Brevet FR2662774A1 — publié le 19911206

Amortisseur de vibrations torsionnelles L'invention concerne un amortisseur de vibrations torsionnelles, en particulier pour la ligne d'entraînement d'un véhicule automobile. Par le brevet allemand 22 42 748, on connaît un amortisseur de vibrations torsionnelles pour la ligne d'entraînement d'un véhicule automobile, avec un dispositif à ressorts et avec un dispositif d'amortissement hydraulique disposé en parallèle. L'amortisseur de vibrations torsionnelles comprend un disque de moyeu avec des fenêtres, pour recevoir des ressorts hélicoïdaux, disposés à peu près tangentiellement, autour d'un axe de rotation, des parties de carter, disposées des deux côtés du disque de moyeu, avec des poches, dans lesquelles s'engagent les ressorts hélicoïdaux, et un prolongement du disque de moyeu, passant sur l'étendue radiale des ressorts hélicoïdaux, qui s'étend dans un espace annulaire circulaire, formé par les parties de carter, et forme, conjointement avec des ergots, qui s'écartent radialement du diamètre extérieur du disque de moyeu, et des ergots, décalés circonférentiellement, tournés vers l'intérieur, appartenant au carter, des enceintes de refoulement qui sont remplies d'un fluide d'amortissement. Dans cette construction connue, des enceintes de refoulement sont prévues dans la zone située radialement à l'extérieur des ressorts hélicoïdaux, remplies d'un fluide visqueux et provoquent un amortissement hydraulique, en cas de sollicitation par un couple de torsion et de vibrations torsionnelles. Le but de la présente invention est de développer un amortisseur de vibrations selon l'état de la technique, de façon que, pour des états de fonctionnement normaux, sensiblement stationnaires, l'amortissement soit aussi faible que possible et qu'il n'entre en pleine action que pour les états de fonctionnement pour lesquels surviennent des déviations relatives élevées entre les parties d'entrée et de sortie de l'amortisseur de vibrations. Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait que pour un amortisseur de vibrations torsionnelles, en particulier pour le tronçon d'entraînement d'un véhicule automobile, comprenant: une première partie d'amortisseur, sensiblement en forme de disque, disposée tournante autour d'un axe de rotation, une deuxième partie d'amortisseur, formant un carter, disposée coaxialement par rapport à la première partie d'amortisseur, susceptible de tourner de la valeur d'un angle de rotation limité, qui reçoit la première partie d'amortisseur axialement, entre deux parties de paroi latérales, et entoure, de façon étanche vers l'extérieur, au moins une enceinte de refoulement en forme de segment d'anneau de cercle, contenant un fluide d'amortissement, en vue de former un dispositif amortisseur hydraulique conjointement avec la première partie d'amortisseur, enceintes de refoulement délimitées, en direction circonférentielle, par des ergots de l'une des deux parties d'amortisseur et dans lesquelles pénètre un ergot, chevauché en direction circonférentielle par un (premier) canal d'étranglement de la deuxième des deux parties d'amortisseurs, et plusieurs ressorts, disposés de façon -à peu près tangentielle, du côté de l'enceinte de refoulement tourné vers l'axe de rotation, assurant un couplage élastique en rotation des deux parties d'amortisseur entre elles, ressorts disposés dans des fenêtres de la première partie d'amortisseur et s'engageant dans des évidements des parties de paroi latérales de la deuxième partie d'amortisseur, dans l'enceinte de refoulement est prévu un corps de refoulement, guidé de façon mobile en direction circonférentielle, qui délimite, conjointement avec l'une des parties d'amortisseur, une chambre de refoulement, contenant également du fluide d'amortissement, dans laquelle l'ergot de cette partie d'amortisseur s'engage avec du jeu en direction circonférentielle, et l'ergot pénétrant dans la chambre de refoulement étant chevauchés à l'intérieur de la chambre de refoulement, par un deuxième canal d'étranglement Grâce à l'utilisation de corps de refoulement, ayant,de préférence,,la forme d'un chapeau et formée en cloche au-dessus des ergots de refoulement, qui présentent circonférentiellement un jeu par rapport aux ergots, il est possible, grâce à une conception appropriée de ce jeu, d'obtenir ce que l'on appelle un effet d'amortissement à "accompagnement", qui est mis en oeuvre ensuite, une fois dépassé un angle de rotation déterminé. Il est ainsi assuré que, pour les états de fonctionnement stationnaires, tels que le ralenti, respectivement la sollicitation en traction ou en retenue, l'amortissement soit maintenu à une faible valeur, grâce à quoi on peut obtenir un bon découplage entre Jaligne d'entraînement et la moteur à combustion interne C'estseulement en dépassant l'angle de rotation déterminé, comme en particulier au passage des fréquences de résonances, respectivement en cas d'une variation de charge abrupte, que le plein effet d'amortissement est mis en action. Pour obtenir la pleine puissance d'amortissement, il est prévu, de manière appropriée, de placer, radialement à l'intérieur du diamètre extérieur du disque de la première partie d'amortisseur et sur chacun des deux côtés, un joint d'étanchéité circulaire, isolant vis-à-vis du carter Ce joint d'étanchéité peut être un joint d'étanchéité à labyrinthe, mais il peut; également être un joint d'étanchéité à contact, ou une combinaison des deux. Il est,de plus, proposé de pourvoir les corps de refoulement de canaux de liaison, qui relient l'espace intérieur, c'est-à-dire la chambre de refoulement, au deuxième espace de refoulement, extérieurement adjacent. Ces canaux de liaison sont obturés pendant les états de fonctionnement non-stationnaires par les ergots de refoulement de la première partie d'amortisseur Il est assuré,de cette manière, que les corps de refoulement restent sujets à des vibrations limitées par rapport à la deuxième partie d'amortisseur, dans le cas d'un montage lâche. Les éléments d'amortissement, qui peuvent être fabriqués, de préférence,en matière synthétique, peuvent simultanément,être réalisés sous forme de butée d'angle de rotation. L'invention est expliquée ci-dessous,plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisation Dans le dessin: La figure 1 représente, vu suivant un ligne I-I de la figure 2, la moitié supérieure d'une coupe longitudinale d'une roue de volant d'inertie à deux masses, à amortissement hydraulique d'accompagnement; la figure 2 représente une vue partielle en coupe II-II suivant la figure 1. L'invention est expliquée sur l'exemple d'une roue de volant d'inertie à deux masses Elle peut être mise en oeuvreavec un égal succès,dans un disque d'embrayage normal Le volant d'inertie à deux masses comprend,dans le cas présentun volant d'inertiel côté moteur et un volant d'inertie 2 côaip embrayage les deux volants d'inertie 1,2 étant fixés l'un par rapport à l'autre et montés à rotation par l'intermédiaire d'un palier 3. L'ensemble des éléments de construction s'étendent concentriquement par rapport à un axe de rotation 8 commun Le volant d'inertie 1 est réalisé sensiblement en forme de pot et isolé de façon étanche sur la face du volant d'inertie 2 grâce à un disque latéral 5 Le disque latéral 5 est, d'une part, isolé de façon étanche en 30, vis-à-vis du volant d'inertie 1, et d'autre part, vis-à- vis du volant d'inertie 2, par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité 29 Le volant d'inertie 1 et le disque latéral 5 forment un carter, avec un espace dans lequel s'étend, sensiblement en direction radiale, un disque de moyeu 4, disposé de façon fixe en rotation sur un prolongement du volant d'inertie 2, dans une zone radialement intérieure, par l'intermédiaire d'une denture 28, le disque de moyeu 4 présentant à peu près dans sa zone centrale des fenêtres 6, en vue de disposer des ressorts hélicoïdaux 7, montés à peu près tangentiellement et formant radialement à l'extérieur des ressorts hélicoïdaux une périphérie extérieure 13 à pourtour circulaire, d'o sortent plusieurs ergots 10, s'écartant radialement, répartis sur la périphérie Le volant d'inertie 1 présente, à distance radiale des ergots 10, une périphérie intérieure 12 et délimite, avec la périphérie extérieure 13 du disque de moyeu 4, un espace annulaire dans lequel les ergots 11 du volant d'inertie 1 se trouvent, d e f a ç o N d é c a lé e circonférentiellement par rapport aux ergots 10 du disque de moyeu 4 Un corps de refoulement 16 est formé en cloche, en observant radialement de l'extérieur, au-dessus de chacun des ergots 10 du disque de moyeu 4, remplit pratiquement l'espace radial existant entre les deux périphéries 12 et 13 et forme une enceinte intérieure qui est circonférentiellement plus grande que l'étendue circonférentielle des ergots 10 De plus, un interstice 17 est prévu entre la zone de fond du corps de refoulement 16 et la zone d'extrémité radialement extérieure de l'ergot 17 L'enceinte annulaire est limitée, axialement par une paroi latérale 14 du volant d'inertie 1 et par une paroi latérale 15, lui faisant face, du disque latéral 5, sachant que les deux parois latérales 14 et 15 présentent un espacement axial supérieur à l'épaisseur de matière du disque de moyeu 4 Cet espace, situé axialement entre le disque de moyeu 4 et les deux parois latérales 14 et 15 est rempli pratiquement par le matériau du corps de refoulement 16 De plus, des canaux 27 qui s'étendent circonférentiellement sont disposés dans le corps de refoulement 16, à peu près tangentiellement, et s'achèvent, respectivement, dans une paroi intérieure 26, qui correspond à une paroi 25, s'étendant à peu près radialement, de l'ergot 10, faisant qu'une fois parcouru le jeu 18 entre l'ergot 10 et l'une ou l'autre paroi intérieure 26 de l'élément d'amortisseur 16, il y a obturation du canal 27 Grâce à la répartition circonférentielle des corps de refoulement 16, ainsi qu'aux ergots 11 du volant d'inertie 1, sont formées des enceintes de refoulement 19,20,21 et 22 qui sont remplies d'un milieu, respectivement d'un fluide d'amortissement liquide ou pâteux Les interstices, expliqués plus en détail ci-dessous, existant entre les corps de refoulement 16 et les parois des enceintes de refoulement, forment des canaux d'étranglement, qui chevauchent les corps de refoulement 16 en formant une dérivation Dans le cas présent, est prévu pour isoler de façon étanche ces enceintes de refoulement, radialement vers l'intérieur, tant un joint d'étanchéité circulaire à labyrinthe, grâce à des nervures 24 correspondantes formées sur le volant d'inertie 1 et sur le disque latéral 4, qu'un joint d'étanchéité 23,sur chacun des deux côtés du disque de moyeu 4 Les lèvres d'étanchéité des joints d'étanchéité 23, qui s'étendent en biais, radialement vers l'intérieur, sont alors réalisées de telle façon qu'elles se soulèvent légèrement du disque de moyeu 4 à partir d'une vitesse de rotation prédéterminée, de par exemple 1000 t/min, faisant, d'une part, qu'aucune usure ne peut se produire à ces emplacements en fonctionnement et que, d'autre part, le fluide d'amortissement, qui se trouve également partiellement dans l'enceinte des ressorts peut être à nouveau éjecté vers l'extérieur, grâce à la force centrifuge Les enceintes intérieures des corps de refoulement 16 contiennent, également, du fluide d'amortissement et forment des chambres d'amortissement dans lesquelles pénètrent les ergots 10, agissant comme des organes de refoulement Les interstices 17 forment, en même temps,des canaux de dérivation, qui chevauchent les ergots 10 en formant une dérivation La commande des ressorts hélicoïdaux 7 par le volant d'inertie 1 s'effectue par l'intermédiaire de poches 9 qui sont ménagées tant dans le volant d'inertie 1 qu'également dans le disque latéral 5. Le fonctionnement de l'amortisseur de vibrations torsionnelles selon les figures 1 et 2 est le suivant: En position de repos, le disque de moyeu 4 prend,,par rapport au volant d'inertie 1 par exemplela position de la figure 2 En partant de cette position de repos, au ralenti,,il n'est transmis pratiquement aucun couple de rotation et les déviations imputables au degré d'irrégularité du moteur à combustion interne peuvent être choisies, pouf -une conception correspondante, de telle façon que les ergots 10 ne sortent pas du jeu 18 qui est prévu Dans cet état de fonctionnement, on a de ce fait-un amortissement très faible, qui est conditionné par la viscosité du fluide d'amortissement et par la taille de l'interstice 17 Dans un processus de démarrage effectué ensuite, avec sollicitation due à un couple de rotation important ou en passant des régimes de résonance, il y a d'abord accélération du volant d'inertie 1 et déplacement, par rapport au volant d'inertie 2, avec le disque de moyeu 4. De ce fait, l'ergot 10 vient buteravec sa paroi 25,sur la paroi intérieure 26 du corps de refoulement 16 etainsi, obturer le canal 27 Lorsque le canal 27 est obturé, la force d'amortissement élevée entre en action et le fluide d'amortissement est contraint de passer chaque fois, de l'une des enceintes de refoulement dans l'autre, sachant que les interstices très étroits qui chevauchent les corps de refoulement sont prévus pour servir d'entraves La conservation de ces interstices pour obtenir un amortissement maximal défini peut,par exemple,être obtenu en donnant aux corps de refoulement une réalisation en direction axiale qui est légèrement plus étroite que la distance libre existant entre les parois latérales 14 et Il est cependant également possible, pour assurerune meillleure fixation des corps de refoulement 16, de précontraindre légèrement ceux-ci en direction axiale, sachant qu'on peut, alors,par exemple, prévoir l'interstice d'amortissement radialement, entre le corps de refoulement 16 et la périphérie intérieure 12 Il estde même,possible de déterminer un interstice d'amortissement entre les ergots 11 et la périphérie extérieure 13 du disque de moyeu 4 En fonctionnement stationnaire, lorsque le véhicule roule, il se produit, à nouveau,un bon découplage du fait que les ergots 11 peuvent se déplacer relativement librement dans les corps de refoulement 16, dans les limites du jeu 18 Ensuite, en cas d'un changement de charge abrupt, par exemple, suite à un coup d'accélérateur soudain, la plein force d'amortissement entre en action, après avoir parcouru le jeu 18. Les canaux 27 prévus dans les corps de refoulement 16 limitent, d'une part, l'effet d'amortissement lors du ralenti et assurent, d'autre part, que l'espace intérieur du corps de refoulement soit entièrement rempli de fluide d'amortissement. REVEND ICAT IONS 1 Amortisseur de vibrations torsionnelles, en particulier pour le tronçon d'entraînement d'un véhicule automobile, comprenant: une première partie d'amortisseur ( 4), sensiblement en forme de disque, disposée tournante autour d'un axe de rotation ( 8), une deuxième partie d'amortisseur ( 1,5) , formant un carter, disposée coaxialement par rapport à la première partie d'amortisseur ( 4), susceptible de tourner de la valeur d'un angle de rotation limité, qui reçoit la première partie d'amortisseur ( 4) axialement, entre deux parties de paroi latérales ( 14,15), et entoure, de façon étanche vers l'extérieur, au moins une enceinte de refoulement ( 19,20,21,22) en forme de segment d'anneau de cercle, contenant un fluide d'amortissement, en vue de former un dispositif amortisseur hydraulique conjointement avec la première partie d'amortisseur ( 4), enceintes de refoulement ( 19,20,21,22) délimitées, en direction circonférentielle, par des ergots ( 11) de l'une ( 1,5) des deux parties d'amortisseur et dans lesquelles pénètre un ergot ( 10), chevauché en direction circonférentielle par un (premier) canal d'étranglement de la deuxième des deux parties d'amortisseurs ( 4), et plusieurs ressorts ( 7), disposés de façon à peu près tangentielle, du côté de l'enceinte de refoulement ( 19,20,21,22) tourné vers l'axe de rotation, assurant un couplage élastique en rotation des deux parties d'amortisseur ( 1,5; 4) entre elles, ressorts disposés dans des fenêtres ( 6) de la première partie d'amortisseur ( 4) et s'engageant dans des évidements ( 9) des parties de paroi latérales ( 14,15) de la deuxième partie d'amortisseur ( 1,5), caractérisé en ce que, dans l'enceinte de refoulement ( 19,20,21,22) , est prévu un corps de refoulement ( 16), guidé de façon mobile en direction circonférentielle, qui délimite, conjointement avec l'une ( 4) des parties d'amortisseur, une chambre de refoulement ( 18), contenant également du fluide d'amortissement, dans laquelle l'ergot ( 10) de cette partie d'amortisseur ( 4) s'engage avec du jeu en direction circonférentielle, l'ergot ( 10) pénétrant dans la chambre de refoulement ( 18) étant chevauché à l'intérieur de la chambre de refoulement ( 18) par un deuxième canal d'étranglement ( 17). 2 Amortisseur de vibrations torsionnelles selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ergot ( 10) qui pénètre dans la chambre de refoulement ( 18) du corps de refoulement ( 16) est espacé,radialement,de la périphérie extérieure de la première partie d'amortisseur ( 4), et le corps de refoulement ( 16) présentant,à peu près, une forme en chapeau et formée en cloche au-dessus de cet ergot ( 10). 3 Amortisseur de vibrations torsionnelles selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le deuxième canal d'étranglement ( 17) comprend un interstice, entre l'extrémité frontale radiale de l'ergot ( 10) pénétrant dans la chambre de refoulement ( 18) et une surface de paroi de chambre de refoulement placée radialement en face. 4 Amortisseur de vibrations torsionnelles selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la chambre de refoulement ( 18) du corps de refoulement ( 16) est délimitée,des deux côtés, par des parois frontales ( 26), dont au moins l'une contient un canal ( 27), traversant en direction ciconférentielle, qui relie la chambre de refoulement ( 18) à l'enceinte de refoulement ( 19,20,21,22) et l'ergot ( 10) pénétrant dans la chambre de refoulement ( 18) chevauchant le canal ( 27) et l'obturant, une fois parcouru son jeu de déplacement dans la chambre de refoulement ( 18). Amortisseur de vibrations torsionnelles selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'axialement, des deux côtés de la première partie d'amortisseur ( 4), sont prévus des joints d'étanchéité annulaires ( 23,24), qui isolent, de façon étanche, la première partie d'amortisseur ( 4), radialement entre l'enceinte d'amortisseur ( 19,20,21, 22) en forme de segment d'anneau de cercle et les ressorts ( 7), sur les parties de paroi latérales ( 14,15) de la deuxième partie d'amortisseur ( 1,5). 6 Amortisseur de vibrations torsionnelles selon la revendication 5, caractérisé en ce que les joints d'étanchéité comprennent des étanchéités à labirynthe ( 24). 7 Amortisseur de vibrations torsionnelles selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que les joints d'étanchéité comprennent des bagues à étanchéité par contact ( 23). 8 Amortisseur de vibrations torsionnelles selon la revendication 7, caractérisé en ce que les bagues à étanchéité par contact ( 23) présentant des lèvres d'étanchéité orientées radialement vers l'extérieur et en biais par rapport à l'axe de rotation. 9 Amortisseur de vibrations torsionnelles selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le corps de refoulement ( 16) forme un tampon de butée pour limiter l'angle de rotation relative des deux parties d'amortisseur ( 1,5,4).