Brevet FR2626337A1 — publié le 19890728

La présente invention se rapporte à un rtisseur de torsion, notamment pour véhicule automobile, du genre comportant au moins deux parties coaxiales montées rotatives l'une par rapport à l'autre, des tens élastiques à action circonférentielle fonctionnellement interposés entre ces deux masses et un agencement à amortissement visqueux mécaniquement intercalé entre lesdites deux parties et confiné à l'intérieur d'une cavité étanche. Elle a encore pour objet un double volant amortisseur comportant un tel amortisseur. Un tel amortisseur est décrit dans le document FF-86 08835 déposé le 19.06.1986. Celui-ci enseigne de remplir la cavité pleinement d'un fluide visqueux, de préférence non Newtonien, de monter dans celle--ci des groupes d'ailettes respectivement solidaires en rotation desdites masses, et de créer des passages calibrés entre des ailettes consécutives. Le fluide est laminé à l'intérieur de la cavité par les mouvements relatifs des deux groupes d'ailettes, ce laminage produisant un amortissement et donc des phénomènes d ' hy-stérésis. Du fait du remplissage de la chambre, l'hystérésis ne peut entre aussi faible que désiré, notamment pour une bonne filtration des bruits de point mort lorsque dans un véhicule automobile le moteur tourne au régime de ralenti En outre, les joints tournants prévus pour étancher la chambre sont constamment en contact avec. le fluide, ce qui n'est pas bon pour la durée de vie de ceux-ci. Pour diminuer l'hystérésis tout en ayant , par exemple au démarrage et à l'arrêt du moteur par exemples une hystérésis forte, on peut songer à adopter une disposition avec des rondelles de frottement dont l'une ne vient ajouter ses effets qu'après un certain débattement angulaire entre lesdites parties, tel que décrit dans la demande FR-86 18152 déposée le 24.12.1986. Une telle disposition ne fait intervenir que des frottements secs, en sorte que le couple d'amortissement est constant et peut varier dans le temps, notamment en fonction des usures, La présente invention a pour objet de pallier ces inconvénients et donc de créer une disposition à amortissement visqueux qui permette de diminuer l'hvstêrésis pour les faibles débattements relatifs entre les deux parties tout en augmentant la durée de vie des joints, en faisant intervenir une hystérésis plus forte après un certain débattement entre les deux parties et en procurant d'autres avantages Un amortisseur de torsion du genre précité, dans lequel l'agencement à amortissement visqueux à passages calibrés comporte à l'intérieur de la cavité deux groupes d'aiglettes respectivement solidaires en rotation desdites masses, chaque groupe d1ailettes s'étendant globalement dans des plans radiaux en étant attelé à un élément porteur l'un, d5t élément porteur interne étant disposé à l'intérieur de l'autre, dit élément porteur externe, une ailette quelconque d'un groupe étant intercalée circonférentiellement entre deux ailettes de l'autre groupe et dans lequel la cavité est étanchée à sa périphérie interne par au moins un joint tournant est caractérisé en ce que la cavité est remplie partiellement d'un fluide, en sorte de passer, après un débattement angulaire détermine entre les parties, d'un mode de laminage d'air à un mode de laminage de fluide par passage à travers les passages calibrés. Grâce i cette disposition pour de petits débattements angulaires relatifs entre les deux parties, les chambres délimitées par deux ailettes voisines varient et de l'air est transfere d'une chambre à l'autre, l'une diminuant en volume tandis que l'autre augmente de volume. Ce n1 est qu'à partir d'un dêbattement angulaire déterminé que l'une des chambres pressurisées se remplit complètement de fluide, puis que celui-ci est transféré dans l'autre chambre à travers les passages calibrés en produisant un amortissement par laminage de fluide. L'hystérésis peut donc être faible pour les faibles débattements puis forte pour des débattements plus grands, et ce n'est qu'à partir de ce débattement que le joint tournant est soumis & l'action du fluide. Ceci est particulièrement avantageux dans le cadre d'un double volant amortisseur dans lequel on recherche une forte hystérésis à la mise en marche et à l'arrêt du véhicule, tout en ayant une faible hystérésis pour la filtration des bruits de point mort. on appréciera -que l'amortissement peut donc être aisément connu et contrôlé, par exemple en jouant sur les passages calibrés et éventuellement sur la viscosité du fluide. Le dispositif peut donc être économique et fonctionner avec n'importe quel type de fluide qu'il soit Newtonien ou non Newtonien. En outre, l'amortisseur présente des caractéristiques de fonctionnement avantageusement fidèles et reproductibles Il est même possible, dans certains cas, de se dispenser de la présence d'un limiteur de couple. Circonférentiellement, les ailettes ont une forme globalement trapézoïdale et sont montées tête-bêche d'un groupe à l'autre. Une bonne répartition de la matière favorable à une bonne résistance ainsi qu'une optimisation du volume de fluide sont ainsi obtenues. On s'arrange pour qu'en position de contact mutuel, les flancs des ailettes s'épousent. Suivant une autre caractéristique, pour un bon raccordement de caractéristiques entre les deux hystérésis, on prévoit la création d'au moins une réserve d'air à la faveur d'un creux prévu dans l'élément porteur interne. n emprisonnant de l'air on introduit une élasticité qui améliore le raccordement. On peut également améliorer celui-ci en faisant varier le volume de certaines chambres délimitées par des ailettes voisines. On peut prévoir des formes particulières sur l'un des éléments porteurs etZou sur les ailettes. Quoi qu'il en soit, on est assuré que le saut d'hystérésis n'entrainera pas de chocs gênants. Toutes ces dispositions constituent diverses solutions de moyens anti-chocs loges dans l'amortissement visqueux. Selon une autre caractéristique, le joint tournant est disposé en hout d'un passage de protection à forte perte de charge supérieure i celle du passage calibré. Cette disposition améliore encore la longévité du joint car le fluide passera de préférence par le passage calibré. La description qui va suivre illustre l'invention, dans le cadre d'un double volant pour véhicule automobile, en références aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un double volant amortisseur conforme à l'invention - la figure 2 est une vue en coupe, selon la-ligne II-II de la figure I ; - la figure 8 est une vue agrandie repérée par l'encart 3 de la figure 1 ; - la figure 4 est une vue partielle dans le sens selon la flèche f de la figure 1 t - la figure 5 est une vue partielle analogue à la figure 1 pour une autre variante de réalisation , - la figure 6 est une demi-vue analogue à la figure 2 pour cette variante de réalisation ;; - la figure 7 est une demi-vue analogue aux figures 2 et 6 pour une autre variante de réalisation ; - la figure a est une vue partielle en coupe axiale montrant la creusure pour une autre variante de réalisation. A la figure 1 on voit en 1 une première partie, ici une masse d'inertie, solidaire du nez A du vilebrequin du véhicule automobile par l'intermédiaire de vis 2. Cette masse comporte un flasque 3 qui porte la couronne de démarreur 3' et est relié, à sa périphérie externe, à un autre flasque 4 par l'intermédiaire d'une couronne entretoise 5. Cette couronne 5 est liée au flasque 4 par des vis à tête fraisée 7 et au flasque 3 par des vis 8, qui fixent également une rondelle 9 sur laquelle est montée à force la couronne 3'. Dans les flasques 3 et 4 sont pratiquées des fenêtres 10 pour logement d'éléments élastiques 11, ici des ressorts à boudins, qui prennent appui sur les contours desdites fenêtres la par l'intermédiaire de socles 12. Un voile 13 est disposé axis lament entre les flasques 3 et 4 et porte des bras radiaux 14 à doigts circonférentiels 15 propres à attaquer les socles 12 après rattrapage d'un jeu. Toutes ces dispositions sont décrites dans la demande FR-A-2 571 461. Le voile 13 est solidarisé par des vis 16 à un plateau de liaison 17 lié par des vis 18 à un plateau de réaction 19 démontable. C'est sur ce plateau de réaction qu'est apte à agir le disque de friction de l'embrayage. Ce plateau de réaction 19 appartent donc à une deuxième partie 20, coaxiale à la première, et les éléments élastiques 11 sont donc fonctionnellement interposés entre les deux parties 1,20 coaxiales. Un roulement 21 est monte entre le plateau de liaison 17 et un moyeu 22 relié au nez du vilebrequin A par les vis 2. Le voile 13 a une forme tortueuse et présente à la base de ses bras 14 figure 2 > une couronne 23, de laquelle est issue une paroi transversale 24 ouverte centralement. a couronne 23 forme axialement une jupe et c'est bans celle-ci que se fixent les vis 16. La paroi 24 est parallèle à la face 25 du plateau de liaison l7 tournée à l'opposé du plateau de réaction 19.L'ensemble paroi 24, couronne 23, plateau de liaison 17, formant des parois et appartenant à la seconde partie ou masse 20, délimite donc une cavité annulaire 26 à parois parallèles étanchée en partie par contact de la couronne 23 avec le plateau de liaison 17, qui possède à cet effet une portée de centrage. Cette cavité 26 est délimitée par ailleurs par un élément porteur 27 s'engageant dans l'ouverture centrale de la paroi 24. Comme visible à la figura l, cet élément porteur 27, solidaire de la masse 1 et dispose à l'intérieur de la jupe 23, est préassemblé au moyeu 22 et au flasque 3 respectivement par des vis 28, 29 en étant traverse par les vis 2. Entre la périphérie interne de la paroi 24 et l'élément porteur 27 est interposé un joint d'étanchéité tournant 30. A l'intérieur de la cavité 26 sont disposes deux groupes d'ailettes 31,32, respectivement solidaires en rotation des masses coaxiales 1,20. Plus précisément, la jupe annulaire 23, dite ici par commodité élément porteur externe, porte le premier groupe d'ailettes 31, qui fait saillie radialement intérieurement dans la cavité 26, tandis que l'élément porteur 27, dit ici par commodité élément porteur interne, également annulaire, disposé à l'intérieur de la jupe 23, porte les ailettes 32 qui font saillies radialment, dans la cavité 26 extérieurement par rapport à l'élément 27. Les ailettes 31, 32 s'étendent globalement dans des plans radiaux passant par l'axe commun (X,X') du double volant et une ailette quelconque d'un groupe est intercalée circonférentiellement entre deux ailettes de l'autre groupe. Un agencement visqueux 33 à ailettes 31,32 est ainsi crée et celui-ci est mécaniquement intercalé entre les deux masses ltZO en étant confiné à l'intérieur de la cavité étanche 26 disposée plus près de l'axe que les ressorts 11. On notera que le roulement 21 est étanche et qu'il contribue à l'étanchéification de ladite cavité 26. Comme visible à la figure 2, on notera également que les ailettes d'épaisseur constante ont globalement crconférentiellement une forme trapézoïdale en étant montées tête-bêche et que le moyeu 22 présente pour l'élément interne 27 une portée de centrage 221 de faible diamètre se raccordant à un épaulement d'appui 22'' transversal globalement dans l'alignement de la face 25 après montage. Selon l'invention la cavité 26 est remplie partiellement d'un fluide t en sorte de passer, après un débattement angulaire déterminé entre les parties, d'un mode de laminage d'air à un mode de laminage de fluide à travers les passages calibrés. lei les bords libres 34 des ailettes 31 sont espaces judicieusement de la surface externe 35 de l'élément porteur 27 en définissant un passage calibré 36, Les bords libres 37 des ailettes 32 sont espaces également de la face interne 50 de la jupe 23 par un passage calibré 38. Des passages étroits existent, d'une part, entre les ailettes 31 et les parois 24-17 (25) et, d'autre part, entre les ailettes 32 et lesdites parois 24-17 (25) L'ensemble de ces passages étroits et calibrés 36,38 définit un passage calibré (36, 38...) entre deux ailettes 31,32 consécutives. Plusieurs chambres sont ainsi définies entre deux ailettes consécutives. Pour expliquer Iefonctionn-ement, par simplicité on considérera trois chambres successives D, 13 et C figure 2) en supposant que le voile 13 se déplace par rapport à l'élément porteur 27 dans le sens de la flèche f. Lorsque le moteur tourne, le fluide est centrifugé vers la jupe 23 et de l'air est présent dans la partie basse des chambres D, B et C. Durant une première phase, le volume de la chambre 13 diminue tandis que celui des chambres C et D augmente et de l'air est transféré de la chambre B aux chambres C et D à travers le passage calibré (26, 38...) défini ci-dessus entre deux ailettes 1,32 successives. La chambre B se pressurise tandis que les chambres C et D se dépressurisent, la surface libre du fluide dans la chambre B se rapprochant radialement de la périphérie externe 35 de l'élément 27, tandis que la surface libre du fluide dans les chambres C et D s'éloigne de cette périphérie. A partir d'un certain débattement angulaire relatif entre les deux masses 1 et 20, la chambre B est remplie complètement de fluide, la surface libre de -celui-ci venant en contact avec la périphérie 35, puis lors de la poursuite du mouvement, durant une deuxième phase, du fluide est transféré de la chambre 13 aux chambres C c et D à travers le passage calibré (36, 28...). Ceci se traduit par un laminage du fluide et, de parla perte de charge qu'il faut vaincre pour ce transfert de chambre, par un couple d'amortissement plus fort que durant la première phase, dont le couple d'amortissement dépend pour l'essentiel du frottement des joints.L'hystérésis est ainsi variable, d'une phase à l'autre, à l'image du couple d'amortissement. Le retour à la position de repos s'opère par transfert de liquide des chambres C et D vers la chambre B. Pour éviter un saut d'hystérésis trop grand et donc des chocs geants, on prévoit la création de moyens anti-chocs an sein de l'agencement à amortissement visqueux Dans les figures 5 et 6 il stagit d'une réserve d'air 40 formée localement à la faveur d'une creusure 41 pratiquée dans l'élément porteur interne '27, au pied des ailettes~32 et de part et d'autre de celles-ci* Cette creusure 41 est-ménagée centralement à la périphérie externe 35 de l'élément 27 et est délimitée par deux bords 42,43. Ainsi la surface libre du fluide de la chambre B venant en contact avec la périphérie 35, de l'air est emprisonnée dans ladite creusure 41 créant ainsi un tampon élastique On notera que la pénétration de la surface libre du fluide dans la creusure 41 est fonction des pertes de charges pour transférer le liquide et donc de la pression du fluide dans la chambre E. Plus la pression est élevée, plus le fluide descent dans la creusure, Tout ceci est fonction du déplacement de la denture 31, Ce tampon élastique améliore le raccordement entre I'hystérésis de la première phase et de la seconde phase, an sorte que le saut est moins brusque et les chocs moins gênants. Suivant une autre caractéristique et comme mieux visible à la figure 3, pour tous les modes de réalisation selon l'invention on prévoit la création d'un passage de protection 44 à forte perte de charge, supérieure à celle du passage calibré (36, 38...). Plus précisément les ailettes 32 sont moins larges que l'élément porteur 27 qui pénètre radialement dans la cavité. On a repéré par J le jeu gui sépare l'élément porteur 27 de 'une des parois 24,17, le meme jeu ou un jeu différent pouvant exister entre l'élément porteur 27 et l'autre paroi 24,17. Le passage étroit 44 est donc fonction de ce jeu. En variante l'élément porteur 27 peut avoir la meme épaisseur que les ailettes 32 et le passage étroit 44 est ménage alors à la faveur d'au moins une saillie axiale présente à la périphérie interne de la cavité. Celle-ci est donc moins large dans ce cas à sa périphérie interne-. Grace à cette disposition, on obtient un fonctionnement sir et le joint 30 est bien ménage car le' fluide passera préférentiellement par ledit passage calibré (36,38..) et le passage 44 peut être défini comme un passage de protection. En variante, figure 8,. au lieu de creuser l'élément porteur 27, on peut réaliser ladite creusure 41 à l'aide de deux tôles latérales 45,46 plus hautes que l'élément porteur. La tole 46 présente un retour axial 46 pour coopération avec le joint 30 logé, comme à la figure3, dans une gorge 49 pratiquée à la périphérie interne de la paroi 24. On appréciera que l'élément porteur 27 est simplifié car sa partie centrale 27'' massive se réduit à un anneau, en sorte que l'usinage dudit élément est simplifié. On peut en variante, pratiquer des formes adéquates à la périphérie interne 50 de la jupe 23. Comme visible à la figure 7, la face interne 50 de la jupe 23 est étagée et comporte une portion centrale 51 en regard du bord libre 37 puis une seconde portion 52 disposée de part et dt-autre de la portion 51, et enfin une portion 53 prolongeant la portion 52 jusqu'aux pieds des ailettes 31. Ces diverses portions sont raccordées les unes au: autres par des portions inclines 54. Ainsi qu'on l'aura compris, le jet radial entre le bord libre 37 et diverses portions est maximum au niveau de la portions 51 puis va en diminuant jusqu'à la portion 53, Ce qui permet de faire varier le niveau d'hystérésis suivant le débattement angulaire relatif entre les deux parties 1,20. En variante, comme matérialisé à la partie basse de la figure 7, on peut arrondir le bord libre 37. Enfin, on peut creuser par exemple le bord libre 37, comme visible en pointillé, pour avoir une détente du fluide lors de son écoulement à travers le passage calibré 38. Ainsi qu'il ressort à l'évidence des dessins, les flancs des ailettes 31,32 sont conformes pour s'épouser lorsque les ailettes viennent en contact l'une avec l'autre et le jeu entre les ailettes 31 et les parois 24,17 est négligeable en sorte que le passage calibré (36, 38...) dépend des ailettes 32 et des parois 24,17 ainsi que des passages 36,38. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits, mais englobe toute variante d'exécution et/ou de combinaison de leurs divers éléments, en particulier le double volant amortisseur peut être dote d'un limiteur de couple comme décrit dans le certificat d'addiction FR-87 04954. L'élément porteur externe peut tre rapporté en étant monté à force dans la jupe 23 ou dans la jupe définie dans le plateau de liaison comme explicité dessus. Les ailettes peuvent également être rapportées.De même un deuxième joint peut être prévu entre le plateau de ison-17 et le moyeu 22, et la périphérie externe 35 de l'élément porteur 27 peut être étagée comme la face 50 ou comme, par exemple, représenté à la figure 7. C'est-à-dire que la hauteur de l'élément porteur peut varier, ce qui-entraine une dissymétrie dans les chambres et rend le saut d'hystérésis moins brutal. En variante la variation des chambres peut être obtenue à l'aide d'ailettes de largeur différente On peut bien entendu combiner les deux formes. Quoiqu'il en soit le saut d'hystérésis sera moins brutal et par ces modifications de forme de certaines chambres, on obvient un moyen anti-choc. Enfin, l'invention s'applique aux disques de friction a 'embrayage. REVENDICATIONS 1) Amortisseur de torsion, notamment pour véhicule automobile, du genre comportant au moins deux parties coaxiales (1,20) montées rotatives l'une par rapport à l'autre, des moyens élastiques (11) à action circonférentielle, fonctionnellement interposés entre ces deux parties 2) Amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agencement à amortissement visqueux (33) est doté de moyens anti-chocs (40, 51, 52, 53,...). 3) Amortisseur selon la revendication 2, caractérise en ce que le moyen anti-choc consiste an au moins une creusure (41) ménagée à la périphérie (35) de l'élément porteur interne (27) au pied d'une ailette (32). 4) Amortisseur selon la revendication 3, caractérisé an ce que la creusure (41) est réalisée à l'aide de tolets (45, 46) plus hautes que.l'élément porteur interne (27). 5r Amortisseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la périphérie (35, 50) de l'élément porteur est étagée. 6 > Amortisseur selon la revendication l ou 2, caractérisé en ce que le volume des chambres (D,B,C.*.) délimitées par deux ailettes (31,32) consécutives est variable. 7) Amortisseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le joint tournant (30) est disposé en bout d'un passage de protection (44) en sorte de créer uné perte de charge supérieure à celle du passage calibré existant entre deux ailettes (31,32) successives. 8) Amortisseur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le passage étroit t44) est réalise par une surépaisseur de l'élément porteur interne (27) par rapport aux ailettes (32) solidaires de celui-ci. 9 > Double volant, caractérisé en ce qu'il comporte un amortisseur de torsion selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.