Brevet FR2742202A1 — publié le 19970613

Dispositif amortisseur de vibrations de torsion, notamment pour véhicules automobiles, et doubles volants amortisseurs équipés d'un tel dispositif fl La présente invention se rapporte aux dispositifs amortisseurs de vibrations de torsion du genre comprenant, dans un attelage ménagé entre deux masses tournantes coaxiales montées rotatives l'une par rapport à l'autre, des moyens élastiques à action circonférentielle adaptés à développer des forces de réaction élastiques, c'est-à-dire de nature proportionnelle aux amplitudes des débattements relatifs des deux masses. On a déjà proposé et mis en oeuvre à cet effet de nombreux et divers types de moyens élastiques sans réussir à surmonter tous les problèmes liés aux forces centrifuges que les moyens élastiques ont à supporter en raison de la rotation des masses en cause, en particulier au sein d'un double volant amortisseur. La présente invention a pour objet de proposer une solution à l'ensemble de ces problèmes grâce à un développement particulier d'une des voies de recherches précédemment abordées de la mise en oeuvre, comme moyens élastiques à action circonférentielle, de paquets de ressorts comprimés entre pièces de butée et d'attaque respectivement ménagées dans les deux masses tournantes à atteler. L'invention consiste essentiellement à proposer à cet effet la mise en oeuvre de ressorts en épingle rayonnant en éventail à partir de parties de pied réparties sur une circonférence radialement intérieure, avec chacune une paire de branches d'orientation générale radiale s'épanouissant en des cornes terminales de forme générale arquée et équipées de moyens d'appui sur une piste radialement extérieure. Il apparaît que l'agencement ainsi conçu est de nature à offrir une solution radicale de tous les problèmes précédemment rencontrés en matière d'effets de la force centrifuge sur les moyens élastiques à action circonférentielle, étant donné que, de par leur structure et de par leur orientation générale radiale, les ressorts en épingle selon l'invention bénéficient d'une tenue parfaite à la force centrifuge, grâce à leur appui périphérique, tout en offrant par la compression progressive de leurs cornes terminales les forces recherchées de réaction élastique à action circonférentielle. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue en élevation de l'intérieur, en position de repos, d'un double volant amortisseur selon les flèches I-I de la figure 2 la figure 2 est une vue en coupe selon le plan II-II de la figure 1 la figure 3 est une vue semblable à la figure 1 montrant le dispositif en position de travail la figure 4 est une vue en perspective éclatée du montage d'un ressort en épingle Suivant la forme de réalisation choisie et représentée, un volant double amortisseur comporte de manière usuelle un volant primaire 10, organe menant fixé au moyen de vis 11 en bout du vilebrequin (non représente) d'axe X-X d'un moteur thermique d'un véhicule automobile et portant à sa périphérie la couronne 12 de démarrage de ce dernier. Sur une partie moyeu 13 de ce volant primaire est monte coaxialement par l'intermédiaire d'un moyen de centrage constitué ici par un roulement à billes 14 un volant secondaire 15, organe mené destiné à recevoir de manière usuelle sur sa face externe un mécanisme d'embrayage (non représenté). Les deux volants 10 et 15 sont attelés entre eux par un dispositif amortisseur à friction disposé sur la face latérale extérieure des parties moyeu des deux volants dans une zone radialement intérieure par rapport à la surface latérale annulaire du volant secondaire 15 qui forme plateau de réaction pour le mécanisme d'embrayage non détaille. Le dispositif amortisseur comporte ici une cassette 16 fixée par des vis 17 sur le volant secondaire et une rondelle d'entraînement 18 fixee par des vis 19 sur le volant primaire. Cette cassette, d'une part, et cette rondelle d'entraînement, d'autre part, portant des disques de frottement imbriqués en association avec un moyeu élastique 20 à action axiale, rondelle Belleville par exemple, pour serrage axial. Des trous d'aération 21 répartis autour de la partie radialement interne du volant secondaire, à proximité du roulement 14, permet une ventilation du volume annulaire 22 pratiquement confiné entre les deux volants. A l'intérieur de ce volume est logé un dispositif d'attelage élastique formé selon l'invention entre les deux volants. Ce dispositif comporte une rondelle de calage 24 maintenue sur la partie moyeu 13 du volant derrière une bague entretoise 25 prenant appui sur le corps du roulement 14, plus précisément sur la bague interne de celui-ci. Le volant primaire 10 porte sur sa face tournée vers le volant secondaire 15 en positions diamétralement opposées deux pièces de butée 31, 31' de section en forme de canal ou en U s'étendant en sens périphériques sur un angle B (figure 1) (de l'ordre des 20O par exemple) et étant fixées sur le volant primaire au moyen de vis 32. Le volant secondaire 15 porte de son côté des pièces d'attaque 33, '33' adaptées à passer librement entre les branches de la pièce de butée 31, 31' et fixées au moyen de vis 34 sur un bossage du volant secondaire 15 (figure 2). Ces pièces d'attaque 33, 33' en positions diamétralement opposées aussi sur le volant secondaire 15, s'étendent chacune sur un angle C, inférieur à l'angle B, limité par exemple à 14 . Entre les pièces de butée 31, 31' du volant primaire se trouvent logés dans le volume annulaire 22 deux paquets de ressorts en épingle, tels que le paquet 41 à 48 visible sur la Figure 1 de par exemple huit ressorts répartis à des intervalles angulaires A d'environ 20 . Chacun de ces ressorts est constitué par le formage d'une lame d'acier ressort en une structure en épingle avec une partie pied 50 (Figure 4) en forme d'anse présentant une échancrure 51 d'emboîtement sur la rondelle de calage axial 24, et deux bras 52 rapprochés d'orientation sensiblement radiale s'épanouissant en des cornes 54 de forme générale arquée et aboutissant à des parties terminales 56 sensiblement radiales percées de trous de montage 57. Ces trous servent au montage entre ressorts adjacents d'un attelage 60 fixé par rivets 61, 62 et portant sur un axe 63 un galet 64 de roulement monte entre deux rondelles entretoise 65. Ces galets 64 sont adaptés à prendre appui sur la piste de roulement offerte à cet effet par la paroi périphérique externe annulaire d'orientation axiale du logement 22 en regard; cette piste est formée par la périphérie interne d'une couronne que présente le volant primaire 10 à sa périphérie externe. Les épingles terminales telles que 41 et 48 de chaque paquet sont de leur côté retenues par butée de leur branche d'extrémité sur la pièce de butée adjacente 31, 31'. Ainsi dans l'état de repos représenté à la Figure 1, l'espace disponible en sens périphérique entre les pièces de butée 31, 31' de chaque côté de celles-ci, s' étendant sur un arc de 1800-B, soit 1600 par exemple, est occupé par la juxtaposition des cornes des huit épingles 41 à 48 attelée entre elles par les attelages 60 avec une contrainte prédéterminée : on voit que leurs bras 52 forment entre eux un angle aigu D, tandis que leurs parties terminales 56 sont écartées entre elles d'un arc E de l'ordre de la moitié du pas angulaire entre les axes de deux attelages 60 adjacents. On notera encore que les pièces d'attaque 33, 33' mieux visibles sur la Figure 3 présentent de part et d'autre des tétons 331, 332 adaptés à s'emboîter dans le trou de montage libre d'une épingle terminale adjacente pour retenir celle-ci à l'encontre de l'action exercée par la force centrifuge. On va considérer maintenant la situation du dispositif dans la position de travail illustrée à la figure 3 où, au cours d'un debattement important du volant secondaire par rapport au volant primaire, les pièces d'attaque 31, 31' ont tourné dans le sens anti-horaire d'un certain angle F. Au cours d'une première partie F0 de cette rotation la pièce d'attaque 33, 33' ne s'était déplacée qu'à l'intérieur de la butée 31,31' : ce débattement initial sans effet sur les ressorts correspond au jeu dit de point mort. Ce jeu une fois franchi la pièce d'attaque s'est déplacé de l'angle Fl en repoussant l'épingle adjacente 48 et par actions progressives, l'ensemble des épingles 48-41 vers la pièce de butée 31.Dans ce mouvement toutes les épingles se sont trouvées soumises à une contrainte de compression provoquant un rapprochement jusqu'au contact de leurs paires de branches 52 puis un rapprochement de leurs cornes jusqu'à une valeur réduite E' de leur angle d'ouverture. Ces contraintes de compressions successives entraînent globalement un couple de réaction élastique de nature proportionnelle aux débattements ; on notera aussi que dans la position de debattement illustrée à la Figure 3 les pieds d'épingle se sont rapprochés et resserrés sur leur rondelle 24 de calage axial. Dans ce mouvement les epingles conservent cependant pour l'essentiel leur orientation générale radiale chacun d'elles restant prise soit entre deux attelages 60 voisins soit entre un tel attelage et la pièce d'attaque 33, 33' ou la pièce de butée 31,31'. Au lieu du fonctionnement en parallèle de deux groupes de huit épingles par exemple on peut bien entendu envisager entre des pièces de butée et d'attaque correspondantes la disposition en parallèle de trois, de quatre ou davantage de paquet de ressorts selon des secteurs limités à des fractions correspondantes de la périphérie. Les couples de réaction élastique s'en trouveraient augmentés et les débattements admissibles réduits en conséquence. Dans tous les cas, les ressorts en épingle selon l'invention conservent leur important avantage d'être pratiquement exempts de tout effet nuisible de la force centrifuge. Leur conception permet la réalisation de débattements importants. Les échancrures 51 ménagees à la base des épingles permettent de diminuer l'encombrement axial du dispositif et/ou augmenter la largeur des épingles. On aura noté que la dimension en largeur des épingles, c'est-à-dire la longueur du grand côté de la section rectangulaire de la lame ressort qui est mise en oeuvre pour leur fabrication, s'étend avantageusement en sens axial sur toute la profondeur disponible du volume annulaire 22 ménagé à cet effet au sein de l'une des deux masses coaxiales, ici le volant primaire 10. La surface latérale ainsi ménagée est utilisée pour permettre d'offrir commodément les zones d'appui complémentaires et distinctes requises pour les pièces de butée 31,31' d'une part, et pour la pièce d'attaque 33, 33' d'autre part.La surface latérale 23 laissée disponible entre les pièces de butée 31, 31' est avantageusement utilisée par ailleurs comme piste de guidage pour les galets de roulement 64 des attelages 60 qui coopèrent avec la rondelle de calage axial 24 pour le maintien de l'orientation radiale des épingles et qui sont parfaitement adaptés pour absorber toutes les contraintes de forces centrifuges. L'invention n'est bien entendu pas limitée aux détails de la forme de réalisation décrite à titre d'illustration. Ainsi, par exemple les rondelles 24 de calage axial et 25 jouant le rôle d'entretoise peuvent être réunies en une seule pièce annulaire de profil approprié. Les rondelles 24, 25 permettent de bien guider et de bien positionner les épingles qui, ici, ne sont pas en contact avec la rondelle 25. On appréciera que, grâce aux galets 64, les frottements et les risques de coincement sont minimisés. Ici, les axes 63 sont rivetés sur l'une des rondelles entretoises 65 (figure 2) bien entendu, la fixation peut être réalisée par tout autre moyen approprié, par exemple par soudage. On notera que les pièces de butée 31, 31' présentent à leur périphérie externe des doigts (non référencés) de retenue pour les épingles 41-48. On appréciera la forme simple des volants 10, 15 avantageusement en matière moulable, telle que de la fonte ; on appréciera également que l'on peut obtenir un grand débattement angulaire relatif des deux volants. REVENDICATIONS 1. Dispositif amortisseur de vibrations de torsion du genre comprenant, dans un attelage ménagé entre deux masses tournantes coaxiales (10, 15) montées rotatives l'une par rapport à l'autre à l'encontre de moyens élastiques à action circonférentielle, au moins un paquet de ressorts (41-48) comprimés entre une pièce de butée (31, 31') et une pièce d'attaque (33, 33') respectivement ménagées sur les dites masses, caractérisé par au moins un groupe de ressorts en épingle rayonnant en éventail à partir de parties de pied (50) réparties sur une circonférence radialement intérieure, avec une paire de branches (52) d'orientation générale radiale s'épanouissant selon une circonférence radialement extérieure en des cornes terminales (54, 56) de forme générale arquée équipées de moyens d'appui (64) sur une piste radialement extérieure (23). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une des masses comportant un moyeu (13) portant un moyen de centrage (14) de l'autre, les parties de pied (35) sont réparties circonférentiellement sur une rondelle de calage axial (24) porté par le dit moyeu (13). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la rondelle de calage axial est associée à une rondelle entretoise (25) coopérant avec le moyen de centrage (14) de l'autre masse. 4.Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par la disposition d'un attelage (60) entre cornes terminales de chaque paire d'épingles adjacentes. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce chaque attelage est équipé d'un galet de roulement (64) adapté à coopérer avec une piste de guidage périphérique (23). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les épingles sont logées dans un espace annulaire ménagé entre une partie moyeu (13) et une paroi périphérique ménagée sur l'une des masses, cette paroi périphérique formant la piste de guidage (23). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque épingle est réalisée par mise en forme d'une lame d'acier ressort de section rectangulaire allongée avec en partie centrale deux anses formant de part et d'autre d'une échancrure (51) un pied d'épingle. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'échancrure (51) est adaptée à permettre le chevauchement de la rondelle de calage axial par l'épingle. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que, le dispositif étant logé dans un volume annulaire entre faces affrontées des deux masses, les cornes des épingles se succèdent dans une zone périphérique de ce volume entre pièces de butée (31) réparties sur la périphérie de l'une des masses, une pièce d'attaque (33) liée à l'autre masse étant associée à chacune de ces pièces de butée. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la largeur de la lame formant les ressorts en épingles est suffisante pour permettre de réserver sur la surface externe des cornes (54, 56) des zones d'appui complémentaires pour les pièces de butée, d'une part, et pour les pièces d'attaque d'autre part. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que deux zones d'appui pour pièces de butée (31) sont prévues de part et d'autre d'une zone d'appui centrale pour pièces d'attaque (33). 12. Double volant amortisseur, notamment pour véhicule automobile caractérisé en ce qu'il est équipé d'un dispositif d'amortissement selon l'une quelconque des revendications 1 à 11.