Brevet FR2646487A1 — publié le 19901102

La présente invention concerne les dispositifs amortisseurs de torsion, notamment pour véhicules automobiles, du genre comportant deux parties coaxiales montées mobiles l'une par rapport à l'autre, dans les limites d'un débattement angulaire déterminé, à l'encontre de moyens élastiques à action circonférentielle et de moyens d'amortissement. Usuellement l'une des parties comporte deux rondelles de guidage disposées de part et d'autre d'un voile appartenant à l'autre partie, le voile ou les rondelles de guidage étant solidaires en rotation, éventuellement après rattrapage d'un jeu, d'un moyeu. Ainsi qu'on le sait dans tous les moteurs dont la puissance provient d'impulsions périodiques, dû à la détente de gaz sur des pistons qui actionnent un vilebrequin aux moyens de bielles, les variations du couple moteur et du couple d'inertie provenant des pièces du moteur animé d'un mouvement alternatif, rendent nécessaire l'utilisation d'un volant pour régulariser la vitesse. Pour diminuer encore les vibrations on a prévu dans le document DE-A-3 609 048 d'équiper le volant d'un amortisseur dynamique de vibrations. Cet amortisseur fait sentir ses effets dans le domaine de la fréquence de résonnance. Une telle disposition n'est pas entièrement satisfaisante car la masse de l'amortisseur dynamique n'est pas bien adaptée à la masse du volant. En outre cet amortisseur est disposé sur une circonférence de grand diamètre, en sorte qu'il faut prévoir des moyens pour empêcher que la masse, que présente l'amortisseur dynamique, ne s'envole sous l'effet de la force centrifuge. De plus cette disposition amène à modifier le plateau de réaction ou volant que présente l'embrayage. 2646487. La présente invention a pour objet de pallier ces inconvénients et donc de créer un amortisseur dynamique de vibrations qui soit en mesure d'amortir les vibrations de manière efficace, tout en modifiant le moins possible l'embrayage et en procurant d'autres avantages. Suivant l'invention un dispositif amortisseur de torsion du type sus-indiqué, dans lequel le moyeu est solidaire en rotation d'un arbre mené, est caractérisé en ce que l'amortisseur dynamique de vibrations est attelé au moyeu, ledit amortisseur dynamique comportant une masse reliée par au moins un élément élastique à un- support lié en rotation, éventuellement après rattrapage d'un jeu, au moyeu. Grâce à cette disposition la masse de l'amortisseur dynamique de vibrations (ou absorbeur dynamique) peut être adaptée, par exemple dans le cas d'une friction d'embrayage, à l'inertie de la boîte de vitesses, en sorte qu'il n'est pas besoin de prévoir de moyens de retenue pour cette masse. On appréciera que cette disposition laisse intacte le volant de l'embrayage, et que l'amortisseur dynamique de vibrations est aisément montable sur une friction d'embrayage classique.En outre il est disposé dans une zone moins chaude. L'élément élastique peut être un bloc en matière élastique dont l'amortissement propre favorise l'étouffement des vibrations. En variante il peut s'agir d'un ressort spirale avec un bras portant la masse et se raccordant à un élément porteur interne formant support. Suivant une première forme de réalisation le support dudit amortisseur peut être monté directement sur le moyeu, en étant solidarisé à celui-ci, par exemple par sertissage. En variante il peut être monté sur une pièce solidaire du moyeu. Dans une troisième forme de réalisation il peut être solidarisé & un palier lié en rotation, éventuellement après rattrapage d'un jeu, avec le moyeu. Cette disposition permet de modifier le moins possible un dispositif amortisseur de torsion classique. Suivant une caractéristique importante de l'invention l'amortisseur dynamique de vibrations est associé & un agencement amortissement visqueux. Grâce à cette disposition dans le domaine de la fréquence de résonnance l'amortissement de l'agencement amortissement visqueux sera amélioré, en sorte que les vibrations seront mieux écrêtées. La description qui va suivre, à titre d'exemple, illustre l'invention dans le cadre d'une friction d'embrayage aux véhicules automobiles, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un amortisseur de torsion selon l'invention; - la figure 2 est une vue analogue à la figure I pour une autre variante de réalisation; - la figure 3 est une vue simplifiée montrant l'agencement des moyens élastiques de faible raideur montés entre le moyeu et le voile de moyeu de l'amortisseur de torsion; - la figure 4 est un diagramme dans lequel est schématisé l'association de l'amortisseur de vibration dynamique avec un agencement amortissement visqueux; - les figures 5 à 8 sont des vues analogues aux figures 1 et 2 pour encore d'autres variantes de réalisation. Dans les modes de réalisation représentés la friction d'embrayage comporte-deux parties coaxiales A,B montées rotatives l'une par rapport à l'autre dans les limites d'un débattement angulaire déterminé, a l'encontre de moyens élastiques 1 à action circonférentielle, et de moyens d'amortissement 2. La partie A, ou partie excitée, comporte un moyeu 3 pourvu d'un alésage interne cannelé, pour liaison en rotation avec l'arbre mené d'entrée de la boite de vitesse BV (figure 4). La partie B, dite partie excitante, comporte deux rondelles de guidage 4, 5 reliées entre elles à distance par des entretoises axiales 7, ici des colonnettes, lesdites rondelles de guidage étant montées libre autour du moyeu 3. La rondelle 5 porte un disque 6 doté de garnitures de friction 9, ledit disque 6 étant relié aux rondelles 4,5 par les colonnettes 7, en étant accolées à la rondelle 5 et fixées à celle-ci par les colonnettes 7. La partie B est solidaire en rotation du moteur à combustion interne M (figure 4) du véhicule par serrage des garnitures 9 entre le plateau de pression et de réaction de l'embrayage non représenté. Des fenêtres 10 et 11 sont pratiquées respectivement dans un voile de moyeu 8 et dans les rondelles de guidage 4,5. Les moyens élastiques à action circonférentielle 1 consistent ici en des ressorts à boudin montés sans jeu dans les fenêtres 11 et éventuellement avec jeu dans les fenêtres 10, pour intervention étagée des ressorts 1. Le voile 8 est monté mobile en rotation par rapport au moyeu 3 avec intervention de moyens d'engrènement à jeu 12 et de moyens élastiques de faible raideur 13, ici sous forme de ressorts à boudin, comme décrit dans le document FR-A-2 560 328. Ici les moyens d'engrènement 12 consistent (figure 3), d'une part, en une pluralité de dents de forme trapézoïdale et, d'autre part, en une pluralité d'échancrures complémentaires, lesdites dents pénétrant chacune avec jeu dans une échancrure et étant pratiquées pour partie à la périphérie interne du Voile 8 et pour partie dans une bride 16, que possède en surépaisseur le moyeu 3 à sa périphérie externe, en alternance des dents et des échancrures. Les ressorts 13 ont une raideur plus faible que celle des ressorts 1 et consistent ici en deux ressorts diamétralement opposés, logés pour partie dans des échancrures 15 du voile 8 et du moyeu 4, avec intervention de socles 14 entre les extrémités circonférentielles des ressorts 13 et lesdites échancrures 15. Le voile 8 est disposé axialement entre les rondelles 4,5 et possède des ouvertures 17 pour le passage des colonnettes 7. Les moyens de frottement 2 comportent un palier de centrage 18 annulaire à section en forme de L, inséré, d'une part, axialement entre le voile 8 et le disque 6, grâce à une partie transversale formant entretoise, et, d'autre part, radialement entre la périphérie externe du moyeu 3 et la tranche interne de la rondelle 5, grâce à sa partie d'orientation axiale formant palier. Ce palier entoure librement le moyeu 3 et est avantageusement en matière plastique chargé de fibres de renforcement. Il peut également être métallique par exemple à base de bronze. Une rondelle de frottement 19 est insérée axialement entre le voile 8 et la rondelle 7. Elle est avantageusement en matière plastique et possède des pions engagés dans des ouvertures correspondantes de la rondelle 4 pour liaison en rotation avec celle-ci. Les deux rondelles de guidage 4,5 étant du type standard, le palier 18 présente également des pions engagés dans des ouvertures correspondantes de la rondelle 5 et du disque 6 pour liaison en rotation avec ceux-ci (figure 1). Un palier 20 à section en forme de L est inséré, d'une part, radialement entre la rondelle 4 et le moyeu 3, et, d'autre part, axialement entre la rondelle 4 et la bride 16. Il est solidaire en rotation de la rondelle 4 grâce à des bossages engagés chacun dans des encoches complémentaires de la rondelle 4. Une rondelle élastique de serrage 21 est associée à la rondelle 19, ladite rondelle élastique 21, sous forme de rondelle Belleville, prenant appui sur la rondelle 4 pour sollicitation de la rondelle 19 en direction du voile 8 et serrage du palier 18 entre le voile 8 et la rondelle 6. De même une rondelle élastique de serrage 22 est associée au palier 20, ladite rondelle 22 prenant appui axialement sur la rondelle de guidage 4 et sollicitant axialement le palier 20 en direction de la bride 16. Ansi le disque 6 avec ses garnitures 9 est accouplé au moyeu 3 par deux dispositifs amortisseur de torsion. L'un de ceux-ci, dit amortisseur principal, comporte les ressorts 1 ainsi que les pièces 18,19 et 21, tandis que l'autre, dit préamortisseur, comporte les ressorts 13, les moyens d'engrènement à jeu 12 et le palier 20 avec sa rondelle associée 22. Dans une première phase du débattement angulaire entre le disque 6 et le moyeu 3, les rondelles de guidage 4,5 sont solidaires au voile 8, tant que le jeu des moyens d'engrènement à jeu 12 n'est pas annulé et les ressorts 13 sont comprimés, tandis que le palier 20 fait sentir ses effets. Après rattrapage du jeu des moyens d'engrènement à jeu le voile 8 se déplace par rapport aux rondelles 4,5 à l'encontre des ressorts 1 et des moyens d'amortissement 2. Suivant l'invention un amortisseur dynamique de vibrations 30 est attelé au moyeu 3, ledit amortisseur dynamique 30 comportant une masse 33 reliée par au moins un élément élastique 32 à un support 31 lié en rotation, éventuellement après rattrapage d'un jeu, au moyeu 3. A la figure 1 le support 31 est solidarisé au moyeu 3, ici par sertissage. Il est métallique et en variante il peut être vissé. La masse 33 s'étend radialement en dessous de l'axe médian des ressorts 1, au niveau de la partie basse de ceux-ci, et à une forme annulaire en étant dotée à sa périphérie interne d'un rebord radial pour fixation au bloc en matière élastique 32, par exemple en élastomère constituant l'élément élastique. Ce bloc, doté d'un amortissement propre et apte à étouffer les vibrations, est solidarisé également au support 31. Dans cette figure le bloc 32 est également de forme annulaire comme le support 31. Bien entendu ce bloc 32 peut être fragmenté en plusieurs parties distinctes ou autre moyen, il peut avoir par exemple une forme de peigne annulaire. Ici ce bloc est adhérisé tant à la masse 33 qu'au support 31. Cette solidarisation est réalisée par vulcanisation in situ d'une masse caoutchouteuse appropriée entre la masse 33 et le support 31. Le support 31 présente à sa périphérie interne une pluralité de dentures, et est plus dur que le moyeu 3. La fixation en rotation du support 31 s'effectue par emmanchement à force du support 31 sur le moyeu 3, les dents du support 31 creusant des sillons dans le moyeu 3. La fixation axiale est assurée par sertissage. En variante la fixation du bloc 32 à la masse 33 et au support 31 peut être réalisée par collage ou un autre moyen. Dans le bas de la figure 1 la masse 33 est évidée centralement pour fixation du bloc 32, le support 31 ayant dans ce cas une forme tortueuse permettant au support 31 de venir au plus près de la rondelle de guidage 5, en sorte que l'encombrement axial de l'ensemble est réduit. La forme tortueuse résulte d'un déport axial de la périphérie externe dudit support 31. Dans le mode de réalisation de la figure 2, les rondelles de guidage 4 et 5 sont solidaires du moyeu 3, ici par sertissage. Le voile de moyeu 8 est monté libre par rapport au moyeu 3 et porte le support 6 avec ses garnitures de frottement. On profite de cette disposition pour fixer alors directement le bloc 32 sur la rondelle 5. La masse 33, de forme annulaire comme les rondelles 4,5 et le voile 8, présente à sa périphérie externe une portion chanfreinée pour dégager de la place au niveau des ressorts 1. Cette masse 33 peut être également fractionnée. En variante c'est le voile 8 (figure 1) qui peut constituer le support du bloc 3 et de la masse, l'amortisseur dynamique étant disposé entre les rondelles de guidage. Dans le mode de réalisation de la figure 4 et des figures suivantes on associe l'amortisseur dynamique 30 (ou absorbeur dynamique) à un agencement à amortissement visqueux 40. Cet agencement 40 est confiné à l'intérieur d'une chambre étanche. Cette chambre est remplie d'un fluide visqueux et plus particulièrement un fluide du type "non Newtonien" caractérisé par une bonne stabilité de viscosité en fonction de la température et une viscosité dynamique qui diminue en fonction du gradient de la vitesse. Ce fluide peut être par exemple du silicone. Grâce à cette disposition l'amortisseur 30 agira sur l'agencement 40 en sorte d'amortir plus rapidement les vibrations. Dans cette figure 4 schématique on a représenté diverses positions possibles de l'amortisseur 30, ainsi que de manière symbolique les ressorts i et 13. Les références f, fp correspondent respectivement au frottement de l'amortisseur principal et au frottement du préamortisseur, le bloc 32 étant schématisé avec sa raideur et son amortissement interne. A la figure 5 l'amortisseur de vibrations 30 est disposé, comme dans les autres figures, à l'extérieur du volume délimité par les rondelles de guidage 4,5, à l'extrémité du moyeu 3 situé à droite de la figure. L'agencement à amortissement visqueux 40, est disposé au niveau de l'extrémité gauche du moyeu 3, à l'extérieur du volume délimité par la rondelle de guidage 4,5, comme décrit dans la demande FR-A-89 01388. Cet agencement 40 est confiné à l'intérieur d'un bottier 41 à deux portions ou parties 42,43 mobiles angulairement l'une par rapport à l'autre. La première partie 42 comporte deux flasques entretoises, reliés ensemble à leur périphérie externe et fixés à une plaque 45, par l'intermédiaire d'organes de fixation tels que des rivets ou boulons. La deuxième partie 43 comporte un disque disposé entre les deux flasques de la première partie 42, un joint 44 étant prévu à la périphérie interne du disque 43 pour étanchéité du boîtier 41, ledit joint 44 coopérant à frottement avec les deux flasques de la partie 41. Le disque 43 est fixé par sertissage au moyeu 3. La plaque 45 possède des pattes 46 engagées sur la tête des colonnettes 7 pour liaison en rotation de la partie 41 aux rondelles de guidage 4,5. Ainsi le bottier 41 est attelé au moyeu 3, tandis que les pattes 46 et les colonnettes 7 forment des moyens d'engagement mutuels entre les rondelles de guidage 4,5 et la partie 42. Bien sûr il est possible d'implanter l'amortisseur 30 à côté de l'agencement 40 comme visible dans le bas de la figure 5. A la figure 6 l'agencement visqueux 40 comporte un boîtier 41 en deux demi-coquilles dont l'une possède à sa périphérie interne un prolongement radial 47 pour fixation, par sertissage au moyeu 3. Le disque 43 est lié en rotation aux rondelles 4,5, les moyens d'engagement mutuels comportant une pièce 48 solidarisée par soudage à la rondelle 5, et comprenant des tenons d'orientation axiale, engagés dans des mortaises correspondantes que présente le disque 43 à sa périphérie interne. L'encombrement radial du disque 40 peut être augmenté radialement. L'amortisseur 30 est alors directement fixé sur la demi-coquille ne présentant pas le prolongement 47. Le bloc 32 est directement adhérisé sur cette demi-coquille. L'amortisseur 30 s'étend radialement au-delà des ressorts 1, et sa masse 33 a une forme tortueuse pour s'adapter au contour des oeillères, que présentent les contours des fenêtres 11. Cette disposition permet de réduire l'encombrement axial de l'ensemble. Bien entendu, comme visible à la partie basse de la figure 6, il est possible de fixer l'amortisseur 30 à l'autre demi-coquille. Dans ce cas la partie principale de la masse 33 à rebord radial de fixation externe est disposée en dessous du bloc 32. Alors que dans les figures précédentes l'amortisseur 30 était fixé directement au moyeu 3, dans les figures 7 et 8 l'amortisseur 30 est fixé sur le palier 18. Celui-ci présente alors une pluralité de pions 50 pour engagement dans des ouvertures correspondantes 52 du voile 8 et liaison en rotation, éventuellement avec jeu, avec celui-ci. Ce palier 18, entoure librement le moyeu 3 et présente à sa périphérie interne une marche 49 annulaire d'orientation axiale pour fixation du support 31, par exemple, par sertissage. Ainsi qu'on l'aura compris cette disposition permet, tant que le jeu des moyens d'engrènement à jeu 12 n'est pas annulé, de ne pas ajouter l'inertie de l'amortisseur 30 à celle du moyeu. Lesdits ressorts 13 peuvent donc avoir une raideur plus faible que ceux des figures précédentes. A la figure 7 on a représenté deux modes de réalisation de l'amortisseur 30, identiques à ceux de la figure 1. A la figure 8 l'agencement visqueux 40, identique à celui de la figure 5, est également fixé au palier 18, le disque 43 étant fixé par sertissage à la marche 49. L'amortisseur de vibrations 30 peut être fixé directement sur le moyeu 3 par exemple par sertissage, ou sur le palier 18, qui présente alors une seconde marche 51 annulaire et d'orientation radiale à cet effet. Grâce à ces dispositions, on notera qu'à la figure 8, ce n'est seulement que dans un second temps qu'intervient l'agencement visqueux 40, puique dans un premier temps aucun mouvement relatif n'a lieu entre le voile 8 et les rondelles 4,5. Ainsi qu'on l'aura compris, les pions 50 peuvent pénétrer à jeu dans les ouvertures 52, ce qui permet de faire intervenir plus tard l'agencement visqueux. De même le disque 43, peut être doté de dentures, pénétrant à jeu dans des dentures complémentaires que présente le palier 18 comme visible à la partie basse de la figure 8). Grâce à cette disposition l'agencement visqueux fonctionne à la manière d'un-tiroir avec possibilité d'intervention pendant le débattement angulaire relatif entre le moyeu 3 et le voile 8. Un jeu peut être également prévu entre les pattes 46 et les colonnettes 7. Bien entendu en variante (non représenté), l'agencement visqueux 40 peut comporter une pluralité d'ailettes de forme trapézoïdale, formant deux groupes montés tête-bêche et s'étendant globalement dans des plans radiaux passant par l'axe de l'ensemble, une ailette quelconque d'un groupe étant intercalée circonférentiellement entre deux ailettes de l'autre groupe, comme décrit et visible par exemple à la figure 4 du document FR-A-2 597 181. En variante l'agencement visqueux 40 peut être monté entre les rondelles 4,5 en étant disposées en dessous des ressorts 1. Ainsi qu'il ressort à l'évidence de la description et des dessins, l'amortisseur 30 a une masse 33 et un bloc 32 calculé en fonction des applications, pour que ledit amortisseur 30 intervienne dans le domaine de la fréquence de résonnance du dispositif amortisseur de torsion. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits. En particulier le support 31 peut être fixé au moyeu 3, à l'aide de vis ou analogues, par exemple. L'élément élastique peut consister en un bras élastiquement déformable se raccordant d'un seul tenant par une zone d'enracinement à un élément porteur interne, formant le support selon l'invention, et portant à sa périphérie externe la masse 33. Pour la forme du bras et de son élément porteur on se reportera au document FR-A-2 493 446 par exemple à la figure 22 de celui-ci, le bras pouvant s'étendre sur plus de 360 en forme de spirale. Bien entendu le bras peut porter à sa périphérie externe le bloc en matière élastique 32 en sorte que le support 31 peut être partiellement élastique. Bien entendu l'élément élastique peut consister en une pluralité de ressorts à boudins reliés chacun, 264648? d'une part, à une masse et, d'autre part, à une entretoise solidaire du support. Le préamortisseur peut être disposé axialement entre le voile 8 et la rondelle 5 comme décrit par exemple dans la demande FR 87 04882. Le voile 8 peut être dédoublé comme dans le document FR-A-2 566 497. REVENDICATIONS 1) Dispositif amortisseur de torsion, notamment- pour véhicules automobiles, du genre comportant deux parties coaxiales (A, B) montées mobiles l'une par rapport à l'autre, dans les limites d'un débattement angulaire déterminé, à l'encontre de moyens élastiques (1,13) et de moyens d'amortisseur (2,40), l'une desdites parties solidaires en rotation, comportant deux rondelles de guidage (4,5) disposées de part et d'autre d'un voile (8) appartenant à l'autre partie, le voile (8) ou les rondelles de guidage (4,5) étant solidaires en rotation, éventuellement après rattrapage d'un jeu, d'un moyeu (3) solidaire en rotation d'un arbre mené, caractérisé en ce qu'il comporte un amortisseur dynamique de vibrations (30) attelé au moyeu (3), ledit amortisseur dynamique (30) comportant une masse (33) reliée par au moins un élément élastique (32) à un support (31) lié en rotation, éventuellement après rattrapage d'un jeu, au' moyeu (3). 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support (31) est solidaire du moyeu (3). 3) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support (31), est solidaire en rotation, éventuellement après rattrapage d'un jeu d'un palier (18) solidaire en rotation, éventuellement après rattrapage d'un jeu d'un voile (8) monté sur le moyeu (3) avec intervention entre celui-ci et ledit moyeu (3) de moyens d'engrènement à jeu (12). 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit amortisseur dynamique de vibrations (30) est associé à un agencement à amortissement visqueux (40), lié en rotation, éventuellement après rattrapage d'un jeu, au moyeu (3). ) Dispositif selon la revendication 4, dans lequel l'agencement à amortissement visqueux (40) comporte un bottier (41), caractérisé en ce que l'amortisseur dynamique de vibrations (30) est solidaire du boîtier (41). 6) Dispositif selon la revendication 5, dans lequel le bottier (41) comporte deux demi-coquilles, caractérisé en ce que l'une des demicoquilles présente un prolongement radial (47) pour fixation au moyeu (3), et en ce que le bloc (32) en matière élastique constituant l'élément élastique est fixé sur l'une des deux demi-coquilles. 7) Dispositif selon la revendication 5, dans lequel l'agencement à amortissement visqueux (40) comporte un boîtier solidaire d'un palier (18) à section en forme de L agencé entre le moyeu (3) et l'une des rondelles de guidage (5), caractérisé en ce que l'amortisseur dynamique de vibrations (30) est monté sur ledit palier (18), à la faveur d'une marche (51) que présente celui-ci. 8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'amortisseur dynamique de vibrations (30) est monté à l'extérieur du volume délimité par les rondelles de guidage (4,5). 9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support (31) a une forme tortueuse. ) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément élastique (32) consiste en un bloc en matière élastique (32) et en ce que ledit bloc (32) est solidaire de la masse (33) et de son support (31,5,41).