Brevet FR2621371A1 — publié le 19890407

Amortisseur de vibrations de torsion avec dispositif de friction fonction du couple de rotation transmis La présente invention concerne un amortisseur de vibrations de torsion, de préférence dans la chaîne d'entraînement et de transmission d'un moteur à combustion interne, constitué d'une partie d'entrée entraînée par le moteur à combustion interne, d'une partie de sortie montée rotative coaxialement à la partie d'entrée, de ressorts d'amortisseur en disposition sensiblement tangentielle entre les deux parties d'amortisseur, ainsi que d'au moins un dispositif de friction, dont la force de friction est modifiable en fonction du couple de rotation transmis et par suite de la mesure de la rotation relative des deux parties d'amartisseur, à l'encontre de la force des ressorts d'amortisseur. On connaît, par exemple, un amortisseur de vibrations de torsion de ce type par le brevet américain US-I 861 251. Dans cet amortisseur de vibrations de torsion connu, les ressorts d'amortisseur disposés tangententiellement sont so'licités de manière asymétrique, de sorte qu'apparait, lors de leur sollicitation une composante de force en direction de l'axe de rotation de l'amortisseur de vibrations de torsion. Cette composante de force est utilisée pour co:. imander entre- les deux parties de moyeu une sollicitation en force axiale du dispositif de friction. L'inconvénient de cette commande de force de friction en fonction du couple de rotation transmis est que l'asservissement des ressorts n'est pas symétrique, engendrant ainsi une sollicitation supplémentaire qui réduit notablement la longévité des ressorts. En outre, la possibilité d'une adaptation efficace, c'est-à-dire une augmentation ou une réduction de la force axiale selon le cas d'installation considéré, est fortement restreinte. La présente invention a pour but d'obtenir, dans un amortisseur de vibrations de torsion, une commande de la force de friction en fonction de coup!e de rotation qui présente une fiabilité de fonctionnement élevée et qui soit aisément variable dans une grande ampleur. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que le dispositif de friction présente au moins un levier de friction, qui est monté pivotant, par une première extrémité, sur une première des deux parties d'amortisseur, et qui est assemblé, par sa deuxième extrémité, par l'intermédiaire d'un des ressorts d'amortisseur, à la deuxième des deux parties d'amortisseur, et également qui s'appuie en friction contre la deuxième partie d'amortisseur, entre ses deu,4 extrémités, le levier de friction et le ressort d'amortisseur qui 2 6 2 1 3 7 1 est appuyé contre lui s'étendant au moins approximativement dans le sens périphérique, tout en présentant des directions de transmission de force mutuellement inclinées. La disposition d'un levier de friction monté rotatif et sa sollicitation par un ressort d'amortisseur garantissent la maîtrise du serrage du ressort d'amortisseur, car la position du levier sollicité par rapport au ressort ne se modifie jamais d'une manière sensible; d'autre part, la disposition géométrique et la suspension du levier de friction permet d'adapter dans une grande ampleur la force de friction obtenue au cas d'installati on considéré. Il est tout-à-fait possible de répartir plusieurs leviers de friction de ce type sur la périphérie, chaque levier étant sollicité par un ressort. De préférence, les leviers de friction sont alors disposés de telle sorte que, vu dans le sens de rotation du moteur à combustion interne, les leviers de friction sont disposés "montants", en vue d'un autorenforcement de la force d; frictio i. Si une telle disposition est particulièrement avantageuse, c'est parce que, dans les moteurs à combustion interne de mode de construction conventionnel, des fluctuations importantes de couple peuvent notamment apparaître sous la sollicitation du moteur. Mais il est également tout-à-fait envisageable de monter les leviers de friction tournés dans l'autre direction, si la chaîne d'entraînement et de transmission à amortir exige une telle disposition. De même, il est envisageable de monter les leviers tournés alternativement dans une direction et dans l'autre. Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention, de tels leviers de 'riction sont disposés de préférence dans des volants d'inertie à deux masses. De tels volants d'inertie à deux masses sont de plus en plus employés pour des moteurs à combustion interne fournissant un couple élevé sur des plages de régime de rotation très étendues, et qui doivent donc particulièrement bien amortir les plages de vibrations qui doivent être alors parcourues. Les volants d'inertie à deux masses peuvent être équipés de deux étages de ressorts montés l'un derrière l'autre, qui sont disposés radialement l'un au-dessus de l'autre; selon l'invention, c'est alors l'étage radialement extérieur qui est équipé des faces de friction. Si un tel agencement est proposé, c'est parce que la disposition des faces de friction ne pose alors pas de problèmes constructifs importants. L'étage de ressorts muni des leviers de friction est alors fixé en position par des butées finales de telle sorte que la compression des ressorts 262 13 1 est prévue uniquement dans la plage de traction. Un tel agencement apporte d'une part l'augmentation fortement progressive souhaitée de la force de friction en cas de sollicitation en traction du moteur à combustion interne, et d'autre part un rappel simple et fiable à la position zéro, la suppression de la possibilité de déplacement en direction et au-delà de la position zéro permettant un montage très simple pour les ressorts d'amortisseur participant à la production de la force de friction. Il est en outre proposé de solliciter le levier de friction par un ressort supplémentaire, afin de prévoir une sollicitation de base en force de friction, indépendante du couple de rotation. Un tel ressort supplémentaire permet une adaptation aisé de la force de friction nécessaire aux particularités données, dans une très grande ampleur. L'invention va maintenant être décrite, plus en détails, à l'aide d'un exemple de réalisation représenté sur le dessin annexé, dans lequel: Figure 1 est la vue en plan selon E-F de la figure 2, et Figure 2 la vue en coupe selon A-B de la figure 1, d'un volant d'inertie à deux masses muni de leviers de friction pour la production de force de friction en fonction du couple de rotation Figure 3 est une vue en coupe partielle, selon C-D de la figure 1, d'un levier de friction; et Figure 4 est la représentation de principe de l'action du dispositif amortisseur de torsion correspondant au volant d'inertie à deux masses des figures I à 3. La figure 1 est une vue en plan selon E-F de la figure 2, laquelle reproduit la coupe A-B de la figure I. Ces figures représentent un volant d'inertie à deux masses, constitué d'un volant d'inertie 1, qui est assemblé fixement au vilebrequin d'un moteur à combustion interne non représenté, d'un volant d'inertie 2, qui transmet le couple de rotation fourni par le moteur à combustion interne à un embrayage conventionnel ou encore à une boîte de vitesses, ainsi que d'un amortisseur de vibrations de torsion disposé entre les deux volants d'inertie. Les différents éléments tournent autour de l'axe de rotation commun 3. Le volant d'inertie 2 présente, dans la région de sa périphérie intérieure, un collet 9 tourné dans le sens axial, par lequel il est, par l'intermédiaire d'un palier 4, monté rotatif sur le moyeu 5 du volant d'inertie 1. Le palier 4 est maintenu axialement sur le volant d'inertie 2 par un jonc d'arrêt 8, et sur le moyeau 5 par un jonc d'arrêt 8 ainsi que par une rondelle 6 fixée par des vis non représentées. L'amortisseur de vibrations de 2 6 2 1 3 7 1 torsion est disposé entre les deux volants d'inertie I et 2. Il présente deux jeux de cessorts d'amortisseur 13 et 23, qui sont disposés radialement l'un au-dessus de l'autre. A la figure I, seules sont représentées les fenêtres 14 pour les ressorts d'amortisseur 13 dans le disque de moyeu 12. Le disque de moyeu 12 est assemblé solidairement en rotation mais en translation axiale au volant d'inertie 2 par l'intermédiaire d'une denture 10, 11. Le disque de moyeu 12 porte les fenêtres 14 pour les ressorts d'amortisseur 13. Des deux côtés du disque de moyeu 12 sont disposées des tôles de recouvrement respectives 18 et 19, qui présentent elles-aussi des fenêtres pour les ressorts d'amortisseur 13. Les deux tôles de recouvrement sont assemblées fixement l'une en dessous de l'autre radialement à l'extérieur du disque de moyeu 12, avec i itercalage d'une bague de moyeu 17. L'assemblage a lieu par l'intermédiaire de rivets 20. L'angle maximal possible de rotation relative entre les tôles de recouvrement 18 et 19 d'une part et le disque de moyeu 12 d'autre part, à l'encontre de la force des ressorts de torsion 13, est limité par une de, iture 15, 16, qui est prévue entre la périphérie extérieure du disque de moyeu 12 et la périphérie intérieure de la bague de moyeu 17. La bague de moyeu 17 présente plusieurs oeillets 21 répartis sur la périphérie et partant en saillie:adialement vers l'extérieur, qui sont représentés à la figure I ainsi qu'à la figure 3 selon la coupe C-D de la figure 1. Dans la région de ces oeillets 21, une des extrémités d'un levier de friction 26 est chaque fois montée rotative, et ce autour de l'axe de rotation 28 qui est représenté par un rivet 29. Depuis l'oeillet 21 respectif, chaque levier de fri:tion 26 s'étend à l'encontre de la direction de la flèche F de la figure 1, approximativement dans le sens périphérique, et il présente, à son autre extrémité) un moyen récepteur pour un ressort d'amortisseur 23. L'autre extrémité des ressorts d'amortisseur 23, disposés eux-aussi approximativement dans le sens périphérique, mais avec une direction de transmission de force 23a s'étendant inclinée par rapport à la direction de transmission de force 26a du levier de friction 26, s'appuie contre un support de ressort 22, qui est assemblé fixement au premier volant d'inertie I par l'intermédiaire d'un rivet de fixation 24. Chaque levier de friction 26 présente, dans la région située entre l'axe de rotation 28 et l'extrémité tournée vers les ressorts de torsion 23, une garniture de friction 27 en forme de segment de cylindre, qui s'applique contre une paroi intérieure cylindrique 25 du volant d'inertie 1. A la position non solli:itée du volant d'inertie à deux masses représentée à la figure 1, chaque oeillet 21 de la bague de moyeu 17 s'applique en formant une butée finale 31 contre le support de ressort 22, et ce sur le côté opposé aux ressorts d'amortisseur 23. A la figure 1, un ressort 30 est en outre disposé entre la bague de moyeu 17 et le levier de friction 26; ce ressort 30 peut éventuellement fournir une charge de base donnée dans le dispositif de friction. Le fonctionnement de l'amortisseur de vibrations de torsion dans le volant d'inertie à deux masses représenté est le suivant: Lorsque l'ensemble du système est sollicité par un couple de rotation par le moteur à combustion interne en marche de traction, un couple de rotation est transmis selon la flèche F du volant d'inertie I au volant d'inertie 2. Une rotation relative, conforme à la hauteur du couple de rotation, a ainsi lieu entre les deux volants d'inertie. Ce couple de rotation sollicite, par l'intermédiaire des supports de ressorts 22, les ressorts d'amortisseur 23 et comprime ces derniers d'un montant déterminé. Conformément à cette compression, les leviers de friction 26 sont sollicités par un couple de rotation qui engendre une augmentation de force correspondante entre la garniture de friction 27 et la paroi intérieure 25. L'amortissement de friction, augmentant d'une manière fortement progressive conformément au couple de rotation à transmettre, amortit. efficacement les vibrations dans la chaîne d'entraînement et de transmission du véhicule automobile, et les avantages suivants sont obtenus: 1. La production de force de friction est très progressive suite à la disposition autorenforçante des leviers de friction-, et se met ainsi en place d'une manière relativement souple, sans qu'apparaissent des bruits de butée ou autres effets négatifs similaires. 2. l'agencement choisi permet un retour sans problèmes à la position de repos représentée à la figure 1, car en présence d'un mouvement relatif à l'encontre de la flèche F -soit donc en cas de passage de marche de traction en marche de poussée ou en présence d'une transmission de couple de rotation fortement diminuée-, la force de friction exerce une action de dégagement sur les leviers de friction. Ce rappel sans problèmes sera obtenu directement si le couple produit par les ressorts est supérieur au couple de friction descendant du levier de friction. Afin de faciliter un ajustement fin éventuellement nécessaire, il est prévu de produire une charge de friction de base indépendante grâce au ressort 30 représenté à la figure 1. Dans le présent cas, les deux systèmes de ressorts 13 et 23 sont montés l'un derrière l'autre et coopèrent dans la partie plate de la courbe caractéristique de ressort, et à la suite de l'application de la denture 15, 16, seuls les ressorts d'amortisseur radialement extérieurs 23 restent opérationnels avec le dispositif de friction progressif d'une manière correspondante. Le type de dispositif amortisseur de vibrations de torsion décrit sur l'exemple d'un volant d'inertie à deux masses peut être également tout-à-fait appliqué à un disque d'embrayage normal. La figure 4 représente la structure de principe du volant d'inertie à deux masses, avec ses différentes composantes. L'introduction de force a lieu par l'intermédiaire du volant d'inertie 1 sur le volant d'inertie 2, et engendre un rapprochement des deux parties conformément à la valeur du couple de rotation appliqué. Si l'on se représente le volant d'inertie 2 maintenu fixe, on peut dire que le volant d'inertie 1 se déplace dans le sens de la flèche F vers le volant d'inertie 2, conformément au couple de rotation délivré par le moteur à combustion interne. Ce faisant, ce sont tout d'abord les ressorts d'amortisseur 13 qui sont comprimés, dans la mesure o la denture 15, 16 l'autorise. Une fois cet angle de rotation relative "épuisé", les ressorts d'amortisseur 23 sont comprimés et, conformément à leur compression, une force de friction progressive est produite par les leviers de friction 26 vis-à-vis du volant d'inertie 1. Lorsque le moteur à combustion interne fonctionne sans charge, la position de base représentée aux figures 1 et 4 est atteinte, et en marche de poussée -entraînement du moteur à combustion interne par le véhicule-, le volant d'inertie I s'éloigne du volant d'inertie 2 à l'encontre de la direction de la flèche F. Dans ce cas, la butée 31 devient opérationnelle, et l'étage muni des ressorts d'amortisseur 23 et des leviers de friction 26 n'est plus opérationnel. Un tel mode de réalisation est d'une structure relativement simple, et en marche de poussée, l'action progressive de friction n'est pas impérativement nécessaire. Toutefois, il est tout-à-fait envisageable de réaliser un agencement symétrique avec les ressorts de torsion 23 et les leviers de friction 26 pour les deux sens de rotation, de manière à obtenir également en marche de poussée une production de friction progressive. 26213 7 1 REVENDICATIONS 1. Amortisseur de vibrations de torsion pour la chaîne d'entraînement et de transmission d'un moteur à combustion interne, comprenant: une partie d'amortisseur d'entrée (1) rotative autour d'un axe de rotation (3), une partie d'amortisseur de sortie (17) rotative par rapport à la partie d'amortisseur d'entrée (1) autour de l'axe de rotation (3); plusieu's ressorts d'amortisseur (13, 23) accouplant mutuellement les parties d'amortisseur (1, 17) en élasticité de rotation; un dispositif de friction (25, 26, 27) opérationnel entre les parties d'amortisseur (1, 17) , dont le couple de friction est déterminé par la force de ressort J'au moins un des ressorts d'amortisseur (13, 23), en fonction de la rotation relative entre les parties d'amortisseur (1, 17), c a r a c t é r i s é en ce que le dispositif de friction (25, 26, 27) présente au moi-is un levier de friction (26), qui est monté pivotant par une première extrémité sur une première (17) des deux parties d'amortisseur, et qui est assemblé par sa deuxième extrémité, par l'intermédiaire d'un (23) des ressorts d'amortisseur, à la deuxième (1) des deux parties d'amortisseur, et également qui s'appuie en friction contre la deuxième partie d'amortisseur (1) entre ses deux extrémités, le levier de friction (26) et le ressort d'amortisseur (23) qui est appuyé contre lui s'étendant au moins approximativement dans le sens périphérique, tout en présentant des directions de transmission de force (23a, 26a) mutuellement inclinées. 2. Amortisseur de vibratio Ès de torsion selon la revendication 1, caractérisé en ce que le levier de friction (26) est monté sur la première partie d'amortisseur (17) pivotant autour d'un axe de pivotement (28) parallèle à l'axe de rotation (3), et s'appuie par une face de friction (27) en forme de segment de cylindre contre une face intérieure cylindrique (25) de la deuxième partie d'amortisseur (1). 3. Amortisseur de vibrations de torsion selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que l'angle de la direction de transmission de force (26a) du levier de friction (26) par rapport à sa face d'application en friction (27) est choisi de telle sorte qu'on obtient un effet d'autorenforcement du couple de friction dans une des directions de rotation relative des parties d'amortisseur (1, 17). 4. Amortisseur de vibrations de torsion selon l'une quelconque des revendications I à 3, car-actérisé en ce qu'il est prévu une troisième partie d'amortisseur (2), qui est accouplée rotative autour de l'axe de rotation (3) 2 6 2 1 3 7 1 par rapport aux première (17) et deuxième (1) parties d'amortisseur mutuellement accouplées en élasticité de rotation par l'intermédiaire de premiers ressorts d'amortisseur (23), et qui est accouplée en élasticité de rotation, par l'intermédiaire de deuxièmes ressorts d'amortisseur (13) en série avec les premiers ressorts d'amortisseur (23), à la première (17) ou à la deuxième (1) partie d'amortisseur, et en ce que les premiers ressorts d'amortisseur (23) sont disposés radialement au-dessus des deuxièmes ressorts d'amortisseur (13), et chaque levier de friction (26) est assemblé à un des premiers ressorts d'amortisseur (23). 5. Amortisseur de vibrations de torsion selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est prévu des butées finales (21, 22) conjuguées à la première (17) et à la deuxième (1) partie d'amortisseur, qui limitent le mouvement relatif de la première (17) et de la deuxième (1) partie d'amortisseur au sens d'une détente des premiers ressorts d'amortisseur (23) et d'une décharge du levier de friction (26). 6. Amortisseur de vibrations de torsion selon la revendication 5, caractérisé en ce que le levier de friction (26) est disposé de telle sorte que, lors d'une rotation relative entre la première (17) et la deuxième (1) partie d'am.rtisseur engendrée par une sollicitation en traction par le moteur à combustion interne, la compression des premiers ressorts d'amortisseur (23) est augmentée. 7. Amortisseur de vibrations de torsion selon l'une quelconque des revendications I à 6, caractérisé en ce qu'il est prévu un ressort supplémentaire (30), qui précontraint le levier de friction (26) en application de friction contre la deuxième partie d'amortisseur (1) en vue de la production d'un couple de friction de base indépendant du couple de rotation. 8. Amortisseur de vibrations de torsion selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est prévu plusieurs leviers de friction (26) répartis dans le sens périphérique. 9. Amortisseur de vibrations de torsion selon l'une quelconque des revendications I à 8, caractérisé en ce qu'un volant d'inertie à deux masses est disposé dans la chaîne d'entraînement et de transmission entre deux masses d'inertie (1, 2).