Brevet FR2605373A1 — publié le 19880422

L'invention concerne un amortisseur d'oscilla- tions pour l'amortissement des oscillations de torsion d'une masse en rotation, qui est constitué par une partie primaire pouvant être accouplée à un arbre, en particulier au vile- brequin d'un moteur à plusieurs cylindres, à combustion interne, à pistons alternatifs, par une partie secondaire disposée dans une direction radiale et réunie à la partie primaire par un moyen d'amortissement élastique, de préfé- rence en caoutchouc, et par un élément porteur d'une poulie à gorges pour courroies trapézoldales également fixé à la partie primaire. On connaît un amortisseur d'oscillations de torsion de ce genre par le document DE-OS 27 44 406. Les amortisseurs de ce type commencent à tra- vailler lors de l'entrée de la vitesse de rotation dans un domaine de résonance, dans lequel l'action élastique de la partie secondaire du système oscillant est dédoublée en un mode supplémentaire d'oscillation avec des noeuds dans l'amortisseur. Par un réglage convenable, il est possible d'amortir efficacement les résonances dangereuses. L'extrémité du vilebrequin sur laquelle est disposé l'amortisseur des oscillations de torsion (à l'op- posé du volant), est utilisée avantageusement en même temps pour l'entraînement de machines auxiliaires et pour toute autre prise de force. On parle à ce sujet de 'FRONT POWER TAKE OFF", en abrégé "FRONT -PTO". Diverses variantes appro- priées de poulies à gorge pour courroies trapézoidales,dési gnées sous Le nom de "moments d'inertie de masse du côté du ventilateur" sont prévues sur le côté primaire ou sur le côté secondaire de l'amortisseur. Lorsqu'un système ressort-masse déterminé pré- sente un autre moment d'inertie de masse du côté du ventila- teur, cela entraîne dans la plupart des cas un nouveau réglage pour accorder l'amortisseur; en d'autres termes, des moments d'inertie de masse du côté du ventilateur nécessitent des amortisseurs déterminés ayant des fréquences caractéris- tiques correspondantes. IL est habituel dans ce cas d'adapter la fréquence caractéristique au système osciLLant "vilebre- quin du moteur". La modification La plus importante dans la réponse aux oscillations réside dans le fait que, par suite de leur plus grand éloignement du noeud de vibration, les masses situées du côté du ventilateur ont sur la réponse aux fréquences une influence plus grande que Les masses corres- pondantes situées du côté du volant (par exemple par l'inter- médiaire d'un accouplement). A La suite de mesures, on a pu également cons- tater qu'ontre l'influence des masses d'inertie, il existe aussi une influence des moyens de transmission du couple. C'est ainsi que l'on a observé qu'en cas de prise de puis- sance en sens radial à l'aide de courroies trapézocdales, il se produisait des modifications négatives de la charge impo- sée à l'amortisseur, et ceci en fonction de la prise de puis- sance. Par suite de l'adaptation précitée de la fré- quence caractéristique, le système oscillant "FRONT - PTO", c'est-à-dire les machines de travail et les appareils auxi- liaires accouplés sont conduits à fonctionner très souvent dans une zone sous-critique (c'est-à-dire avec une fréquence d'excitation inférieure à la fréquence propre), et même en partie en résonance. Un inconvénient de cet état de choses est que les éléments de construction du PTO servant d'inter- médiaire sont soumis à une charge plus élevée provoquée par les amplitudes des écarts angulaires et par les moments d'oscillation. L'intensification des bruits, par exemple dans Les transmissions de prise de force, ainsi que l'aug- mentation de l'usure des pièces aux jonctions des moyens et des arbres de transmission sont en partie la cause de résul- tats de fonctionnement peu satisfaisants. L'invention a pour but de soustraire un amor- tisseur d'oscillation du type décrit au début aux influences du PTO, ainsi que d'améliorer le PTO de façon qu'il se prête mieux aux fluctuations des besoins de puissance qui s'y mani- festent en cas de prise de puissance en sens radial et/ou en sens axial, c'est-à-dire de faire en sorte que ce PTO soit bien amorti et peu bruyant. Ce résultat est obtenu par un amortisseur d'os- cillations du type indiqué au début conforme à l'invention grâce au fait que l'élément porteur est conçu comme un porte- paliers pour un palier radial et un palier axial de la poulie à courroie trapézoïdale et que, dans la zone du palier axial, entre la poulie à courroie trapézo;dale et le porte-paliers il est prévu un élément d'accouplement constitué par une partie intérieure d'accouplement et une partie extérieure d'accouplement avec un bloc en élastomère vulcanisé inter- posé entre ces deux parties, ce bloc en élastomère étant fait d'un mélange de caoutchouc tendre à élasticité élevée dans le sens de la torsion. Grâce à l'invention est effectuée une adaptation de deux systèmes oscillants différents, avec laquelle la partie secondaire de l'amortisseur est utilisée purement et simplement pour l'amortissement des oscillations de torsion du vilebrequin du moteur. A titre d'exemple, pour un moteur à six cylindres en ligne de 12 litres de cylindrée, le rap- port des fréquences est de 10 à 1 environ (fréquence carac- téristique de l'amortisseur: 186 Hz; fréquence propre FRONT- PTO 18 Hz). Pour le système oscillant du PTO, on obtient grâce aux caractéristiques de l'invention un accord surcriti- que (la fréquence d'excitation, qui est le produit de la vitesse de rotation en service par le degré d'excitation,est très supérieure à la fréquence propre du PTO, par conséquent au régime critique). En particulier, les résultats obtenus grâce aux caractéristiques de l'invention sont les suivants. Le palier radial permet d'absorber les forces de traction de la courroie trapézoTdale. Le palier de butée axial fixe l'ensemble, en outre il absorbe les forces axiales, provenant 4 2605373 par exemple des arbres articulés. Par un agencement appro- prié du palier axial, on peut aussi appliquer à l'élément d'accouplement une contrainte de compression souhaitable. La partie intérieure et la partie extérieure de l'élément d'accouplement sont utilisées pour supporter le couple de rotation nominal ainsi que le moment d'oscillation. Le bloc en élastomère vulcanisé, en mélange de caoutchouc tendre, possède une élasticité à la torsion suffisante pour que l'on puisse obtenir un réglage surcritique. On peut faire varier le bloc en élastomère pour des PTO de structure différente, et l'adapter cas par cas. Du fait que l'amortisseur proprement dit a pour seul rôle l'amortissement des oscillations de torsion du vilebrequin du moteur, on obtient une amélioration du mode de travail de l'amortisseur et une augmentation de sa durée de vie. Ce mode de construction apporte aussi une meilleure adaptation aux types les plus divers des variations des moyens d'entraînement par courroie trapézoîdale (réduc- tion de l'assortiment en pièces détachées, disparition des incidents de fonctionnement dus aux courroies qui "sautent"). Il est vrai qu'il est connu, par le document DE-OS 27 44 406, de prévoir entre l'élément porteur (mais qui n'est toutefois pas conformé en portepalier) et la poulie à gorges pour courroies trapezoidales une masse de caoutchouc. Suivant la description, page 5, premier para- graphe, ce corps en caoutchouc transmet aussi les forces radiales, ce qui revient à dire que l'élastomère utilisé possède une dureté Shore élevée et qu'il est par conséquent relativement rigide en torsion. En liaison avec les poulies à courroie soumises à la compression représentées avec une masse d'inertie relativement faible, il s'en faut de beaucoup qu'il y ait un accord surcritique du PTO. Lorsqu'on utilise un corps en caoutchouc à élasticité élevée dans le sens de la torsion tel qu'il le faut pour réaliser un accord surcri- tique, un palier radial est nécessaire pour supporter les forces de traction de la courroie. Selon un perfectionnement de l'invention, il est utilisé comme palier axial et comme palier radial de la poulie à courroie trapézoldale un palier peu encombrant à coussinet lisse à glissement. Comme matière constituant les coussinets ou les bagues de palier, on peut utiliser une matière plastique (par exemple le téflon). Les coussinets de ce genre sont très résistants à l'usure car, après une cer- taine usure initiale, la matière subit un effet de glaçage et sa surface devient de ce fait très résistante à l'usure. L'invention sera décrite ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation, en référence à la figure unique annexée qui est une coupe longitudinale d'un amortisseur d'oscillations de torsion avec une unité accouplée à poulies pour courroies trapézoîdales conforme à l'invention. Comme le montre la figure, l'amortisseur d'oscil- lations de torsion comprend, réunie par des vis à un vile- brequin 1, une partie primaire 2 qui a la configuration d'un flasque (assemblage à vis 2a). Dans le flasque 2 sont prévues des ouvertures 18 de passage d'air, réparties uniformément à sa périphérie. L'amortisseur d'oscillations de torsion com- prend encore une partie secondaire 4 qui est disposée dans une direction radiale par rapport à la partie primaire 2. Entre les deux parties 2 et 4 se trouve une garniture d'amor- tissement élastique 3 en caoutchouc. Cette garniture est de préférence non attachée, c'est-à-dire que le caoutchouc est seulement comprimé entre les deux pièces. A la partie primaire 2 est assemblé au moyen de vis 6 un élément porteur 5 portant une poulie 7 à gorges à courroies trapézoldales. D'une manière qui exige peu de place, il est prévu à cet effet de faire venir de moulage sur la partie primaire 2 des trous pour vis. L'élément por- teur 5 est conformé pour servir de porte-paliers pour un palier radial 8 et pour un palier axial 10 de la poulie 7 à courroies trapézoîdales. De façon particulièrement avanta- geuse, on utilise un palier lisse à glissement, peu encom- brant. Dans la zone du palier axial 10 se trouve entre la poulie 7 à courroies trapézoïdales, plus précisément entre la surface de la joue 7a de cette poulie 7, et le porte-paliers un élément d'accouplement 11 comprenant une partie exté- rieure 12, une partie intérieure 13 et, entre celles-ci, un bloc 14 en élastomère vulcanisé. Le bloc élastomère 14 est composé d'un mélange de caoutchouc tendre à élasticité élevée dans le sens de la torsion. Le palier axial 10 est réalisé grâce à un moyeu 15 et à l'aide de deux jeux de vis 16 et 17. Grâce aux vis 16, le moyeu 15 et la partie intérieure 13 de l'élément d'accouplement 11 sont fixes directement au porte- palier 5. La joue 7a de la poulie à courroies trapézoïdales est fixée directement à la partie extérieure 12 de l'élément de l'élément d'accouplement 11 à l'aide des vis 17. Au moyen de ce jeu de vis 17 il est possible d'assembler avec la joue 7a une autre poulie 19 à courroies trapézoïdales. Les jeux de vis 16 et 17 servent aussi au mon- tage et à la fixation en sens radial de la poulie 7 à cour- roies trapézo;dales et du porte-paliers 5. Entre deux cous- sinets 8 représentés sur la figure il est prévu une douille d'écartement 9. Il est à noter que l'amortisseur de l'invention peut être utilisé non seulement avec un bloc amortisseur en caoutchouc mais aussi avec un bloc amortisseur en viscose. Dans ce cas, de la même façon qu'il est décrit, il est fixé à la partie primaire de l'amortisseur à bloc de viscose un support de paliers sur lequel est prévue une poulie à cour- roies trapézoïdales conformément aux caractéristiques de l'invention. R E V E ND I C AT I 0 N S 1. Amortisseur d'oscillations pour l'amortis- sement des oscillations de torsion de masses en rotation, qui est constitué par une partie primaire pouvant être accou- plée à un arbre, e-n particulier au vilebrequin d'un moteur à plusieurs cylindres, à combustion interne, à pistons alter- natifs, par une partie secondaire disposée dans une direc- tion radiale et réunie à la partie primaire par un moyen d'amortissement élastique, de préférence en caoutchouc, et par un élément porteur d'une poulie à gorges pour courroies trapézoïdales également fixé à la partie primaire, caracté- risé en ce que l'élément porteur (5) est conçu comme un porte- paliers pour un palier radial (8) et un palier axial (10) de la poulie (7) à courroies trapezoidales, et que, dans la zone du palier axial (10) entre la poulie (7,7a) à courroies tra- pézo;dales et le porte-paliers (5) il est prévu un élément d'accouplement (11) comprenant une partie intérieure d'accou- plement (13) et une partie extérieure d'accouplement (12) avec un bloc en élastomère (14) vulcanisé interposé entre ces deux parties, ce bloc en élastomère (14) étant fait d'un mélange de caoutchouc tendre à élasticité élevée dans le sens de la torsion. 2. Amortisseur selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il est utilisé comme palier radial et palier axial (8,10) un palier à coussinet lisse à glissement.