parties recourbées 29 disposent d'un jeu total 2 S dans les évidements 30. En outre, conformément à la figure 4, la partie de contreappui 4 est reliée par conjugaison 12 2D583488 de frottements avec les lamelles de friction 22 au moyen de ces anneaux 27 en forme de disques. La forme de réalisation de la figure 5 se dif- férencie de celle de la figure 4 essentiellement par le fait que la partie annulaire 19 est accouplée dans sa zone marginale radialement intérieure, par conjugaison de forces, avec la partie de volant 1 par l'intermédiaire de lamelles de friction 31, tandis que les lamelles de friction 22 servent exclusivement à établir un accouple- ment par conjugaison de forces entre les anneaux 27 ou bien la partie de contre-appui 4 et la partie de volant 1. 13 2583488 REVENDICATIONS 1. Dispositif pour réduire des vibrations, engen- drées côté-moteur, d'une ligne de transmission de mouve- ment, notamment un volant divisé, comportant deux élé- ments de dispositif ou de volant placés coaxialement l'un par rapport à l'autre, accouplés l'un avec l'autre du point de vue de la transmission du mouvement par des moyens élastiques de liaison et dont le premier est ou peut être relié au moteur tandis que le second est ou peut être relié à la ligne de transmission de mouvement, le contre-appui des moyens élastiques qui est associé au pre- mier élément de dispositif ou de volant étant disposé sur une partie de contre-appui, qui est en liaison d'en- trainement avec cet élément du dispositif ou volant par conjugaison de forces et sans limitation de la possibi- lité de rotation relative, et la grandeur de la liaison par conjugaison de forces étant supérieure au couple maxi- mal du moteur, ainsi que, avantageusement, un accou- plement agissant, par conjugaison de forces et en étant soumis à du jeu, entre les éléments du dispositif ou du volant, selon la revendication 1 du brevet principal n 86.01899, caractérisé en ce que, comme liaison par conjugaison de forces entre la partie de contre-appui (4) et la première partie (1) de dispositif ou de'volant, il est prévu un premier accouplement (6) soumis à du jeu ainsi qu'un second accouplement (5) sensiblement exempt de jeu qui sont disposés mutuellement en parallèle, la grandeur de la liaison par conjugaison de forces du second accouple- ment (5) étant - avantageusement - plus petite que le couple maximal du moteur. 2. Dispositif ou volant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la grandeur de la liaison par conjugaison de forces du second accouplement (5) croit lorsque la vitesse de rotation augmente. 14 2583488 3. Dispositif ou volant selon l'une des revendi- cations 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est prévu entre la partie de contre-appui (4) et la seconde partie (2) du dispositif ou du volant, parallèlement aux moyens élasti- ques (3), un accouplement additionnel (7) soumis à du jeu et pour lequel la grandeur de la liaison par con- jugaison de forces est plus petite que le couple du moteur. 4. Dispositif ou volant selon la revendication 3, caractérisé en ce que la grandeur de la liaison par conjugaison de forces de l'accouplement additionnel (7) décroît lorsque la vitesse de rotation augmente. 5. Dispositif ou volant selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un en- semble de disques annulaires (19, 27) servant de partie de contre-appui (4) est accouplé, dans une zone de son bord radialement extérieur, par conjugaison par frottements avec la première (1) des parties (1, 2) du dispositif ou du volant, etest relié avec dujeu dans une direction périphérique avec une partie annulaire (19), qui est également accouplée par conjugaison de frottements avec l'une (1) des parties du dispositif ou du volant. 6. Dispositif ou volant selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'ensemble de disques annulaires (4, 27) ainsi que la partie annulaire (19) sont serrés en direction axiale, par un ensemble élastique commun (21), contre des lamelles de friction associées (26) prévues sur la première partie (1) du dispositif ou volant. 7. Dispositif ou volant selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'en- semble de disques annulaires (4, 27) ainsi que la partie annulaire (19) sont respectivement serrés en direction axiale, au moyen d'ensembles élastiques séparés, contre des lamelles de friction séparées (26, 31) prévues sur la première partie (1) du dispositif ou volant.