Brevet FR2675872A1 — publié le 19921030

La présente invention concerne un double volant amortisseur, notamment pour véhicules automobiles, comportant une masse primaire comprenant un moyeu, une masse secondaire montée sur ledit moyeu, par l'intermédiaire d'un palier, et comprenant un volant secondaire pour action d'un disque de friction, une masse intermédiaire coaxiale à la masse primaire en étant montée rotative par rapport à celle-ci et à la masse secondaire, une première série d'organes élastiques à action circonférentielle intervenant entre les masses primaire et intermédiaire, et une seconde série d'organes élastiques à action circonférentielle implantée sur une circonférence de diamètre inférieur à celle de ladite première série d'organes élastiques et intervenant entre les masses intermédiaire et secondaire. Un tel double volant est décrit dans la demande FR 90 03823 déposée le 26 mars 1990 et non publiée à ce jour. Dans ce document, il intervient un agencement à amortissement visqueux, et la disposition à masse intermédiaire permet à l'agencement visqueux de faire sentir ses effets, de manière satifaisante à l'arrêt et au démarrage du moteur du véhicule automobile, tout en ne gênant pas en marche, le débattement angulaire entre les masses primaire et secondaire. Dans certaines applications, il peut être avantageux de remplacer l'agencement visqueux par un frottement à serrage élastique moins coûteux, tout en bénéficiant des avantages d'une intervention non gênante en marche. La présente invention a pour objet de répondre à ce souhait. Suivant l'invention, un double volant amortisseur du type sus-indiqué est caractérisé en ce que des premiers moyens de frottement, tarés élastiquement, interviennent entre la masse primaire et la masse intermédiaire, en ce que des premiers moyens d'engrènement à jeu sont prévus entre lesdits premiers moyens de frottement et l'une desdites masses primaire et intermédiaire, en ce que des seconds moyens de frottement, tarés élastiquement, interviennent entre la masse secondaire et la masse primaire, et en ce que des seconds moyens d'engrènement à jeu sont prévus entre lesdits seconds moyens de frottement et l'une desdites masses primaire et secondaire. Grâce à l'invention, au démarrage et à l'arrêt du moteur du véhicule à combustion interne, un grand débattement angulaire se produit entre la masse primaire et la masse secondaire, avec intervention des deux moyens de frottement, en sorte qu'un bon amortissement est obtenu. Par contre en marche, lorsque le véhicule roule, lesdits moyens de frottement ont une action moindre, au benéfice du confort de l'usager. De plus, même si la première série d'organes élastiques est bloquée, on continue à bénéficier d'un amortissement correct par les seconds moyens de frottement lors des débattements importants entre les masses primaire et secondaire, comme par exemple au démarrage du moteur. Suivant une caractéristique importante, le jeu des premiers moyens d'engrènement à jeu est inférieur aux seconds moyens d'engrènement à jeu. Grâce à cette disposition, on est sûr, lorsque le véhicule roule, que les frottements seront moindres qu'à l'arrêt et au démarrage du véhicule automobile. Avantageusement, lesdits moyens de frottement sont disposés au voisinage du moyeu de la masse primaire, en étant centrés par celui-ci, et une seule rondelle élastique agit sur les deux dispositifs de frottement pour leur tarage. Grâce à cette disposition, on économise une rondelle élastique au bénéfice de l'encombrement axial et la réalisation est simple. La description qui va suivre illustre l'invention en regard des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue partielle du double volant selon l'invention et selon la ligne 1-1 de la figure 2 - la figure 2 est une demi-vue en coupe axiale selon la ligne brisée 2-2 de la figure 1 - la figure 3 est une vue reprenant à plus grande échelle la partie centrale de la figure 2 - la figure 4 est un diagramme schématique du double volant selon l'invention. Dans les figures illustrées, le double volant amortisseur de torsion équipe un véhicule automobile, et comporte une masse primaire 1 comprenant un moyeu 6,7, une masse secondaire 10 montée sur le moyeu 6,7 de la masse primaire par l'intermédiaire d'un palier 30 et comprenant un volant secondaire 11,12, pour action d'un disque de friction (non visible), une masse intermédiaire 40 coaxiale à la masse primaire 1, en étant montée rotative par rapport à celle-ci et à la seconde masse, une première série d'organes élastiques 51, à action circonférentielle, intervenant entre les masses primaire 1 et intermédiaire 40, et une seconde série d'organes élastiques 61, à action circonférentielle, implantée sur une circonférence de diamètre inférieur à celle de ladite première série 51 d'organes élastiques et intervenant entre les masses intermédiaire 40 et secondaire 10. Suivant l'invention, un double volant amortisseur du type sus-indiqué est caractérisé en ce que des premiers moyens de frottement 70, tarés élastiquement, interviennent entre la masse primaire 1 et la masse intermédiaire 40, en ce que des premiers moyens d'engrènement à jeu 72 sont prévus entre lesdits premiers moyens de frottement 70 et l'une desdites masses primaire 1 et intermédiaire 40, en ce que des seconds moyens de frottement 80, tarés élastiquement, interviennent entre la masse secondaire 10 et la masse primaire 1, et en ce que des seconds moyens d'engrènement à jeu 82 sont prévus entre lesdits seconds moyens de frottement 80 et l'une desdites masses primaire 1 et secondaire 10. Plus précisément, la masse primaire 1 comporte un moyeu 6,7 annulaire sur lequel est rapporté, par des vis non visibles, un plateau creux 2. A sa périphérie externe, ce plateau 2 porte une couronne de démarreur 90 et comporte un retour axial 3 en bout duquel est rapporté, par des vis 5, un contre-plateau 4 de forme annulaire tout comme le plateau 2. Le contre-plateau 4 s'étend en direction de l'axe de l'ensemble en ayant qu'une extension radiale limitée. I1 définit, annulairement avec le plateau 2, une cage 20 à l'intérieur de laquelle s'étendent les organes élastiques 51 de ladite première série d'organes élastiques. Cette cage 20 périphérique est délimitée extérieurement par le retour annulaire 3, et intérieurement par des surépaisseurs en forme de couronnes 9 d'un seul tenant respectivement avec le plateau 2, et le contre-plateau 4. La cage est remplie au moins partiellement d'un fluide de lubrification, ici de la graisse, pour les organes élastiques 51. Le plateau 2 et le contre-plateau 4 constituent des rondelles de guidage pour les organes 51, ici de grande longueur, et portent chacun pour ce faire des blocs 8 rapportés par rivetage sur ceux-ci. Bien entendu, la présence de la cage 20 n'est pas obligatoire, et les plateaux 2,4 peuvent présenter des fenêtres pour logement des organes 51 propres à venir en contact, avec de préférence intervention d'un revêtement anti-usure, avec le retour 3. La masse secondaire 10 comporte un volant secondaire 11,12 et est montée rotative sur le moyeu 7, par l'intermédiaire ici d'un roulement à billes 30, qui en variante peut être remplacé par un palier anti friction. Le volant secondaire 11,12 comporte, d'une part, un retour axial 12 à sa périphérie externe pour fixation du couvercle d'un mécanisme d'embrayage de l'embrayage, et d'autre part, un plateau 11 de réaction de forme annulaire pour servir d'appui à une garniture de frottement, éventuellement fractionnée, d'un disque de friction solidaire en rotation de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses ; la masse primaire 1 étant quant à elle solidaire en rotation du vilebrequin du moteur à combustion interne, son moyeu 6,7 et son plateau 2 présentant pour ce faire des passages 52, pour montage de vis de fixation, non visibles, au vilebrequin. On notera que lesdites vis de fixation ainsi que les vis de fixation du plateau 2 au moyeu sont représentées dans le susmentionné document FR 90 03823 auquel on pourra se reporter. Comme dans ce document, le moyeu 6,7 est en deux parties, à savoir une partie 6 épaulée présentant un talon annulaire pour centrage du plateau 2 par coopération avec la périphérie interne de celui-ci, une seconde partie 7, montée à centrage sur la première partie 6, pour montage du roulement 30. Ce roulement 30 est interposé radialement entre la périphérie interne du plateau 11, épaulé à cet effet, et la périphérie externe de la partie 7. La bague externe de ce roulement 30 est calée axialement entre ledit épaulement du plateau 11 et une rondelle 17 fixée au plateau 11, tandis que sa bague interne est calée axialement entre une rondelle 16 et un épaulement 94 (figure 3) appartenant à la partie 6. Ici les rondelles 16 et 17 sont implantées au niveau de la face externe des bagues du roulement 30. Bien entendu la disposition du document FR 90 03823 est envisageable, les rondelles étant alors implantées au niveau de la face interne, tournée vers le plateau 2, des bagues du roulement 30. Le volant secondaire 11,12 est disposé au voisinage du contre-plateau 4 et présente à sa périphérie interne une surépaisseur saillante axialement coopérant avec la périphérie interne du contre-plateau 4 ouvert centralement. Un voile annulaire 14 est fixé par des vis 15 à cette surépaisseur et présente à cet effet annulairement à sa périphérie interne un retour axial 13, dans lequel pénètrent les vis 15 d'orientation axiale. Ce voile 14 s'étend radialement jusqu'au niveau des surépaisseurs 9. I1 est encadré par deux flasques 41,42 appartenant à la masse intermédiaire 40. Le flasque 42 est traversé à sa périphérie interne par le retour axial 13, lesdits flasques 41,42 se rejoignant à leur périphérie externe pour formation de bras radiaux 43 pénétrant à l'intérieur de la cavité 20. Ces bras radiaux sont fixés entre eux par des organes de fixation 44, ici sous forme de vis. Ainsi les flasques 41,42 sont accolés à leur périphérie externe pour formation des bras 43, tandis que centralement ils sont décalés axialement l'un par rapport l'autre pour logement du voile 14. Ces bras 43 sont propres à interférer à jeu avec la première série d'organes élastiques 51 montés chacun sans jeu entre les blocs 8, disposés en vis-à-vis, des plateaux 2,4. Les flasques 41,42 sont dotés, radialement endessous des organes 51 et de la cavité 20, de fenêtres 62 pour logement de la seconde série d'organes élastiques 61 montée sans jeu dans lesdites fenêtres 62, ainsi que dans des fenêtres 63 ménagées, en regard des fenêtres 62, dans le voile 14. Les organes 51 et 61 consistent ici en une pluralité de ressorts à boudin à action circonférentielle répartis régulièrement, mais bien entendu, on peut remplacer ceux-ci par des blocs en matière élastique notamment en ce qui concerne les ressorts 61. Ici la raideur K2 des organes 61 est supérieure à celle de K1 des organes 61. On notera qu'un passage étroit existe entre les flasques 41,42 et les couronnes 9, et que les flasques 41,42 sont montés de manière flottante, un jeu radial existant notamment entre le retour 13 et le flasque 42 entourant ledit retour. Ainsi les flasques 41,42 constituent des rondelles de phasage, les ressorts 51,61 agissant en série grâce à la masse intermédiaire 40. Suivant une caractéristique importante, les premiers moyens de frottement 70 comportent au moins une première rondelle de frottement 71 centrée intérieurement par la partie 6 du moyeu et portant extérieurement des dents de forme trapézoïdale circonférentiellement en alternance avec des échancrures trapézoïdales. Corollairement, le flasque 41, le plus proche du plateau 2, comporte à sa périphérie interne un bourrelet 45 annulaire, dans lequel sont ménagées des dents et des échancrures de forme complémentaire à celles de la rondelle 71. Les dents de la rondelle 71 pénètrent à jeu dans les échancrures du bourrelet 45 et vice versa, pour formation des premiers moyens d'engrènement à jeu 72. Les premiers moyens d'engrènement à jeu 72 sont donc portés, en partie, par la rondelle 71, et en partie par la masse intermédiaire 40. La rondelle 71 (figure 3) est épaissie à sa périphérie interne pour contact avec le plateau 2. De manière analogue, les seconds moyens de frottement comportent au moins une seconde rondelle de frottement 81 centrée intérieurement par la partie 6 du moyeu et présentant à sa périphérie externe une alternance circonférentielle de dents et d'échancrures trapézoïdales, pour coopération à jeu avec des échancrures et des dents complémentaires formées à la périphérie interne du voile 14, au niveau de son retour 13 axialement au-delà des vis de fixation 15. Pour ce faire, la périphérie externe de la rondelle 81 est décalée axialement par rapport à sa périphérie interne. Les seconds moyens d'engrènement à jeu 82 sont donc portés, en partie, par la rondelle 81 et, en partie, par le voile 14. Entre les rondelles 71 et 81 est intercalée une première rondelle d'application 91, tandis qu'une seconde rondelle d'application 92 est disposée sur l'autre face de la rondelle 81 au contact de celle-ci. Ces rondelles 91,92 présentent à leur périphérie interne des dents pour coopération avec des cannelures complémentaires 95 pratiquées à la périphérie externe de la partie 6 du moyeu 11. Ainsi les rondelles 91 et 92 sont calées en rotation sur la partie 6 avec mobilité axiale. Un moyen élastique à action axiale 93, ici sous forme de rondelle Belleville, prend appui par sa périphérie externe sur la face de la rondelle 92 tournée à l'opposé de la rondelle 81, tandis que par sa périphérie interne il s'appuie sur l'épaulement 94 servant également à caler la bague interne du roulement 30. Bien entendu cette rondelle 93 peut consister en une rondelle élastique ondulée ou autres. Ainsi une seule et unique rondelle élastique sert au tarage des premiers 70 et seconds 80 moyens de frottement. On appréciera que les rondelles 91 et 92 s'étendent radialement en-deçà du retour 13 et donc que l'on occupe au mieux l'espace disponible laissé libre à la périphérie externe du moyeu 6,7. La première rondelle 71 s'étend radialement audelà de la périphérie externe de la seconde rondelle 81, le bourrelet 45 du flasque 41 étant adapté à l'épaisseur de ladite rondelle 71, ainsi qu a l'espace libre existant entre le voile 14 et le plateau 2. Suivant une caractéristique importante, le jeu des premiers moyens d'engrènement à jeu 72 intervenant, entre le flasque 41 et la rondelle 71, est inférieur au jeu des seconds moyens d'engrènement à jeu 82 intervenant entre le voile 14 et la rondelle 81 (figure 1). Le dispositif fonctionne de la manière suivante - lors du démarrage du moteur à combustion interne, le double volant est admis à passer par la fréquence de résonance et un grand débattement angulaire se produit entre les plateaux 2,4 et les flasques 41,42. Durant ce débattement, le jeu, entre les bras 43 et les organes 51, est rattrapé, lesdits organes étant comprimés entre les blocs 8 et les bras 43 et le mouvement transite des flasques 41,42 aux ressorts 61 et au voile 14 avec intervention des moyens de frottement 70,80, le jeu des moyens d'engrènement 72,82 étant annulé. Au démarrage on bénéficie donc des deux moyens de frottement 70,80. Ainsi qu'on l'aura compris, la rondelle 71, entraînée par le flasque 41, est admise à frotter contre le plateau 2 et contre la rondelle 91, tandis que la rondelle 81, entraînée par le voile 14, est admise à frotter contre les rondelles 91 et 92. Lorsque le véhicule roule, les ressorts 51,61 agissent en série de manière décrite ci-dessus et le débattement angulaire entre les masses primaire 1 et secondaire 10 est moins grand, en sorte que les seconds moyens de frottement 80 sont avantageusement mis hors jeu par construction, le jeu des moyens d'engrènement à jeu 92 n'étant pas annulé. Ainsi on bénéfice par construction d'un frottement moindre dû aux premiers moyens de frottement 70 et égal à la moitié du frottement précédent. On appréciera, si les ressorts 51 viennent à se bloquer du fait de leur contact avec le retour 3 sous l'action de la force centrifuge, que l'on bénéficie quand même d'un amortissement, car les ressorts 61, de plus forte raideur, font sentir alors leurs effets, entre le voile 14 et la masse intermédiaire 40 solidaire en rotation de la masse primaire 1, du fait du blocage des ressorts 51. Plus aucun frottement n'apparaît alors, le jeu des moyens d'engrènement 82 étant choisi supérieur au débattement angulaire entre les masses primaire et secondaire lorsque le véhicule roule, tandis que le jeu des moyens d'engrènement 72 est annulé lorsque ledit véhicule roule. Bien entendu, le jeu des moyens d'engrènement 72 peut être annulé seulement en final lors du débattement entre la masse primaire 1 et intermédiaire 40, en sorte qu'au début aucun frottement n'apparaît lorsque le véhicule roule. Tout ceci dépend des applications. Ainsi qu'on l'aura compris, la masse primaire est accouplée à la masse secondaire par deux dispositifs amortisseur de torsion 50,60 à organes élastiques 51,61 et moyens de frottement 70,80, les dispositifs 50,60 étant montés en série et agissant entre la masse primaire 1 et intermédiaire 40 pour le dispositif 50, et entre la masse intermédiaire 40 et secondaire pour le dispositif 60. Les rondelles 71,81, montées librement rotatives autour du moyeu 6, constituent des rondelles tiroir entraînées à jeu, ici par la masse intermédiaire et secondaire. Avantageusement, on graisse les moyens de frottement 70,80 au montage, par exemple on prévoit des réserves de graisse dans les rondelles 71,81 sous forme de creusures traversantes ou non remplies de graisse, comme visibles en pointillés à la figure 3. Ainsi le frottement ne chutera pas suite à une pollution due à la graisse provenant de la cage 20, le ressort 93 étant taré en conséquence. Bien entendu, lorsque les ressorts 51 ne sont pas graissés un tel graissage n'est pas nécessaire. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits. En particulier, au lieu d'utiliser des vis 5,44,15 comme organe de fixation, on peut utiliser des rivets. De même les deux flasques 41,42 peuvent être liés l'un à l'autre par soudage au niveau des bras 43. Un moyen élastique de serrage peut être associé à chaque moyen de frottement 70,80. Les moyens d'engrènement à jeu peuvent consister en des pions de l'un des constituants coopérant avec des ouvertures oblonguues pratiquées dans l'autre constituant. Enfin, on peut inverser les structures, par exemple la rondelle 71 peut présenter intérieurement des dents, pour engrener à jeu avec le moyeu 6, ladite rondelle étant admise à frotter contre le flasque 41, auquel est rattaché un contre-flasque servant à l'appui du moyen élastique de serrage de la rondelle 71. REVENDICATIONS 1) Double volant amortisseur de torsion, notamment pour véhicules automobiles, comportant une masse primaire (1) comprenant un moyeu (6,7), une masse secondaire (10) montée sur ledit moyeu (6,7) de la masse primaire (1) par l'intermédiaire d'un palier (30) et comprenant un volant secondaire (11,12), pour action d'un disque de friction, une masse intermédiaire (40) coaxiale à la masse primaire (1), en étant montée rotative par rapport à celle-ci et à la masse secondaire (10), une première série d'organes élastiques (51), à action circonférentielle, intervenant entre les masses primaire (1) et intermédiaire (40), et une seconde série d'organes élastiques (61), à action circonférentielle, implantée sur une circonférence de diamètre inférieur à celle de ladite première série (51) d'organes élastiques, et intervenant entre les masses secondaire (11,12) et intermédiaire (40), caractérisé en ce que des premiers moyens de frottement (70), tarés élastiquement, interviennent entre la masse primaire (1) et la masse intermédiaire (40), en ce que des premiers moyens d'engrènement à jeu (72) sont prévus entre lesdits premiers moyens de frottement (70) et l'une desdites masses primaire (1) et intermédiaire (40), en ce que des seconds moyens de frottement (80), tarés élastiquement, interviennent entre la masse secondaire (10) et la masse primaire (1), et en ce que des seconds moyens d'engrènement à jeu (82) sont prévus entre lesdits seconds moyens de frottement (80) et l'une desdites masses primaire (1) et secondaire (10). 2) Double volant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le jeu des seconds moyens d'engrènement à jeu (82) est supérieur au jeu des premiers moyens d'engrènement à jeu (72). 3) Double volant selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les premiers moyens de frottement (70) comportent une rondelle de frottement (71) dotée à sa périphérie externe de dents alternant circonférentiellement avec des échancrures, pour formation en partie des premiers moyens d'engrènement à jeu (72). 4) Double volant selon la revendication 3, dans lequel la masse intermédiaire (40) présente deux flasques (41,42) décalés centralement axialement l'un par rapport à l'autre, caractérisé en ce que les premiers moyens d'engrènement à jeu (72) sont formés en partie à la périphérie interne de l'un desdits flasques, qui présente pour ce faire des dents alternant avec des échancrures, pour coopération à jeu avec les échancrures et dents de ladite rondelle 71. 5) Double volant selon la revendication 4, dans lequel la masse primaire (1) comporte un plateau (2) porté par le moyeu (6,7) de ladite première masse (1), caractérisé en ce que le flasque (41) le plus proche dudit plateau (2) présente à sa périphérie interne un bourrelet (45) pour formation desdits premiers moyens d'engrènement à jeu (71). 6) Double volant selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les seconds moyens de frottement (80) comportent une rondelle de frottement (81) dotée à sa périphérie externe de dents alternant circonférentiellement avec des échancrures pour formation en partie des seconds moyens d'engrènement à jeu (82). 7) Double volant selon la revendication 6, dans lequel la masse secondaire (10) présente un voile (14) fixé à ladite masse (10), caractérisé en ce que ledit voile (14) présente à sa périphérie interne des dents alternant avec des échancrures, pour formation en partie des seconds moyens d'engrènement à jeu (82), et engrènement à jeu avec des échancrures et dents de ladite rondelle de frottement (81) des seconds moyens d'engrènement à jeu (82). 8) Double volant selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les premiers (70) et les seconds (80) moyens de frottement comportent des rondelles de frottement (71,81) centrées par le moyeu (6,7) de la première masse (1) et soumises à l'action de moyens élastiques prenant appui sur un épaulement (94) formé à cet effet à la périphérie externe du moyeu (6). 9) Double volant selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens élastiques prennent appui sur ledit épaulement (94) du moyeu pour action sur une rondelle d'application (92) calée en rotation sur le moyeu et serrage entre ladite rondelle (92) et le plateau (2) de la première masse (1) respectivement d'une première rondelle de frottement (81) pourvue à sa périphérie externe en partie des premiers moyens d'engrènement à jeu (82), d'une rondelle d'application (91) calée en rotation sur le moyeu (6) de la première masse (1) et enfin une rondelle de frottement (71), appartenant aux premiers moyens de frottement (70), et dotée à sa périphérie externe en partie des premiers moyens d'engrènement à jeu (72). 10) Double volant selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que lesdites rondelles de frottement (71,81) sont dotées de creusures pour formation de réserves de graisse.