Brevet FR2663097A1 — publié le 19911213

i Volant à deux masses à monter entre un moteur à combustion et une boîte de vitesses La présente invention concerne un volant à deux masses, à monter entre un moteur à combustion et une boite de vitesses, notamment dans un véhicule à moteur, du type comprenant: (a) une première masse, qui est associée au vilebrequin du moteur et qui, vue en coupe longitudinale, a la forme d'un U, ouvert radia- lement vers l'intérieur, dont les branches constituent chacune un disque ou plateau latéral (b) et une seconde masse qui est associée à la boite de vites- ses et qui, vue en coupe longitudinale, a la forme d'un U, ouvert vers le contour périphérique, dont une branche s'engage, en formant un disque ou plateau intermédiaire, entre les deux disques latéraux, (c) ces deux masses étant agencées de façon à pouvoir pivoter l'une par rapport à l'autre, d'une manière limitée, avec l'interposition d'organes élastiques qui prennent appui, au moins d'une manière indirecte, d'une part, sur la première masse et, d'autre part, sur le disque intermé- diaire, (d) tandis qu'un dispositif d'amortissement est monté entre les deux masses et parallèlement aux organes élastiques. Un volant à deux masses de ce type est connu par la demande de brevet allemand DE-A-3 930 715 8 non publiée antérieurement Il comporte un accouplement élastique qui est disposé entre une première et une seconde masses et qui est monté en série avec un embrayage à friction pouvant être l'objet d'un glissement Un élément de friction de cet embrayage est soumis à l'action de la force centrifuge et est de ce fait en mesure, au- dessous d'un régime déterminé, de limiter le couple de rotation transmis On réduit ainsi les pointes de couple de rotation dans le domaine de résonance. Un inconvénient de ce volant à deux masses déjà connu réside dans le fait que les ressorts servant à transmettre le couple de rotation d'une masse d'inertie à l'autre sont situés relativement loin vers l'inté- rieur dans le sens radial et qu'en raison de leur faible bras de levier, ils doivent être d'autant plus fortement dimensionnés, ce qui exige une place correspondante suivant la direction axiale Il se trouve toutefois que le constructeur ne dispose que de peu de place suivant cette direction axiale. Le document DE-A-3 815 505 décrit un volant à deux masses dans lequel les ressorts indiqués sont bien disposés dans la zone du contour périphérique extérieur, de sorte qu'ils peuvent être plus faiblement dimen- sionnés Ces ressorts s'étendent toutefois chacun suivant le contour péri- phérique sur des sections assez longues de ce dernier Il ne subsiste donc que peu de place pour une liaison d'élément à élément entre les deux disques latéraux ou pour la mise en place d'une limitation de couple de rotation, ce qui présenterait des avantages en ce qui concerne la résis- tance et la durée de vie du volant à deux masses. C'est pourquoi l'invention a pour but de fournir un volant à deux masses, du type précité, qui soit agencé de façon telle que, d'une part, la plus grande partie du contour périphérique soit disponible pour des ressorts qui agissent dans le sens de la poussée et dans le sens de la traction et que, d'autre part, il soit possible de prévoir une interruption sur ce contour périphérique sans que l'angle de pivotement en poussée et en traction soit considérablement réduit Par ailleurs, les coûts de fabrica- tion doivent être les plus faibles possibles et la structure du volant à deux masses, la plus simple possible Finalement, l'encombrement total de la structure du volant à deux masses doit être le plus petit possible. A cet effet, l'invention a pour objet un volant à deux masses, du type précité, caractérisé en ce que: (e) le disque intermédiaire est composé de trois disques partiels concentriques entre eux, à savoir un disque partiel intérieur et deux disques partiels extérieurs, (f) ces trois disques partiels comportent des saillies qui présentent des surfaces d'appui, les saillies du disque partiel intérieur coopérant avec les saillies des deux disques partiels extérieurs, (g) et les organes élastiques prennent appui, à chacune de leurs deux extrémités, sur l'un, respectif, des disques partiels extérieurs. Le concept essentiel de l'invention réside dans le fait que le disque intermédiaire est divisé en un disque partiel intérieur et deux disques partiels extérieurs. Le disque partiel intérieur est relié par la base du U à la branche de la seconde masse d'inertie qui est située du côté de la boite de vitesses, ce disque étant en général solidaire de cette branche en rota- tion Une liaison de solidarisation en rotation serait toutefois aussi possible, par exemple par l'intermédiaire de ressorts. Les deux disques partiels extérieurs sont associés respective- ment, en fonction du sens de pivotement (fonctionnement en traction ou fonctionnement en poussée), à la première et à la seconde masses d'inertie. Cet agencement fonctionne par exemple de la manière suivante: En fonctionnement en traction, le disque partiel intérieur pivote, en même temps que le premier disque partiel extérieur, par rapport aux disques latéraux qui constituent la première masse d'inertie, et en même temps aussi que le second disque partiel extérieur D'une manière ana- logue, en fonctionnement en poussée, le disque partiel intérieur et le second disque partiel extérieur pivotent par rapport au premier disque partiel extérieur, ainsi que par rapport aux disques latéraux. Les disques partiels peuvent être agencés de façon à constituer en commun une butée mécanique Ils peuvent en outre délimiter les chambres de refoulement dans le cas o le volant à deux masses en est pourvu. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressorti- ront de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 représente un volant à deux masses suivant un mode de réalisation particulier conforme à l'invention, les figures 2 à 4 sont chacune une vue de dessus du volant à deux masses de la figure 1, cette vue étant prise du côté du moteur (de gauche sur la figure 1) et le disque latéral de la première masse d'inertie qui est situé du côté du moteur étant ôté, ces figures 2 à 4 représentant diverses positions de pivotement, la figure 2 correspondant à la position "neutre" c'est-à-dire sans pivotement, tandis que les figures 3 et 4 repré- sentent respectivement les états de pivotement maximal dans l'un et dans l'autre sens, la figure 5 représente le volant à deux masses en vue développée correspondant au contour cylindrique de la zone périphérique extérieure de la figure 1. Ainsi que le montre mieux la figure 1, le volant à deux masses comporte une première masse d'inertie 1 qui est associée au moteur ici non représenté Vue en coupe longitudinale, cette masse d'inertie 1 a la forme d'un U ouvert radialement vers l'intérieur Les deux branches de ce U cons- tituent deux disques latéraux 2 et 3. Le volant à deux masses comprend une seconde masse d'inertie 4. Celle-ci est associée à la boîte de vitesses non représentée Elle a aussi la forme d'un U, mais celui-ci s'ouvre par contre en direction du contour périphérique L'une 5 des branches de cette seconde masse d'inertie 4 s'en- gage dans la cavité intérieure 6 délimitée entre les deux disques latéraux 2 et 3. Les deux masses d'inertie 1 et 4 sont agencées de façon à pouvoir pivoter d'une manière limitée l'une par rapport à l'autre A cet effet, des ressorts sont interposés, ces ressorts n'étant représentés que schématiquement Ces ressorts transmettent un couple de rotation de la première masse d'inertie 1 à la seconde masse d'inertie 4, plus précisément au moyen du disque intermédiaire 5. Par ailleurs, un dispositif d'amortissement est interposé entre les deux masses d'inertie 1 et 4 Dans le cas présent, il s'agit de chambres de refoulement à volume variable dont il doit être encore question ci-après. Conformément à l'invention, le disque intermédiaire 5 est composé de trois disques partiels concentriques entre eux Il s'agit d'un disque partiel intérieur 10, ainsi que de deux disques partiels extérieurs 11 et 12 En ce qui concerne la forme de ces disques partiels, on doit se reporter aussi aux figures 2 à 4 Ainsi qu'on peut le voir sur ces dernières, les disques partiels 10, 11 et 12 comportent chacun des sail- lies C'est ainsi que le disque partiel intérieur 10 est pourvu de saillies qui sont dirigées radialement vers l'extérieur et qui, dans le cas présent, sont formées directement sur la partie restante de ce disque partiel 10 Les deux disques partiels extérieurs comportent chacun des saillies qui sont dirigées les unes vers l'intérieur et les autres vers l'extérieur Le premier disque partiel extérieur 11 est pourvu de saillies Za disposées radialement du côté intérieur, ainsi que de saillies 21 b disposées radialement du côté extérieur Le second disque partiel extérieur 12 est pourvu aussi de saillies 22 a disposées radialement du côté intérieur et de saillies 22 b disposées radialement du côté extérieur. Ainsi que le montrent les figures 2 à 4, les saillies comportent des surfaces d'appui qui, dans le cas présent, s'étendent radialement. Ainsi, à chaque fois, deux surfaces d'appui coopèrent entre elles, à savoir les surfaces d'appui des saillies 20 du disque partiel intérieur 10 avec les surfaces d'appui des saillies 21 a et 22 a des deux disques partiels extérieurs 11 et 12. Les chambres de refoulement 30 déjà citées sont délimitées par une partie de la surface cylindrique extérieure du disque partiel intérieur , par une partie de la surface cylindrique intérieure du deuxième disque partiel extérieur 12, ainsi que par des surfaces d'appui ou surfaces fron- tales des saillies Za et 22 a. Des ressorts 40 sont disposés à l'endroit du contour périphé- rique le plus extérieur Ils offrent ainsi une efficacité particulièrement élevée et peuvent donc être faiblement dimensionnés, de sorte qu'ils exi- gent peu de place Par ailleurs, l'angle de pivotement peut être aussi grand que cela est effectivement possible Dans le cas présent, les res- sorts 40 prennent appui sur des surfaces frontales des saillies 21 b et 22 b des deux disques partiels extérieurs 11 et 12. Le trajet de transmission des efforts se présente de la manière suivante: tout d'abord, à partir du moteur non représenté (sur le côté gauche du volant à deux masses sur la figure 1), l'effort passe dans la première masse d'inertie 1 A partir des deux disques latéraux 2 et 3 de cette première masse d'inertie 1, le couple de rotation est alors transmis par l'intermédiaire d'organes spéciaux de transmission 50, de façon à s'exercer sur les saillies 21 b et 22 b qui sont voisines deux à deux et qui enferment entre elles ces organes de transmission 50 (voir figure 5). Chaque organe de transmission est pourvu de ressorts 51, agissant suivant la direction axiale, qui exercent une pression sur les deux disques laté- raux 2 et 3 par l'intermédiaire d'éléments de friction 52 De cette façon, l'organe de transmission 50 est serré, d'une manière élastique, entre les deux disques latéraux 2, 3 de la première masse d'inertie 1 et peut faire l'objet d'un glissement suivant la direction du contour périphéri- que. Ainsi que le montre la figure 1, les parties du disque intermé- diaire, ou de ses différents disques partiels, qui sont essentielles au fonctionnement sont disposées en série l'une derrière l'autre suivant la direction axiale, c'est-à-dire sans décalage axial Ce sont les disques latéraux qui réalisent le guidage axial de ces différents composants du disque intermédiaire Ainsi que le montre encore la figure 1, le disque partiel extérieur 12 est disposé radialement entre des parties constitu- tives du disque partiel extérieur 11, à savoir entre les groupes de sail- lies Za et 21 b de celui-ci Entre ces deux groupes de saillies, le disque partiel extérieur 11 comporte une âme de liaison qui est disposée axia- lement à côté des deux groupes de saillies Par elle-même, cette âme de liaison présente uniquement l'importance, en ce qui concerne le fonction- nement, de pouvoir recevoir des saillies le couple de rotation et transmet- tre ce dernier, plus précisément suivant la direction périphérique et aussi de l'intérieur vers l'extérieur dans le sens radial Son étendue axiale, c'est-à-dire son épaisseur, peut être aussi faiblement dimensionnée que cela est effectivement nécessaire pour l'exécution du fonctionnement. REVENDICATIONS 1 Volant à deux masses, à monter entre un moteur à combustion et une boîte de vitesses, du type comprenant: (a) une première masse ( 1) qui est associée au vilebrequin du moteur et qui, vue en coupe longitudinale, a la forme d'un U, ouvert radia- lement vers l'intérieur, dont les branches ( 2, 3) constituent chacune un disque latéral (b) et une seconde masse ( 4) qui est associée à la boîte de vitesses et qui, vue en coupe longitudinale, a la forme d'un U, ouvert vers le contour périphérique, dont une branche ( 5) s'engage, en formant un disque intermédiaire, entre les deux disques latéraux ( 2, 3), (c) ces deux masses étant agencées de façon à pouvoir pivoter l'une par rapport à l'autre, d'une manière limitée, avec l'interposition d'organes élastiques ( 40) qui prennent appui, au moins d'une manière indi- recte, d'une part, sur la première masse ( 1) et, d'autre part, sur le disque intermédiaire ( 5), (d) tandis qu'un dispositif d'amortissement ( 30) est monté entre les deux masses ( 1, 4) et parallèlement aux organes élastiques ( 40), carac- térisé en ce que: (e) le disque intermédiaire ( 5) est composé de trois disques partiels ( 10, 11, 12) concentriques entre eux, à savoir un disque partiel intérieur ( 10) et deux disques partiels extérieurs ( 11, 12), (f) ces trois disques partiels ( 10, 11, 12) comportent des sail- lies ( 20, 21 a, 21 b, 22 a, 22 b) qui présentent des surfaces d'appui, les saillies ( 20) du disque partiel intérieur ( 10) coopérant avec les saillies ( 21 a, 21 b, 22 a, 22 b) des deux disques partiels extérieurs ( 11, 12), (g) et les organes élastiques ( 40) prennent appui, à chacune de leurs deux extrémités, sur l'un, respectif, des disques partiels extérieurs ( 11, 12). 2 Volant à deux masses suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'amortissement comprend des chambres de refoule- ment ( 30) qui sont à volume variable et en ce que chaque chambre de refou- lement ( 30) est délimitée par une partie de la surface cylindrique exté- rieure du disque partiel intérieur ( 10), par une partie de la surface cylindrique intérieure de l'un ( 12) des deux disques partiels extérieurs ( 11, 12), ainsi que par des surfaces frontales de saillies ( 21 a, 22 a) qui sont associées à ces deux disques partiels ( 11, 12). 3 Volant à deux masses suivant l'une quelconque des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce que le disque partiel intérieur ( 10) est associé à la seconde masse d'inertie ( 4) et les deux disques partiels exté- rieurs ( 11, 12) sont associés respectivement, en fonction du sens de pivo- tement, à la première ( 1) et à la seconde ( 4) masses d'inertie, et vice- versa. 4 Volant à deux masses suivant l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que les deux disques partiels extérieurs ( 11, 12) comportent des saillies ( 22 a, 22 b) dirigées vers l'exté- rieur et en ce que les organes élastiques ( 40) prennent appui chacun par l'une de leurs extrémités, sur la saillie ( 21 b) d'un disque partiel exté- rieur ( 11) et, par l'autre extrémité, sur une saillie ( 22 b) de l'autre disque partiel extérieur ( 12). Volant à deux masses suivant l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce qu'en vue de la transmission du couple de rotation entre la première masse d'inertie ( 1) et le disque intermédiaire ( 5), il est disposé un organe de transmission ( 50) qui est situé, d'une part, entre les deux disques latéraux ( 2, 3) de la première masse d'inertie ( 1) et, d'autre part, entre deux saillies ( 21 b, 22 b), voisines l'une de l'autre, des deux disques partiels extérieurs ( 11, 12), plus précisément sur les faces frontales de ces saillies ( 21 b, 22 b) qui sont situées à l'opposé des ressorts ( 40). 6 Volant à deux masses suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe de transmission ( 50) est serré, d'une manière élasti- que, entre les deux disques latéraux ( 2, 3) de la première masse d'inertie ( 1) et peut faire l'objet d'un glissement suivant la direction du contour périphérique.