Brevet FR2738318A1 — publié le 19970307

"Dispositif amortisseur de vibrations de torsion, notamment pour véhicules automobiles, et doubles volants amortisseurs équipés d'un tel dispositif 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 enveloppant respectivement des axes de pieds répartis sur une circonférence radialement intérieure, avec chacune une paire de branches d'orientation générale radiale s'épanouissant selon une circonférence radialement extérieure en des cornes terminales de forme générale arquée. 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 ancrage sur les axes de pied, 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; la figure 5 est une vue semblable à celle de la figure 2 montrant une variante de réalisation. 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 représenté) 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 monté coaxialement par l'intermédiaire d'un moyen de centrage constitué par un roulement 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 détaillé. Le dispositif amortisseur comporte ici une cassette 16 fixée par des vis 17 sur le volant secondaire et une rondelle d'entraînement 18 fixée 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 deux rondelles dites de phasage 30A, 30B juxtaposées dans un palier de guidage 24 ménagé à cet effet sur la partie moyeu 13 du volant derrière une bague entretoise 25 de montage du roulement 14. Chacune de ces rondelles de phasage présente dans son plan un bras radial tel que 31 formant au delà d'une zone de transition 32 une palette 33 dans un plan axial. Les palettes 33 des deux rondelles 30A, 30B (dont une seule est visible sur la figure 1) sont dans des positions diamétralement opposées. De part et d'autre de chacun des bras 31 les rondelles de phasage portent deux groupes d'axes 35 dans des trous 36, au nombre de quatre dans chaque groupe selon la forme de réalisation considérée, régulièrement répartis à des intervalles angulaires A d'environ 20 par exemple. Des tourillons formés par chacun de ces axes de part et d'autre des rondelles de phasage sont coiffés par des anses 37, 38 (figure 4), formant de part et d'autre d'une échancrure 39 le pied d'un ressort 40 constitué par formage en une structure en épingle d'une lame d'acier ressort. Partant de la partie "pied" ainsi enroulée autour de l'axe 35, le ressort en épingle 40 comporte deux bras 41, 42 rapprochés, d'orientation sensiblement radiale s'épanouissant du coté radialement extérieur en des cornes 43, 44 de forme générale arquée. Chaque épingle est solidarisée en rotation avec son axe de pied 35 par des goupilles 46 traversant des perforations ménagées dans les anses 37, 38 et engagées dans des alésages correspondants de l'axe 35 associé (figure 2). Le volant primaire 10 porte sur sa face tournée vers le volant secondaire 15 en positions diamétralement opposées deux pièces de butée 51 de section en forme de canal en U s'étendant en sens périphériques sur un angle B (figure 1) (de l'ordre des 20 par exemple) et étant fixées sur le volant primaire au moyen de vis 52. Le volant secondaire 15 porte de son côté des pièces d'attaque 53 adaptées à passer librement entre les branches de la pièce de butée 51 et fixées au moyen de vis 54 (figure 2). Ces pièces d'attaque 53, 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 . On considèrera d'abord le dispositif ainsi constitué dans un état de repos représenté à la figure 1. L'espace disponible de part et d'autre de la palette 33 qui est visible sur cette figure et l'une ou l'autre des deux butées 51, s'étendant sur un arc d'environ 80 (soit un quart de la circonférence moins la moitié de l'angle B) est occupé par la juxtaposition des cornes 43, 44 des épingles 401 à 404 d'un côté et 405 à 408 de l'autre, se trouvant comprimées avec une contrainte prédéterminée par leurs tracés entre la palette 33 et la butée correspondante. On notera que les axes de pied 35 se trouvent groupés de manière relativement plus serrée que les têtes autour de la palette 33: ainsi, alors que l'épingle 401 dont la tête se trouve au contact de la palette 33 présente une orientation pratiquement radiale, l'épingle 404, dont la tête se trouve au contact de la butée 51, présente par rapport à la direction radiale R0 passant par son axe de pied un décalage angulaire D de même ordre que l'angle A: ce décalage angulaire diminue pas à pas à mesure que les épingles se rapprochent de la palette 33. On va considérer maintenant la situation du dispositif dans la position de travail illustrée à la figure 3 o, au cours d'un débattement important du volant secondaire par rapport au volant primaire, les pièces d'attaque 53 ont tourné dans le sens anti-horaire d'un certain angle E. Au cours d'une première partie E1 de cette rotation la pièce d'attaque ne s'était déplacée qu'à l'intérieur de la butée 51: 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 E2 en repoussant l'épingle adjacente 408 et par actions progressives, grâce au contact entre elles des cornes 43, 44, l'ensemble des deux groupes de quatre épingles 408-405 et 404-401 en entraînant la palette 33 située entre eux dans une position 33': la palette a subi ainsi un déplacement angulaire limité sensiblement à la moitié du débattement E. Alors que les épingles 401 et 405 se trouvant de part et d'autre de la palette 33 ont conservé leur orientation sensiblement radiale, les épingles d'extrémité 408 et 401 ont basculé par rapport à leur position initiale de repos en passant de l'autre côté du plan radial contenant leur axe de pied. 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 puis un rapprochement de leurs cornes. Ces contraintes de compressions successives entraînent globalement un couple de réaction élastique de nature proportionnelle aux débattements; cependant, le dispositif considéré donne naissance également à des contraintes de frottement entraînées par les basculements relatifs des épingles dans une mesure qui va en croissant du voisinage de la palette o il n'y a pas de basculement vers les épingles extérieures 401 et 408 o l'effet de basculement est maximal. Ces contraintes de frottement de nature proportionnelle aux vitesses angulaires ajoutent donc leurs effets à ceux du dispositif amortisseur à friction 16-20 disposé, comme on l'a vu, à l'extérieur du double volant amortisseur. Il est cependant également possible de préférer une limitation au minimum de ces contraintes de frottement. On pourra à cet effet adopter par exemple pour la totalité des épingles selon l'invention une disposition radiale à l'état de repos en renonçant au resserrement de leurs axes de pied de part et d'autre des bras de phasage 33. On peut aussi envisager la disposition à la place des bras de phasage d'autres couples de pièces de butée 51 et d'attaque 53. Au lieu du fonctionnement en parallèle des deux paires de groupes de quatre épingles on aurait alors la mise en parallèle de quatre groupes d'épingles intervenant chacun sur un secteur limité à un quart de la périphérie. Les couples de réaction élastique s'en trouveraient augmentés et les débattements admissibles réduits en conséquence. La variante de réalisation illustrée à la figure 5 diffère de la précédente par le fait que les axes de pied 35 des épingles sont réalisés en deux parties 35A, 35B adaptées à rassembler par rivetage de part et d'autre des rondelles de phasage 30A, 30B. La qualité de guidage doit être assurée par la solidité de l'axe formé par le rivet d'assemblage. Cette disposition permet d'éviter l'affaiblissement par goupillage radial de l'axe monobloc de la première forme de réalisation. Bien entendu, les deux rondelles de phasage 30A, 30B pourraient être remplacées par une rondelle unique avec deux bras porte-palette diamétralement opposés; cependant, la forme de réalisation décrite avec deux rondelles à un seul bras chacune, solidarisées par l'ensemble des axes de pied des épingles s'avère très avantageuse en raison des facilités de fabrication par emboutissage. Qu'il s'agisse d'une rondelle de phasage simple ou double, il convient de noter la forme avantageuse de réalisation du palier de guidage constitué en 24 sur une portée ménagée à cet effet sur le moyeu du volant primaire en arrière de la bague 25 de calage de roulement 14. Cette disposition permet la réalisation facile par des pièces rapportées de forme annulaire d'un excellent palier de guidage de la ou des rondelles de phasage. Les bras de phasage 31-33 interviennent pour répartir les mouvements de basculement des ressorts en épingle de part et d'autre de leur position médiane (radiale) lors des passages de leur position de repos en leur position de travail. 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 avec la possibilité d'accroître encore les amplitudes admissibles grâce aux effets de basculement réalisables par le resserrement des axes de pied autour de bras de phasage prévus. Les échancrures 39 ménagées 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 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 51, d'une part, et pour la pièce d'attaque, d'autre part. On appréciera la forme arquée des cornes 43, 44 qui permet un contact ponctuel entre deux épingles successives, et ce quelle que soit l'inclinaison de celles-ci; on appréciera également que les rondelles de phasage permettent de réduire les contraintes des épingles tout en ayant un grand débattement angulaire relatif entre les deux masses. Bien entendu, selon certaines applications, le jeu E1 de la figure 3 peut être supprimé. 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 comprimés entre une pièce de butée et une pièce d'attaque respectivement ménagées sur les dites masses, caractérisé par au moins un groupe de ressorts en épingle (40) rayonnant en éventail à partir de parties de pied (37, 38) enveloppant respectivement des axes de pied (35) répartis sur une circonférence radialement intérieure, avec une paire de branches (41, 42) d'orientation générale radiale s'épanouissant selon une circonférence radialement extérieure en des cornes terminales (43, 44) de forme générale arquée. 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 axes de pied (35) sont répartis circonférentiellement sur une rondelle de phasage (30) montée libre en rotation sur le moyeu (13). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la rondelle de phasage porte sur chacun d'au moins deux bras (31), une palette de phasage (33) adaptée à se placer dans un plan axial entre deux groupes adjacents d'épingles. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la rondelle de phasage porte deux bras (31) diamétralement opposés. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la rondelle de phasage est constituée par la juxtaposition de deux rondelles (30A, 30B) portant chacune une palette de phasage. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la rondelle de phasage est guidée par un palier (24) constitué par des pièces annulaires rapportées sur une portée du moyeu (13) derrière une bague de montage (25) d'un roulement de centrage (20) de l'autre masse (15). 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 (37, 38) formant de part et d'autre d'une échancrure (39) un pied d'épingle monté autour d'un axe de pied (35). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'échancrure (39) est adaptée à permettre le chevauchement de la rondelle de phasage par l'épingle. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendication 7 et 8, caractérisé en ce que l'axe de pied (35) forme de part et d'autre de la rondelle de phasage des tourillons d'articulation des anses formant pied d'épingle. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'axe de pied (35) est solidarisé avec les anses de pied par des goupilles radiales (45). 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'axe de pied est composé de deux tourillons (35A, 35B) s'emboîtant de part et d'autre dans la rondelle de phasage et étant solidarisés entre eux par un moyen d'assemblage axial. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que, le dispositif étant logé dans un volume annulaire entre faces affrontées des deux masses, les cornes des épingles se succèdent jointives dans une zone périphérique de ce volume entre pièces de butée (51) réparties sur la périphérie de l'une des masses, une pièce d'attaque (53) liée à l'autre masse étant associée à chacune de ces pièces de butée. 13. Dispositif selon la revendication 12, 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 (43, 44) des zones d'appui complémentaires pour les pièces de butée, d'une part, et pour les pièces d'attaque d'autre part. 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que deux zones d'appui pour pièces de butée (51) sont prévues de part et d'autre d'une zone d'appui centrale pour pièces d'attaque (53). 15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les épingles (40) disposées en deux groupes de part et d'autre de chaque palette de phasage (33) ont leurs pieds resserrés vers cette palette en sens circonférentiel de sorte qu'à l'état de repos elles se trouvent écartées de leur orientation médiane, radiale. 16. 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 15.