Brevet FR2736119A1 — publié le 19970103

La présente invention concerne un volant amortisseur prévu pour être agencé entre deux ensembles tournants, dont l'un est relié au moteur à combustion interne d'un groupe motopropulseur, notamment de véhicule automobile, et dont l'autre est relié à l'arbre d'entrée de la boite de vitesses de ce groupe motopropulseur. L'invention concerne notamment un volant amortisseur du type de celui décrit et représenté dans le document FR-A- 2.687.442 qui comporte un premier et un second éléments tournants coaxiaux en forme générale de plateaux parallèles dont les faces internes en vis-à-vis délimitent entre elles un logement annulaire à l'intérieur duquel est disposé un disque annulaire fixé au second élément tournant et qui s'étend radialement en direction du moyeu, et du type dans lequel le palier comporte une bague extérieure qui est montée dans un logement usiné dans la partie centrale de la face interne du second élément tournant et qui est en appui axial contre le fond du logement dans lequel elle est maintenue axialement par une portion en vis-à-vis du disque annulaire. Il est connu d'assurer ce maintien en appui axial par l'intermédiaire du disque annulaire du second élément tournant. Une première conception consiste à réaliser un logement de longueur axiale supérieure à la largeur axiale de la bague extérieure du roulement et à immobiliser le roulement à l'aide d'un anneau élastique fendu monté dans une gorge radiale extérieure du logement. Cette solution assure un positionnement précis du roulement mais elle accroît l'encombrement axial global du dispositif. Il est aussi nécessaire de maintenir la bague extérieure du roulement en appui axial dans le fond de son logement. Une conception décrite et représentée dans le document US-A-4.782.933 consiste à usiner la partie centrale du disque annulaire du second élément tournant pour y former une cavité qui reçoit une rondelle élastique à action axiale qui coopère avec la bague extérieure du roulement. Cette solution est plus compacte axialement que la solution précédente mais elle est coûteuse car elle nécessite de réaliser un usinage de la partie centrale du disque annulaire. La présente invention a pour but de proposer une nouvelle conception d'un volant amortisseur dont le maintien de la bague extérieure du palier interposé entre les deux éléments tournants est assuré par des moyens économiques et grâce à laquelle l'encombrement axial du dispositif dans sa partie centrale est minimum. Dans ce but, l'invention propose un volant amortisseur du type mentionné précédemment caractérisé en ce que la partie centrale du disque annulaire se prolonge radialement vers l'intérieur par une portion amincie d'épaisseur axiale réduite qui s'étend en regard de la face radiale d'extrémité axiale de la bague extérieure et qui sollicite élastiquement la bague extérieure en appui axial contre le fond du logement, et en ce qu'un jeu axial existe entre ladite portion amincie et la face interne en regard du plateau du second élément tournant. Selon d'autres caractéristiques de l'invention: - la partie centrale du disque annulaire est en appui axial par une première de ses faces opposées contre la face interne du second élément tournant, et la seconde de ses faces opposées s'étend sensiblement au droit de la face radiale d'extrémité de la bague extérieure du palier; - la portion amincie du disque annulaire est réalisée venue de matière avec le disque annulaire, notamment par écrasement axial; - la partie centrale du disque annulaire comporte une série de pattes qui s'étendent radialement vers l'intérieur et dont les extrémités libres présentent une épaisseur axiale réduite pour constituer ladite portion amincie; - des extrémités amincies des pattes du disque annulaire sont réalisées par écrasement axial des extrémités radiales intérieures des pattes; - les extrémités des pattes du disque annulaire sont écrasées préalablement à la mise en place du disque annulaire en appui axial contre la face interne du second élément tournant; - la portion amincie du disque annulaire est réalisée sous la forme d'une rondelle d'épaisseur axiale réduite qui est fixée sur la portion centrale du disque annulaire; - la rondelle est fixée contre ladite seconde face du disque annulaire; - la zone centrale de la rondelle qui prend appui contre la face radiale d'extrémité de la bague extérieure du roulement est décalée axialement, en direction de la bague, par rapport à la zone périphérique de la rondelle fixée au disque annulaire; - la rondelle est fixée au disque annulaire par une série de rivets. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - La figure 1 est une vue en section axiale, selon la ligne 1-1 de la figure 2, d'un exemple de réalisation d'un volant amortisseur conforme aux enseignements de l'invention; - la figure 2 est une vue partielle de droite, illustrée partiellement en section selon la ligne 2-2 de la figure 1, du volant amortisseur illustré sur cette figure; - la figure 3 est une vue à très grande échelle du détail A de la figure 1; - la figure 4 est une vue latérale, selon la flèche F4 de la figure 3 du disque annulaire associé au second élément tournant et qui assure le maintien axial de la bague extérieure du roulement; - la figure 5 est une vue similaire à celle de la figure 1 qui illustre un deuxième mode de réalisation des moyens de maintien axial de la bague extérieure du roulement, conformes aux enseignements de l'invention; - et la figure 6 est une vue similaire à celle de la figure 3 qui illustre le détail B à plus grande échelle. On a représenté sur les figures 1 à 3 un volant amortisseur 10 qui est pour l'essentiel constitué par un premier élément tournant 12 et un second élément tournant 14, qui sont susceptibles de tourner l'un par rapport à l'autre autour d'un axe X-X. Les éléments tournants 12, 14 consistent ici, de manière connue en soi, en des masses coaxiales montées mobiles l'une par rapport à l'autre à l'encontre d'un dispositif d'élastique d'amortissement 32 à action circonférentielle et d'un dispositif 58 d'amortissement à friction à action axiale. Le premier élément tournant 12, ici en forme générale de plateau, comporte une couronne extérieure 16 prévue pour coopérer avec un démarreur d'un groupe motopropulseur (non représenté) et un moyeu central 18, réalisé en une seule pièce avec le plateau 12, prévu pour être fixé sur l'extrémité d'un vilebrequin du moteur (non représenté). L'élément tournant 12 est constitué pour l'essentiel par un plateau et par une jupe annulaire périphérique cylindrique 22 d'orientation axiale, qui entoure partiellement une jupe annulaire périphérique cylindrique 24 qui prolonge axialement la partie principale en forme de plateau 26 de l'élément tournant 14, qui est montée à rotation sur le moyeu 18 par l'intermédiaire d'un roulement à billes 28, ou en variante non représentée par un autre palier. Les plateaux 20 et 26 et les jupes 22 et 24 délimitent un logement annulaire 30 qui est prévu pour recevoir, selon une conception connue, le dispositif élastique d'amortissement 32 constitué par un ensemble de ressorts hélicoidaux, ici agencés en couronne. Le logement 30 est délimité ici en majeure partie par le plateau 20, la jupe 22, ici d'un seul tenant avec le plateau , et un disque 34 du premier élément tournant 12. A sa périphérie interne, ce logement 30 laisse apparaître une légère fente dans laquelle pénètre un disque annulaire 42 du second élément tournant 14 et ce à étanchéité de manière décrite ci-après. Le premier élément tournant 12 comporte également le disque radial interne 34 qui s'étend radialement vers l'intérieur depuis la jupe 22 entre les deux plateaux 20 et 26 en direction d'un espace annulaire 36 délimité axialement entre les portions de faces planes internes en vis-à-vis 38 et 40 des plateaux tournants 20 et 26. Le disque 34 est lié en rotation à la jupe extérieure 22 par sertissage étanche comme décrit et représenté dans le document FR-A-2.695.579. Pour ce faire, la jupe 22 présente une gorge destinée à recevoir le métal du disque métallique 34, lors du matriçage de celui-ci. En variante, cette fixation étanche peut être réalisée par vissage comme décrit dans le document FR-A-2.687.442. En variante, on peut aussi procéder à un rivetage ou à un soudage. Le disque 34 délimite en partie le logement 30, le plateau 26 étant creusé pour le logement du disque annulaire S15 34, qui est embouti localement en 80, comme on peut le voir à la figure 1, pour l'appui circonférentiel des ressorts hélicoïdaux du dispositif 32. En regard de ces emboutis 80, le plateau 20 présente des plaquettes 81 fixées par rivetage, comme on peut le voire à la partie inférieure de la figure 1, qui constituent des appuis pour les extrémités circonférentielles des ressorts. Le second élément tournant 14 porte également le disque intérieur annulaire 42 qui lui est lié en rotation par des colonnettes rivetées 44, et qui s'étend radialement dans l'espace annulaire 36 et dans le logement annulaire 30. Le second élément tournant 14 forme, à l'aide de son plateau 26 et de manière connue en soi, le plateau de réaction d'un embrayage. Ainsi, ce second élément 14 est destiné à être calé en rotation sur l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses (non représenté) par l'intermédiaire d'un disque de friction de l'embrayage, dont les garnitures de frottement sont destinées à être pincées entre le plateau de réaction 26 et un plateau de pression (non représenté), appartenant à un mécanisme d'embrayage destiné par son couvercle à être rapporté par des vis reçues dans des trous taraudés dont l'un est visible à la partie inférieure de la figure 1, formés dans le plateau de réaction 26. Le bord extérieur 46 du disque annulaire 42 comporte des pattes radiales extérieures 50 prévues pour servir de butées aux extrémités des ressorts du dispositif élastique d'amortissement 32. Ainsi, les ressorts, prenant appui sur les plaquettes et les emboutis 82 du disque 34, par exemple par l'inter- médiaire de plots d'appui de manière connue en soi, sont destinés à être comprimés par les pattes 50 pénétrant dans le logement 30. On notera que des pièces 82 anti-usure, ici en forme de goulotte, sont interposées radialement entre les ressorts 32 et la jupe 22. La partie périphérique externe du disque 42 s'étend entre une portion de surface interne en vis-à-vis 52 du plateau 20 et une portion de surface interne en vis-à-vis 54 du disque radial interne 34 de l'élément tournant 12. Ainsi, les pattes 50 pénètrent à l'intérieur du logement 30, un faible intervalle existant entre le plateau 20 et le disque 34 pour la pénétration du disque annulaire 42. L'étanchéité interne du logement annulaire 30, et sa séparation de l'espace annulaire 36, est assurée par deux rondelles 56A et 56B d'étanchéité. Les deux rondelles 56A et 56B sont deux pièces annulaires en tôle découpée et emboutie et elles ferment donc le logement 30 à sa périphérie interne, ce logement étant rempli partiellement de graisse pour lubrifier les ressorts du dispositif 32. Comme on peut le voir sur la figure 1, le bord radial extérieur de la rondelle 56A coopère et est en appui élastique axial contre une surface de portée formée en vis-à-vis dans le plateau 20 du premier élément tournant 12, tandis que le bord radial extérieur de la seconde rondelle d'étanchéité 56B coopère et est en appui élastique axial contre une surface de portée formée en vis-à-vis sur le disque 34 du premier élément tournant 12 à la périphérie interne de celui-ci. Les rondelles 56A et 56B sont disposées de part et d'autre du disque 42 en étant accolées à celui-ci. Les rondelles 56A et 56B sont préassemblées avec le disque 42 par des rivets non référencés adjacents aux colonnettes 44. Le volant amortisseur 10 comporte également un dispositif d'amortissement à friction 58. Ce dispositif 58 entoure le moyeu 18 et il comporte une première partie 60 constituée par un anneau en matériau de friction qui est destiné à frotter sur une portion de la surface interne plane 38 du plateau 20 du premier élément tournant 12, et par une seconde partie 62 qui est constituée par une rondelle, ici métallique, entraînée en rotation, éventuellement après rattrapage d'un jeu angulaire, par le second élément tournant 14. Une rondelle élastique 64, qui sollicite élastiquement la rondelle 62 en appui contre l'anneau de friction 60 est également prévue. La rondelle 64 du type rondelle Belleville, en variante une rondelle du type ondulée, prend appui axialement contre un anneau 100 calé axialement sur le moyeu 18. Le moyeu 18 est doté de trous de passage pour des vis de fixation du volant sur le vilebrequin du moteur. Une telle vis 92 est illustrée à la partie centrale de la figure 1. Ainsi, le volant est agencé entre deux ensembles tournants dont l'un (le vilebrequin) est relié au moteur à combustion interne et dont l'autre est relié à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses. L'anneau 60 est fixé sur la rondelle 62 ici par collage. En variante il est fixé par collage sur la surface 38 et frotte contre la rondelle 62. En variante l'anneau 60 est libre. Ainsi l'anneau 60 est destiné à être serré axialement entre la rondelle 62, formant rondelle de répartition, et la portion de la surface 38. Selon une conception connue, la rondelle métallique 62 comporte des pattes radiales externes 94 qui délimitent des encoches dont chacune reçoit la tête d'une colonnette 44 pour l'entraînement en rotation de la rondelle 62 par le plateau 26. Comme on peut le voir sur la figure 3, le roulement à billes 28, interposé entre les éléments tournants 12 et 14, comporte une bague extérieure 102 montée dans un logement 104 formé dans la portion d'extrémité radiale 106 du plateau 26 dans le fond duquel elle est sollicitée en appui axial contre un épaulement radial 108 par des pattes 110 qui s'étendent radialement vers l'intérieur depuis le bord périphérique interne 112 du disque annulaire 42. Les pattes 110 sont décalées axialement en direction du plateau 20 par rapport au bord 112. Conformément aux enseignements de l'invention, chaque patte 110 présente une épaisseur axiale réduite et elle est réalisée par écrasement local selon la direction axiale de façon à réaliser, au niveau du bord intérieur des pattes 110, des surfaces d'appui 111 qui coopèrent avec la face radiale d'extrémité axiale en vis-à-vis 113 de la bague extérieure 102 du roulement à billes 28. Les pattes 110 sont reliées chacune par un pli à la partie principale du disque 42. On notera que l'écrasement fait fluer circonférentiellement les pattes 110 en sorte que les surfaces d'appui sont plus larges circonférentiellement. La sollicitation axiale de la bague 102, de la gauche vers la droite en considérant la figure 3, est due à l'élasticité propre des pattes 110 qui procurent un effet de serrage axial lorsque le disque annulaire 42 est fixé au plateau 26 par sertissage des colonnettes 44, c'est-à-dire lorsque sa face 43 est plaquée contre la face 40 en vis-à-vis du second plateau 26 avec un jeu axial existant selon l'invention entre la face interne 40 et la portion en vis-à-vis 115 des pattes 110. Ainsi, le sertissage des colonnettes 44 assure le serrage axial de la bague extérieure 102 du roulement 28 contre l'épaulement radial réalisé dans le fond du logement 104 offrant une portée à la bague 102. Le disque annulaire 42 illustré à la figure 4 est une pièce métallique, ici en tôle, qui peut être réalisée à un coût réduit sans opération d'usinage, les portions amincies et élargies 111 des pattes 110 étant réalisées par une opération d'écrasement de la matière selon la direction axiale. Cette opération permet de maîtriser l'épaisseur de la périphérie interne des pattes 110. La bague intérieure 109 du roulement à billes 128 est montée sur un tronçon 120 du moyeu étagé 18 en appui axial contre un épaulement radial 122 contre lequel la face radiale d'extrémité axiale 124 de la bague intérieure 109 est maintenue par une rondelle 126 fixée par les vis 92 et par des rivets 138 permettant un prémontage. Le moyeu 18 comporte également un tronçon 116 dans lequel est monté un anneau de retenue axiale 100 de la rondelle élastique 64 qui prend appui contre l'épaulement radial 118 qui délimite le tronçon 116 par rapport à un tronçon de plus grand diamètre 114 qui est entouré par les composants du dispositif d'amortissement axial à friction 58. L'anneau de retenue axiale 100 comporte des pattes 125 qui sont formées depuis son bord radial extérieur 127 et qui sont reçues dans des encoches 128 de la rondelle 64 pour lier cette dernière en rotation par rapport au moyeu 18. Ainsi le moyeu comporte trois tronçons de diamètre différent 114, 116, 120 et l'épaulement 118 a une plus grande taille que l'épaulement 122. A sa base l'épaulement 118 présente une gorge remplie par la matière de l'anneau métallique 100 fixé par sertissage au moyeu 18. A la figure 3 on voit l'empreinte de ce sertissage. On décrira maintenant le second mode de réalisation des moyens de retenue axiale de la bague extérieure 102 du roulement qui est illustré aux figures 5 et 6. Dans ce second mode de réalisation, la partie centrale du disque 42 se termine par un bord radial intérieur cylindrique circulaire 112. La bague extérieure 102 du roulement à billes 28 est maintenue en appui axial contre le fond 108 du logement 104 par une rondelle 200 qui est rapportée sur la partie centrale du disque annulaire 42, au niveau du bord radial intérieur de celui-ci. Cette rondelle a une épaisseur moindre que celle du disque 42 en sorte que celui-ci se prolonge radialement vers l'intérieur par une portion amincie 200. Comme on peut le voir sur la figure 5, la rondelle d'appui 200 est plaquée par sa face radiale 202 contre la face en vis-à-vis 41 du disque annulaire 42, opposée à la face 43 de ce dernier plaquée contre la face interne 40 du plateau 26, et elle est maintenue en appui axial contre la face 41 par une série de rivets 204 qui la fixent sur le disque annulaire 42. Les rivets 204 sont agencés de manière régulière et alternée avec les colonnettes 44 à tête creuse. Les colonnettes 44 traversent à jeu circonférentiel la rondelle 200. Comme on peut le voir plus en détail sur la figure 6, la rondelle d'appui 200 comporte une partie située radialement vers l'extérieur 206 qui est fixée sur le disque annulaire 42 par les rivets 204 et une partie 208 située radialement plus à l'intérieur dont une face radiale 210 est en appui axial contre la face radiale 113 d'extrémité axiale de la bague extérieure 102 du roulement 28. La partie 208 est décalée axialement par rapport à la partie 206 en direction de la face interne 40 du plateau 26. Un jeu axial existe entre la partie 208 de la rondelle 200 et la face interne en regard du plateau 26 du second élément tournant. Afin de réduire au maximum l'encombrement axial du montage des éléments tournants 12 et 14 à rotation avec interposition du roulement 28, la face 41 du disque annulaire 42 tournée vers le plateau 20 s'étend sensiblement au droit des faces d'extrémité axiales 113 et 124 des bagues extérieure 102 et intérieure 109 du roulement 28. Il en est de même dans les figures 1 à 4. La conception de la rondelle d'appui axial 200 est telle que, en position montée, elle sollicite élastiquement la bague extérieure 102 en appui dans le fond 108 du logement 104, l'effet d'appui axial élastique étant obtenu lors de la fixation du disque annulaire 42 avec la rondelle 200 par les colonnettes serties 44. Malgré le faible encombrement axial de l'ensemble, on constate que la bague extérieure 102 est reçue dans un logement cylindrique 104 de grande longueur de portée axiale. On constate également que les deux modes de réalisation selon l'invention illustrés en détail aux figures 3 et 6, permettent d'être disposés à très grande proximité du dispositif d'amortissement à friction 58. Dans tous les cas un jeu axial existe entre les pattes ou la partie 208 de la rondelle 200 et la périphérie interne du plateau 26. On appréciera que la rondelle 200 a une faible épaisseur et permet de simplifier le disque 42. Le décalage axial de la partie 208 est aisément contrôlable et peut être obtenu par emboutissage ou écrasement axial local. Les rivets 204 permettent donc la formation d'un sous-ensemble disque 42 - rondelles 56A,56B,200. Ainsi qu'on l'aura compris dans les figures 1 à 4, les extrémités libres des pattes 110 sont préalablement écrasées sans avoir recours à une opération de reprise coûteuse tel qu'un tournage. Dans les figures 5 et 6 le décalage de la partie 208 est réalisé préalablement sans avoir recours à une opération de reprise. Grâce à l'invention on réduit la longueur de la portée 104 du plateau 26. Dans tous les cas le jeu axial entre la portion amincie 110,208 et la face interne en regard du plateau 26 permet une sollicitation élastique de la bague extérieure 102. Ce jeu favorise la ventilation du roulement 28. On notera, dans les figures 1 à 4, que la portée qu'offre le logement 104 à la bague extérieure 102, a une longueur supérieure à la moitié de celle de la bague 102 pour une bonne assise de celle-ci. Il en est de même dans les figures 5 et 6 qui permettent une augmentation de la longueur de ladite portée, une couronne 304 prolongeant ladite portée, ladite couronne pénétrant à jeu dans l'ouverture centrale du disque 42. Bien entendu l'écrasement axial conduisant à la formation des parties 111 et 208 est réalisé à l'aide d'un poinçon et d'une matrice. REVENDICATIONS 1. Volant amortisseur (10) agencé entre deux éléments tournants coaxiaux (12, 14) dont l'un est destiné à être relié au moteur à combustion interne d'un groupe motopropulseur, notamment de véhicule automobile, et dont l'autre est destiné à être relié à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses de ce groupe motopropulseur, du type comportant un premier (12) et un second (14) éléments tournants coaxiaux en forme de plateaux parallèles (20, 26) et dont les faces internes en vis-à-vis (38, 40) délimitent entre elles un logement annulaire (36) à l'intérieur duquel est disposé un disque annulaire (42) fixé au second élément tournant (14, 26) et qui s'étend radialement en direction de l'axe de rotation (X-X) de l'amortisseur, et du type dans lequel un palier (28), interposé entre les deux éléments tournants, comporte une bague extérieure (102) qui est montée dans un logement (104) usiné dans la partie centrale de la face interne (40) du second élément tournant (14, 26) et qui est en appui axial contre le fond (108) du logement (104) dans lequel elle est maintenue axialement par une portion en vis-à- vis du disque annulaire (42), caractérisé en ce que la partie centrale du disque annulaire (42) se prolonge radialement vers l'intérieur par une portion amincie (110, 208), d'épaisseur axiale réduite qui s'étend en regard de la face radiale d'extrémité axiale (113) de la bague extérieure (102) et qui sollicite élastiquement la bague extérieure (102) en appui axial contre le fond (108) du logement (104), et en ce qu'un jeu axial existe entre ladite portion amincie (111,208) et la face en regard (40) du plateau (26) du second élément tournant (14. 2. Volant amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie centrale du disque annulaire (42) est en appui axial, par une première (43) de ses faces opposées (41, 43), contre la face interne (38) du second élément tournant (14, 26), et en ce que la seconde (41) de ses faces opposées (41, 43) s'étend sensiblement au droit de la face radiale d'extrémité axiale (113) de la bague extérieure (102) du palier (28). 3. Volant amortisseur selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la portion amincie (110) du disque annulaire (42) est réalisée venue de matière avec le disque annulaire (42), notamment par écrasement axial. 4. Volant amortisseur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie centrale du disque annulaire (42) comporte une série de pattes (110) qui s'étendent radialement vers l'intérieur et dont les extrémités libres présentent une épaisseur axiale réduite pour constituer ladite portion amincie décalée axialement en direction du plateau (20) du premier élément tournant (12). 5. Volant amortisseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que des extrémités amincies (111) des pattes (110) du disque annulaire (42) sont réalisées par écrasement axial des extrémités radiales intérieures des pattes. 6. Volant amortisseur selon la revendication 5, caractérisé en ce que les extrémités des pattes du disque annulaire (42) sont écrasées préalablement à la mise en place du disque annulaire (42) en appui axial contre la face interne (40) du second élément tournant (14, 26). 7. Volant amortisseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la portion amincie du disque annulaire (42) est réalisée sous la forme d'une rondelle (200) d'épaisseur axiale réduite qui est fixée sur la portion centrale du disque annulaire (42). 8. Volant amortisseur selon la revendication 7 prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce que la rondelle (200) est fixée contre ladite seconde face (41) du disque annulaire (42). 9. Volant amortisseur selon la revendication 8, caractérisé en ce que la zone centrale (208) de la rondelle (200) qui prend appui contre la face radiale d'extrémité axiale (113) de la bague extérieure (102) du palier (28) est décalée axialement, en direction de la bague (102), par rapport à la zone périphérique (206) de la rondelle (200) fixée au disque annulaire (41, 42). 10. Volant amortisseur selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la rondelle (200) est fixée au disque annulaire (42) par une série de rivets (204).