Brevet FR2660038A1 — publié le 19910927

La présente invention concerne un double volant amortisseur, notamment pour véhicule automobile, du genre comportant deux masses coaxiales montées rotatives l'une par rapport à l'autre, à l'encontre d'une première série de moyens élastiques à action circonférentielle et d'un agencement à amortissement visqueux. Un tel double volant est décrit dans le document FR-A-2 626 326. Dans celui-ci, l'agencement à amortissement visqueux est implanté radialement en dessous des moyens élastiques, en étant mécaniquement intercalé entre les deux masses. Ledit agencement comprend une cavité étanche remplie d'un fluide et est calé axialement sur une première masse. Cet agencement est dimensionné selon les applications pour procurer un amortissement déterminé. L'agencement comporte également deux pièces de fermeture ou couvercles solidaires d'une entretoise, pour délimitation de ladite cavité. Ces couvercles sont reliés l'un à l'autre et sont solidaires au moins en rotation, éventuellement avec jeu, d'un voile propre à venir en appui sur ladite première série de moyens élastiques fonctionnellement interposée entre les deux masses. Cette dite première série accouple une première partie, calée en rotation sur la première masse, au voile et est implantée au voisinage d'une butée radiale solidaire de la première masse. Il en découle que cesdits moyens élastiques ont une raideur apparente qui varie sous l'action de la force centrifuge et, pour des régimes de rotation élevée du moteur, qu'ils fonctionnent mal et même peuvent se bloquer au contact de la butée radiale. Il en résulte alors que les performances du double volant sont réduites et qu'une bonne filtration des vibrations n'est plus obtenue. En outre, l'agencement visqueux, utile lors du démarrage et à l'arrêt du moteur, continue à faire sentir ses effets pour les régimes de rotation élevés au détriment d'un bon amortissement. La présente invention a pour objet de pallier ces inconvénients et donc de créer un double volant amortisseur efficace pour des régimes de rotation du moteur élevé, tout en diminuant les effets de l'agencement à amortissement visqueux pour les régimes de rotation élevés et en procurant d'autres avantages. Suivant l'invention un double volant du type susindiqué est caractérisé en ce qu'une deuxième série de moyens élastiques à action circonférentielle, de plus forte raideur que celle de ladite première série de moyens élastiques, accouple le voile à une seconde partie calée en rotation sur la deuxième masse, en sorte que l'agencement à amortissement visqueux est mécaniquement intercalé entre la première masse et un voile intermédiaire d'assistance propre à se substituer à la première partie. Grâce à l'invention, la deuxième série de moyens élastiques constitue une série de moyens élastiques d'assistance, en sorte que, lorsque la première série de moyens élastiques fonctionne mal, voire même se bloque, on continue à bénéficier d'un bon amortissement grâce à l'intervention de la deuxième série de moyens élastiques entre le voile d'assistance, solidaire alors de la première masse, et la deuxième partie; ladite seconde série n'intervenant globalement que dans la fin du débattement angulaire relatif entre les deux masses. En outre, l'agencement visqueux ne fait plus sentir ses effets, lorsque la deuxième série de moyens élastiques intervient seule de manière efficace en augmentant le débattement angulaire relatif entre les deux masses. Grâce à cette disposition, on continue à bénéficier d'un bon amortissement à l'arrêt et au démarrage du véhicule, sans avoir à augmenter la taille, notamment circonférentielle, dudit agencement qui intervient pratiquement pas dans la partie terminale du débattement angulaire relatif entre les deux masses. Avantageusement, on peut rendre le double volant compact en réalisant la liaison des couvercles de fermeture avec l'entretoise par soudage, ce qui permet de diminuer la taille radiale de l'entretoise et donc d'implanter aisément dans le même encombrement radial la deuxième série de moyens élastiques, tout en effectuant la liaison entre la deuxième partie et la deuxième masse, radialement au voisinage de la périphérie externe de l'agencement visqueux, pour réduire l'encombrement axial du double volant. Avantageusement le voile est dédoublé en deux flasques décalés axialement à leur périphérie interne, qui se rejoignent à leur périphérie externe, pour formation de bras radiaux et interférence avec la première série de moyens élastiques. Il est ainsi possible de conserver le maximum de pièces d'un double volant de l'art antérieur et de lubrifier la première série de moyens élastiques. La description en annexe illustre l'invention en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une demi-vue partielle de face du double volant montrant l'intérieur des cavités que celui-ci comporte; la figure 2 est une vue en coupe axiale selon ligne brisée A-A de la figure 1; la figure 3 est une demi-vue analogue à la figure 2, pour un second exemple de réalisation; la figure 4 est une demivue partielle en coupe de la cassette visqueuse pour un troisième exemple de réalisation. Le double volant amortisseur, pour véhicule automobile, illustré dans ces figures, comporte deux masses coaxiales 1,10 montées rotatives l'une par rapport à l'autre, à l'encontre de moyens élastiques 20,22 à action circonférentielle et d'un agencement à amortissement visqueux 60. La masse 1 sera dénommée ici première masse et la masse 10 seconde masse. Plus précisément, la première masse 1 du double volant amortisseur comporte un boîtier 3 fermé par un couvercle 5 et un moyeu central en deux parties 8,108, solidarisés ensembles au nez du vilebrequin du moteur à combustion interne du véhicule par une pluralité de vis 2 traversant des ouvertures 71 pratiquées dans le moyeu 8,108 et le boîtier 3 La masse 1 constitue donc une masse d'entrée. Le boîtier 3 est solidaire, grâce à son fond, du moyeu 8 par des vis 61 et porte, par son rebord périphérique externe d'orientation axiale 15, une couronne de démarreur 4. Le couvercle 5 est fixé par des vis 6 audit rebord 15 du boîtier 3 creux, qui est ici de forme annulaire comme le couvercle 5. Des rondelles de guidage 31,32 calées en rotation sur la masse 1, ici sous forme de pluralité de blocs, sont fixées de manière étanche par rivetage à la masse 1, les blocs 32 étant fixés par des rivets 37 au fond du boîtier, tandis que les blocs 31 sont fixés par des rivets 36 au couvercle 5. Un voile 33, accouplé en rotation, de manière décrite ci-après, à la deuxième masse 10, est disposé axialement entre les rondelles de guidage 31,32. Il est doté de bras radiaux 34 pour interférence et appui sur une première série de moyens élastiques 20 à action circonférentielle, ici des ressorts à boudin fonctionnellement interposés entre les deux masses 1,10 et implantés au voisinage du rebord 15. Ce voile est mécaniquement intercalé entre les ressorts 20 et l'agencement 60, tandis que les rondelles 31,32 appartiennent à une première partie. Ces ressorts 20, de grande longueur circonférentielle, sont montés par l'intermédiaire de socles pivotants 21 entre deux blocs consécutifs 32, et deux blocs consécutifs 31, sachant que les blocs 31,32 sont disposés en vis-à-vis l'un de l'autre. Les socles 21 sont propres à interférer avec les bras 34, un jeu pouvant exister éventuellement au repos entre les bras 34 et les socles 21. Suivant l'invention, une deuxième série de moyens élastiques 22 à action circonférentielle, de plus forte raideur que celle de ladite première série de moyens élastiques 20, accouple le voile 33 à une seconde partie calée en rotation sur la deuxième masse 10, en sorte que ledit agencement à amortissement visqueux est mécaniquement intercalé entre la première masse 1 et un voile 33 intermédiaire d'assistance propre à se substituer à la première partie 31,32. Ici la deuxième série de moyens élastiques à action circonférentielle 22 consiste en une deuxième série de ressorts à boudin et le voile 33 comporte deux flasques 133,134 réunis ensembles à leur périphérie externe par une pluralité de rivets 38, pour formation des bras 34. Ces flasques 133,134 sont conformés pour formation, en deça des rivets 38, d'une cavité dans laquelle vient se loger une rondelle 35 constituant la partie de sortie. Les flasques 133,134 présentent donc à leur périphérie interne des parties décalées axialement, tandis qu'ils sont accolés et fixés à leur périphérie externe. La rondelle 35 est dotée de fenêtres 24, disposées en regard de fenêtres 23, que présentent les flasques 133,134 pour montage de la deuxième série de ressorts à boudin 22, disposés sur une même deuxième circonférence de diamètre inférieur à celle de la première circonférence sur laquelle sont disposés les ressorts 20. Comme mieux visible à la figure 1, ces ressorts 22 sont plus courts circonférentiellement que les ressorts 20, lesquels sont dotés de patins de frottement 26, montés par emboîtement sur une spire du ressort, afin de diminuer les phénomènes d'incrustation se produisant dans le rebord 15 du boîtier 3 formant butée radiale pour les ressorts 20. Ici quatre ressorts 20 et huit ressorts 22 sont prévus. En variante, on peut traiter la périphérie interne dudit rebord 15 pour la durcir. La deuxième masse 10 comporte un plateau 11 annulaire formant le plateau de réaction d'un embrayage, sur lequel est propre à venir en contact le disque de friction (non représenté) de l'embrayage solidaire en rotation de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses. La masse 10 constitue donc une masse de sortie. Un palier 9 est interposé radialement entre le plateau 11 et la partie 108 du moyeu monté à centrage sur la partie 8 de celui-ci. Il peut s'agir d'un palier anti-friction ou d'un roulement, comme dans les figures 1 et 2. Ce roulement 9 est calé axialement sur le moyeu 8,108, à la faveur d'épaulements, que présentent lesdites parties 8,108. Le roulement 9 est calé axialement sur le plateau de réaction 11 à la faveur d'un épaulement 14 dudit plateau de réaction et d'une rondelle 13. Cette rondelle 13 est fixée par des rivets au plateau 11 en étant adjacente à l'agencement 60. Les ressorts 20 sont disposés à l'intérieur d'une première cavité 30 délimitée par les deux masses 1 et 10. Cette cavité 30 est délimitée en majeure partie par la première masse 1, notamment par le boîtier 3, le couvercle 5, et des parois d'orientation axiale et annulaire 39,42 en vis-à-vis portées respectivement par le boîtier 3 et le couvercle 5. Elle est également délimitée par le voile 33 dont les bras radiaux 34 pénètrent à l'intérieur de celle-ci. La rondelle 35 s'étend radialement de la périphérie externe de l'agencement 60 jusqu'aux parois 39,42 Elle est plus épaisse que les flasques 133,134, qui se rejoignent radialement au-delà des parois 39,42, pour envelopper ladite rondelle 35 à la faveur de parties inclinées, qu'ils présentent à cet effet. La cavité 30 est remplie ici partiellement d'un fluide de lubrification pour les ressorts 20 sous forme de graisse. Le double volant comporte également l'agencement à amortissement visqueux 60 mécaniquement intercalé entre la masse 1 et le voile intermédiaire 33 d'assistance. Cet agencement 60 comprend une deuxième cavité étanche 50 remplie d'un second fluide distinct du premier fluide et délimité par lesdites masses 1 et 10. Cette deuxième cavité 50 est implantée radialement en dessous de la première cavité 30 et des ressorts 22. Bien entendu on a prévu des joints d'étanchéité 63 (figure 2) pour rendre étanche lesdites cavités 30,50. L'agencement 60 forme une cassette visqueuse et est solidaire du voile 33 Il est disposé axialement entre le fond du boîtier 3 et le plateau de réaction 11. Cette seconde cavité 50 est délimitée par deux couvercles en forme de disques 51,52 ou pièces de fermeture annulaires, maintenus à écartement axial l'un par rapport à l'autre par une entretoise 64 périphérique annulaire. Suivant une caractéristique de l'invention les pièces de fermeture 51,52 sont fixées chacune par au moins un cordon de soudage 90, 190,291 à l'entretoise 64, en sorte que la taille radiale de celle-ci est diminuée, sans réduction de la partie active dudit agencement 60 et donc des performances. Avantageusement le soudage est réalisé par un procédé au laser. Dans les figures 1 et 2, l'assemblage des pièces 51,52,64 est réalisé par soudage par transparence conduisant à une traversée des couvercles 51,52. Plus précisément (figures 1 et 2) la cavité 50 est délimitée également par le moyeu dont la partie 8 porte en saillie une bride 53 interposée axialement entre les deux pièces 51 et 52. Cette bride 53 constitue un élément porteur externe portant des dents 55 d'orientation radiale pénétrant à l'intérieur de la cavité 50 en direction opposée à l'axe de l'ensemble et permet un calage axial de l'agencement 60 sur la première masse 1. L'entretoise 64 annulaire forme un élément porteur externe et porte à sa périphérie interne des dents 54, d'orientation radiale inverses de celles des dents 55. Les dents 54 alternent avec les dents 55 et des passages calibrés existent notamment entre lesdites dents 54,55 et lesdites pièces 51,52. En variante, les dents peuvent être omises, et dans ce cas, la bride 53 est en forme de disque et est admise à se débattre par rapport aux pièces de fermeture 51,52 avec formation de passages étroits entre lesdites pièces. Cette cavité 50 est remplie partiellement d'un second fluide à forte visquosité, tel que du silicone. Ainsi qu'on le sait l'agencement visqueux est admis à faire sentir ses effets pour les bas régimes, notamment au démarrage et à l'arrêt du moteur, lorsque l'on passe par la fréquence de résonance en dessous du régime de ralenti du moteur. Ici le couvercle 51, adjacent au fond du boîtier 3, porte à sa périphérie externe un rebord annulaire 57 fixé par rivetage en 56 au flasque 133. L'autre flasque 134 est échancré pour passage à jeu circonférentiel de protubérances axiales 40 dont est doté le plateau de réaction 11. Ces protubérances 40 s'étendent radialement entre la première 30 et la deuxième 50 cavité La rondelle 35 est calée en rotation sur la deuxième masse en étant conformée au niveau desdites protubérances 40 pour emboîtement, éventuellement à jeu, avec celles-ci. La deuxième masse 10 est calée axialement sur la première masse 1 par l'intermédiaire du palier 9, comme décrit ci-dessus. Lesdites protubérances 40 sont issues directement du plateau de réaction 11 et constituent des moyens de centrage pour l'agencement à amortissement visqueux 60. Comme visible à la figure 2, ces probutérances 40 forment ici des tenons et alternent avec des mortaises, en sorte que le plateau de réaction il a, à son niveau, la forme d'un peigne annulaire. Les tenons et mortaises sont pratiqués en bout d'un manchon cylindrique 43 et sont donc en forme d'arc- de-cercle. La rondelle 35, liée en rotation, éventuellement à jeu, au plateau 11, présente des échancrures complémentaires pour coopérer avec les tenons 40. Lors du débattement relatif entre les masses 1 et 10, en choisissant les ressorts 22 pour qu'ils présentent une raideur plus élevée que ceux des ressorts 20, le mouvement transite par les rondelles de guidage, les ressorts 20, le voile 33 avec intervention de l'agencement visqueux, puis du voile 33 au plateau 11 par l'intermédiaire des ressorts 22 de la rondelle 35 et des protubérances 40 Les ressorts 20,22 sont donc montés en série avec un faible débattement en fonctionnement normal, entre le voile 33 et la rondelle 35. Ainsi si les ressorts 20 fonctionnent mal ou viennent à se bloquer, un amortissement est encore possible par l'intermédiaire des ressorts 22 d'assistance et du voile 33 se substituant alors à la première partie, sans intervention de l'agencement visqueux 60. En pratique le débattement angulaire relatif, entre le voile 33 et la rondelle 35, est plus faible que le débattement angulaire relatif entre le voile 33 et la première partie 31,32. On appréciera que lesdits ressorts 22 d'assistance permettent un déblocage des ressorts 20 et que la taille de l'agencement visqueux 60 peut être conservée malgré l'augmentation du débattement angulaire relatif entre les deux masses 1,10. Ainsi qu'il ressort à l'évidence de la description, la disposition de l'agencement visqueux 60, entre le voile 33 et la première masse 1 est meilleure que si l'on avait disposé l'agencement 60 entre la rondelle 35 et le voile 33. En effet, dans ce cas l'agencement à amortissement visqueux n'aurait pas fait sentir ses effets de manière satisfaisante à l'arrêt et au démarrage du moteur, du fait du faible débattement entre le voile il 33 et la rondelle 35, et en outre pour les grands débattements angulaires relatifs entre les deux masses, il aurait constitué une gêne. On notera que la périphérie interne des protubérances 40 coopère à centrage avec la périphérie externe des pièces 52 et 64 de l'agencement 60. Ces protubérances ont une faible épaisseur du fait qu'elles sont issues directement du plateau il, et s'étendent à jeu axial par rapport au fond du boîtier 3, l'extrémité desdites protubérances s'arrêtant avant le flasque 133. Le manchon 43 coopère également avec le couvercle pour formation de passages étroits. Ainsi la périphérie externe du manchon 43 a également une fonction d'étanchéité, en sorte que l'on peut économiser un joint entre le couvercle 5 et le manchon 43. Bien sûr, on peut prévoir un tel joint ou en variante une chicane. On notera que ces protubérances 40 s'étendent radialement au-dessus du palier 9. Ici deux cordons de soudage 90 sont prévus, et le soudage est réalisé par transparence Chaque cordon étant associé à l'entretoise 64 et respectivement à chacun des couvercles de fermeture 50 et 51, lesdits cordons 90 étant d'orientation axiale et étant dirigés l'un vers l'autre, en se rejoignant au niveau de l'entretoise 64 dans l'épaisseur de cellesci, ils ont chacun une section en forme de triangle. Ces cordons traversent les pièces 50 et 51 sans les découper et peuvent affecter que la partie externe de l'entretoise 64, comme visible en 90 à la figure 1. En variante ils peuvent avoir une forme tortueuse et affecter la périphérie externe de l'entretoise 64 ainsi que les dents 54 de celle-ci, comme visible en 93 à la figure 1. Ce cordon a donc une forme conjuguée à celle de l'entretoise dentée 64. En variante on peut prévoir un cordon 90, ainsi que des points de soudage au niveau des dents 54, comme visible en 92 à la figure 1. A la figure 3, le soudage est du type bord à bord, les cordons 190, de section triangulaire, comme précédemment, s'étendant radialement. On peut également aisément réaliser la liaison entre le flasque 133 et le couvercle 51 par soudage à l'aide d'un cordon 191, de section triangulaire, et d'orientation axiale. Dans cette figure la rondelle 35 est calée axialement et en rotation sur la masse 10 Elle est liée par rivetage, visible en 41, à un manchon annulaire 140 porté par le plateau Il au-delà du palier 9. On notera que le flasque 133 présente à sa périphérie interne une portion 136 décalée axialement pour liaison avec le couvercle 51. Dans cette figure, les flasques du voile 33 sont reliés ensembles par des vis 6, et le couvercle 50 est en tale emboutie. En variante (figure 4) le voile 233 peut former par lui-même l'entretoise et les cordons de soudage 291, à section triangulaire, sont inclinés. Dans ce cas, la rondelle 35 peut être dédoublée en deux flasques 235 identiques disposés axialement de part et d'autre du voile 33 et reliés à écartement axial fixe par des entretoises 236 fixées sur le plateau 11 et traversant à jeu une échancrure du voile 233. Cette échancrure, comme celle présente entre les protubérances 40 et le flasque 134, est déterminée selon les applications pour qu'un mouvement angulaire relatif soit possible entre le plateau il et le voile 33. Le voile 233 attaque alors, par ses bras radiaux 34, directement les ressorts 20. Ainsi qu'il ressort à l'évidence de la description et des dessins, l'encombrement axial du double volant est diminué et il est possible de monter dans le boîtier 3 les divers constituants par empilage et de rapporter par emboîtement en final le plateau de réaction 11. De même la raideur des ressorts 22 dépend de leur rayon d'implantation pour pouvoir débloquer les ressorts en toute certitude. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits, en particulier la première masse 1 peut constituer une masse de sortie et la deuxième masse 10 une masse d'entrée. L'élément porteur interne 53 peut être monté à jeu par rapport au moyeu 8 par exemple par un jeu de cannelures. Le voile 33 peut être également solidaire uniquement en rotation de l'agencement 60 et être monté par emboîtement sur celui-ci. La présence de la première cavité 30 n'est pas indispensable, les ressorts 20,22 pouvant ne pas être lubrifiés et comporter des blocs en matière élastique. En particulier comme décrit dans le document FR-A-2 618 199, les rondelles de guidage peuvent constituer en des flasques conformés pour se réunir à l'extérieur des ressorts 20 en les enveloppant, l'un des flasques se prolongeant jusqu'au rebord 15 pour fixation sur celui-ci. Les ressorts 20 peuvent être implantés radialement en-dessous des ressorts 22, et dans ce cas les rondelles de guidage 31,32 se réduisent à un disque disposé axialement entre les deux flasques du voile d'assistance et relié à la première masse par des entretoises traversant l'un des flasques du voile de manière analogue à la figure 3 En variante elle peut être calée en rotation comme à la figure 1. La rondelle 35 est alors fixée par sa périphérie externe à la masse 10. La première partie peut ne comporter qu'un flasque. Par exemple celui-ci peut être fixé au rebord 15, en étant intercalé axialement entre les flasques 133 et 134 qui peuvent être fixés l'un à l'autre par des entretoises traversant à jeu la rondelle 35 et implantée radialement en-dessous des ressorts 20. REVENDICATIONS 1) Double volant amortisseur, notamment pour véhicule automobile, du genre comportant deux masses coaxiales ( 1,10) montées rotatives l'une par rapport à l'autre, à l'encontre d'une première série de moyens élastiques à action circonférentielle ( 20) et d'un agencement à amortissement visqueux ( 60) comprenant une cavité étanche ( 50), dans lequel un voile ( 33) est mécaniquement intercalé entre l'agencement à amortissement visqueux ( 60) et ladite première série de moyens élastiques ( 20), et dans lequel ladite première série de moyens élastiques ( 20) accouple une première partie ( 31,32), calée en rotation sur une première masse ( 1), audit voile ( 33), caractérisé en ce qu'une deuxième série de moyens élastiques à action circonférentielle ( 22), de plus forte raideur que celle de ladite première série de moyens élastiques ( 20) accouple le voile ( 33) à une seconde partie ( 35) calée en rotation sur la deuxième masse ( 10), en sorte que l'agencement à amortissement visqueux ( 60) est mécaniquement calé entre la première masse ( 1) et un voile intermédiaire d'assistance ( 33) propre à se substituer à la première partie ( 31,32). 2) Double volant selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite deuxième série de moyens élastiques ( 22) est disposée radialement, d'une part, en-dessous de ladite première série de moyens élastiques ( 20) et, d'autre part au-dessus dudit agencement visqueux ( 60). 3) Double volant selon la revendication 2, caractérisé en ce que le voile ( 33) comporte deux flasques ( 133,134) réunis ensembles à leur périphérie externe, pour formation de bras radiaux, et interférence avec ladite première série de moyens élastiques ( 20). 4) Double volant selon la revendication 3, caractérisé en ce que les flasques ( 133,134) du voile ( 33) présentent à leur périphérie interne des parties décalées axialement, et en ce que la partie de sortie ( 35) comporte une rondelle se logeant dans la cavité délimitée par les deux dits flasques. 5) Double volant selon la revendication 3 ou 4, dans lequel l'agencement à amortissement visqueux ( 60) comporte deux pièces de fermeture ( 51,52) maintenues à écartement axial l'une par rapport à l'autre par une entretoise ( 64) périphérique annulaire, caractérisé en ce que l'un des flasques ( 133) est fixé à l'une des pièces de fermeture ( 51,52). 6) Double volant selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites pièces de fermeture ( 51,52) sont fixées chacune par au moins un cordon de soudage continu à l'entretoise ( 64), en sorte que la taille radiale de celle-ci est diminuée. 7) Double volant selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que ladite rondelle ( 35) est calée au moins en rotation sur des protubérances ( 40) d'orientation axiale, issues directement d'un plateau de réaction ( 11) appartenant à la deuxième masse ( 10). 8) Double volant selon la revendication 7 et 5, caractérisé en ce que lesdites protubérances ( 40) constituent des moyens de centrage pour l'agencement à amortissement visqueux ( 60).