Brevet FR2586772A1 — publié le 19870306

La présente invention porte sur un appareil pour étouffer les vibrations de torsion et les vibrations de flexion, d'arbres tournants, qui est placé de façon que son axe coïncide avec celui de l'arbre et qui comporte un pot intérieur formant bride de fixation, un anneau-volant extérieur et des éléments d'amortissement élastiques placés entre les deux, à savoir d'une part des éléments d'amor- tissement du premier type qui sont solidaires du pot et de ltanneau-volant et d'autre part des éléments d'amortis- sement du deuxième type qui sont joints seulement au pot et sont séparés de l'anneauvolant. De tels appareils d'amortissement de vibrations sont cou- ramment utilisés dans la transmission de véhicules. Des appareils connus ayant cette fonction sont, quant à leur nature, des accouplements élastiques et correspondent, quant à leur forme, à un accouplement à ressort-douille, aussi appelé ressort élastique. Dans ces appareils, un corps élastique en forme de disque ou de couronne circulaire, généralement un corps en caout- chouc, se trouve entre des surfaces cylindriques d'une partie extérieure et d'une partie intérieure rigide à la torsion. Pendant le fonctionnement, ce corps élastique travaille le plus souvent au cisaillement de torsion. Ce corps élastique, qui peut être composé de plusieurs élé- ments, absorbe les vibrations de torsion de la partie à amortir, ici généralement une transmission. De tels ressorts élastiques servent cependant à absorber uniquement les vi- brations de torsion. Dans les transmissions de machines dans lesquelles un élément est fixe et le deuxième élément, relié par un arbre articulé, est mobile, il apparalt des vibrations de flexion provoquées par le fléchissement de l'arbre articulé qu'il est également préférable d'amortir. En raison du support fixe de l'élément générateur de vibrations, cela ne serait pas possible sans supports supplémentaires. L'amortissement des vibrations de torsion et des vibrations de flexion résulte du mouvement de rotation entre la masse d'amortissement formant un anneau et la partie menante intérieure, la masse d'amortissement et la dureté du corps élastique devant être accordées pour produire un amortis- sement à une fréquence désirée de vibration. Les vibrations de torsion sont provoquées par les varia- tions périodiques du couple d'un moteur, tandis que les vibrations de flexion dans l'arbre articulé ou dans l'élé- ment de transmission joint à lui, généralement une boîte de vitesses, sont produites par le mouvement de translation de l'arbre articulé ou d'une partie de celui-ci. Des appareils du type considéré, habituellement appelés amortisseurs de vibrations sont décrits dans les demandes de brevet allemand P 33 34 393.4 et P 33 36 174.6. Les-amortisseurs de vibrations décrits dans ces documents ont entre les deux types de vibrations une relation fixée d'avance qui est fixe en raison de la construction prévue et ne peut pas, pendant le fonctionnement, bien s'adapter aux vitesses de rotation élevées. En outre, les points de fixation entre métal et matière élastique sont des points faibles dont il conviendrait de réduire la charge. La croissance continuelle de la puissance des groupes moteurs entraXne une élévation des exigences en matière de capacité d'amortissement, de sorte que,par exemple dans les appareils du DE-OS 33 34 393 et du DE-OS 33 36 174, il apparatt à un degré indésirable de la chaleur d'amor- tissement qui n'a pas pu jusqu'à présent être évacuée de manière satisfaisante. L'invention a par conséquent pour but de perfectionner les amortisseurs de vibrations connus de façon que les vibrations de torsion et de flexion de différentes fréquences d'un arbre tournant puissent, dans un amortisseur, être amorties de manière sûre, en parti- culier sans surchauffes, un rapport déterminé pouvant être établi entre la fréquence de résonance des vibrations transversales et la fréquence de résonance des vibrations de torsion. L'invention atteint ce but avec un appareil du type consi- déré qui est caractérisé par le fait que le pot présente plusieurs fentes réparties sur son pourtour, qui permettent un élargissement élastique d'au moins une partie de la paroi latérale du pot sous l'action de la force centrifuge. Du fait que la partie menante est fendue sur son pourtour parallèlement à l'axe de façon que la force centrifuge pro- duise une déflexion radiale de grandeur dépendant de la vitesse de rotation, l'élargissement du pot décrit dans le DE-OS 33 34 393 peut être adapté quadratiquement à la vi- tesse de rotation croissante de l'amortisseur de vibrations tournant avec l'arbre dont les vibrations doivent être amorties, et l'effet d'amortissement de l'amortisseur de vibrations peut être notablement augmenté, la chaleur sup- plémentaire produite en raison de l'amortissement amélioré étant évacuée par les fentes à la manière d'un ventilateur. Les fentes peuvent avantageusement être dimensionnées en largeur et en longueur de façon que la déflexion des élé- ments d'amortissement avec le pot ait un effet dans des domaines de vitesse bien déterminés. Selon un développement avantageux de l'appareil selon l'invention caractérisé plus haut, au moins un côté fron- tal de l'anneau-volant peut, pour une meilleure évacua- tion de la chaleur, être réalisé à la manière d'une roue de ventilateur. Selon une autre forme de réalisation préférée de l'appa- reil de l'invention, des butées peuvent être placées des deux c8tés près des éléments d'amortissement, au moins près des éléments d'amortissement du deuxième type, sur la paroi intérieure de l'anneau-volant, pour limiter la char- ge des éléments d'amortissement, pour différentes vitesses de rotation entre le pot et l'anneau-volant, à une valeur qui allonge la durée de vie de ces éléments. De préférence, les éléments d'amortissement du deuxième type, qui sont distincts de l'anneau-volant, sont en contact avec celui- ci. I1 est aussi possible de réaliser les deux types d'élé- ments d'amortissement séparés de l'anneau-volant, au moins les éléments d'amortissement du premier type étant en contact permanent avec ltanneau-volant. Pour une encore meilleure évacuation de Ja chaleur d'amortissement, les éléments d'amortissement peuvent être prolongés à la manière de pales de ventilateur parallèle- ment à l'axe de l'arbre au-delà du contour de l'anneau- volant. Au lieu ou en plus des éléments d'amortissement, les butées, situées sur la face intérieure de l'anneau- volant qui peuvent être prévues pour limiter la torsion de l'anneauvolant par rapport au pot, peuvent être en forme de pales au-delà du contour de l'anneau-volant en vue d'un meilleur refroidissement de l'élément d'amortissement. I1 est très préférable que les butées soient élastiques, et il s'est révélé avantageux que les éléments d'amortis- sement et les butées soient de la même matière. I1 en résulte comme avantage particulier que la limitation du mouvement relatif entre l'anneau-volant et le pot, pro- duite par les butées,s'opère sans contact métallique et par conséquent sans bruit. Le caoutchouc synthétique ou naturel, le caoutchouc silicone ou une matière semblable, par exemple, s'est révélé pour cela une matière appropriée. L'invention est expliquée en détail ci-après à l'aide d'exemples de réalisation préférés représentés sur les des- sins joints, sur lesquels: la fig. 1 est une vue d'une forme de réalisation préférée de l'appareil de l'invention, la fig. 2 est une coupe de l'appareil représenté sur la fig. 1, la fig. 3 montre une autre forme de réalisation préférée de l'appareil de l'invention avec surface frontale formant ventilateur, la fig. 4 est une coupe de l'appareil représenté sur la fig. 3 la fig. 5 montre une autre forme de réalisation préférée de l'appareil de l'invention avec éléments d'amortissement prolongés au-delà de l'anneau-volant pour le refroidis- sement, et la fig. 6 est une coupe de l'appareil représenté sur la fig. 5. Les fig. 1 et 2 montrent une forme de réalisation préférée de l'appareil de l'invention qui comporte un anneau 1 jouant le r6le de masse d'amortissement et un pot 2 formant bride. Le pot 2, qui est en matière élastique, de préfé- rence en métal, présente dans sa zone périphérique des évidements du genre fente 9 qui sont régulièrement répar- tis sur la circonférence et s'étendent parallèlement à l'axe longitudinal d'un arbre dont il s'agit d'amortir les vibrations. Le dimensionnement de ces fentes permet de régler l'élargissement du pot 2 aux grandes vitesses de rotation. Entre le pot 2 et l'anneau 1 sont placés des éléments d'amortissement du premier type 3 (joints à ceux- ci) et des éléments d'amortissement du deuxième type 4 (séparés de l'anneau-volant 1), et entre ceux-ci se trou- vent des espaces 5 dans lesquels peut circuler de l'air de refroidissement. Entre les éléments d'amortissement du deuxième type 4 et la paroi intérieure de l'anneau 1 se trouve un interstice 8 dont la grandeur influe sur la fré- quence caractéristique et ainsi sur l'effet d'amortissement de l'appareil de l'invention. Cet interstice 8, qu'on peut choisir aussi petit que l'on veut, l'élément d'amortisse- ment, de préférence, s'appuyant sur l'anneau-volant et l'interstice devenant pour ainsi dire nul, est réalisé dès la fabrication de l'amortisseur de vibrations, et, s'il est prévu une matière du genre caoutchouc comme élément d'amortissement, dès la vulcanisation de celleci. A gauche et à droite des éléments d'amortissement 4 sont appliquées sur la paroi intérieure de l'anneau-volant des butées 10 qui sont avantageusement de la même matière que les éléments d'amortissement et peuvent être fixées par vulcanisation. Le pot 2 comporte une monture pour bride munie de trous 6 pour la fixation à l'arbre dont il s'agit d'amortir les vibrations. L'évidement central 7 du pot 2 est, dans le cas de la forme de réalisation préférée représentée, agencée pour recevoir une bride à trois doigts, le pot 2 étant agencé de façon à pouvoir être tourné dans l'évidement à la manière d'une baïonnette. La forme de réalisation de l'invention représentée sur les fig. 3 et 4 comporte un anneau-volant la ayant frontale- ment un profil de ventilation qui améliore notablement le refroidissement de l'élément d'amortissement. Sur les fig. 5 et 6 est représentée une autre forme de réalisation préférée de l'appareil de l'invention dans laquelle, comme on le voit en particulier sur la fig. 5, sont prévus des éléments d'amortissement 3 et 4 prolongés à la manière de pales au-delà de l'anneau-volant 1 qui favorisent particulièrement l'évacuation de chaleur par les espaces 5 entre éléments d'amortissement. Revendications 1. Appareil pour étouffer les vibrations de torsion et les vibrations de flexion, d'arbres tournants, qui est placé de façon que son axe coïncide avec celui de l'arbre et qui comporte un pot intérieur formant bride de fixa- tion, un anneau-volant extérieur et des éléments d'amor- tissement élastiques placés entre les deux, à savoir d'une part des éléments d'amortissement du premier type qui sont solidaires du pot et de l'anneau-volant et d'autre part des éléments d'amortissement du deuxième type qui sont joints seulement au pot et sont séparés de l'anneau-volant, caractérisé par le fait que le pot (2) présente des fentes (9) réparties sur son pourtour, qui permettent un élargis- sement élastique d'au moins une partie de la paroi laté- rale du pot sous l'action de la force centrifuge. 2. Appareil selon la revendication 1, dans lequel au moins un c8té frontal (la) de l'anneau-volant (1) est réalisé à la manière d'une roue de ventilateur. 3. Appareil selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel les éléments d'amortissement (3 et/ou 4) sont pro- longés à la manière de pales de ventilateur parallèlement à l'axe de l'arbre au-delà du contour de l'anneau-volant (1). 4. Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, dans le- quel des butées (10) sont placées des deux c8tés, au moins près des éléments d'amortissement du deuxième type (4), sur la paroi intérieure de l'anneau-volant (1). 5. Appareil selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les éléments d'amortissement du deuxième type (4) sont distincts de l'anneau-volant (1) et en contact avec la paroi intérieure de celui-ci. 6. Appareil selon l'une des revendications 4 et 5, dans lequel les butées (10) sont élastiques. 7. Appareil selon l'une des revendications 4 à 6, dans lequel les butées (10) sont prolongées à la manière de pales de ventilateur au-delà du contour de l'anneau- volant (1). 8. Appareil selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les éléments d'amortissement (3, 4) et/ou les butées (o10) sont en matière élastique, par exemple en caoutchouc synthétique ou naturel, caoutchouc silicone ou matière semblable. 9. Appareil selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les éléments d'amortissement du premier type (3) sont eux aussi distincts de l'anneau-volant (1), mais en contact permanent avec la paroi intérieure de celui-ci.