Brevet FR2756031A1 — publié le 19980522

"Double volant amortisseur pour véhicule automobile" La présente invention a pour objet un double volant amortisseur pour véhicule automobile. Plus précisément, elle a pour objet un double volant amortisseur, pour véhicule automobile, du genre comportant un volant primaire destiné à être relié au vilebrequin du moteur du véhicule et un volant secondaire destiné à recevoir un mécanisme d'embrayage; des moyens amortisseurs de torsion à action circonférentielle sont disposés cinématiquement entre les volants primaire et secondaire; comme on le sait, une telle disposition permet un excellent filtrage des oscillations de torsion générées par le moteur, particulièrement dans les bas régimes, avec pour conséquence une importante diminution des bruits, notamment dans la boîte de vitesses. Bien entendu, selon cette configuration, les moyens amortisseurs de torsion sont à grand débattement; généralement, pour ce faire, les moyens 1 5 élastiques sont de longs ressorts hélicoïdaux, le plus souvent pré-cintrés, logés dans un canal annulaire ménagé en grande partie dans le volant primaire; compte tenu de la grande longueur des ressorts, il est fréquent de remplir ledit canal annulaire au moins partiellement de graisse et de placer, entre la périphérie externe des ressorts et l'intérieur du canal annulaire, une pièce de protection contre l'usure; comme on le voit, une telle disposition, du genre de celle décrite par exemple dans le document FR-A-2 601 104, est onéreuse. On a déjà proposé, dans un amortisseur de torsion, de faire travailler en série un groupe de ressorts, disposés circonférentiellement, par l'intermédiaire de pièces d'attelage munies de galets adaptés à rouler sur la surface intérieure d'une jupe externe du volant primaire; cette disposition est décrite par exemple dans le document FR-A-2 393 200; mais, là encore, l'arrangement est compliqué, les organes primaire et secondaire de l'amortisseur, plus particulièrement l'organe secondaire, sont munis de pièces supplémentaires en forme d'oeillères pour caler les ressorts notamment à l'encontre de la force centrifuge à laquelle ils sont soumis. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. Ainsi, selon l'invention, un double volant amortisseur, pour véhicule automobile, du genre comportant un volant primaire destiné à être relié au vilebrequin du moteur du véhicule, un volant secondaire destiné à recevoir un mécanisme d'embrayage, des moyens amortisseurs de torsion à action circonférentielle étant disposés cinématiquement entre les volants primaire et secondaire, lesdits moyens amortisseurs comprenant des moyens élastiques à action circonférentielle associés à des moyens de frottement à action axiale, lesdits moyens élastiques étant constitués d'au moins un groupe de ressort agissant en série par l'intermédiaire de pièces d'attelage munies de galets adaptés à rouler sur la surface intérieure d'une jupe externe du volant primaire, est caractérisé par le fait que les pièces d'attelage portent des i15 cornes de calage pour lesdits ressorts qui s'étendent, depuis des portées d'appui, à l'intérieur des ressorts. Avantageusement, chaque pièce d'attelage est montée libre en rotation autour de l'axe du double volant tout en étant guidée. De préférence, chaque pièce d'attelage comprend un corps de part et d'autre duquel sont définies deux portées d'appui pour les ressorts, ledit corps étant creusé d'une cavité qui débouche à l'extérieur, d'une part, radialement et, d'autre part, axialement, le galet étant logé dans la cavité d'o il fait saillie radialement. Avantageusement, le galet est reçu dans une rainure ménagée à la surface intérieure de la jupe externe. De préférence, chaque pièce d'attelage comporte, à son extrémité interne, une oreille reçue dans une gorge du volant primaire. Avantageusement, chaque corne de calage comporte un bras s'étendant selon un arc d'un cercle centré sur l'axe du double volant; chaque bras est rattaché au corps par une nervure de raidissement s'étendant vers l'extérieur depuis la face la plus externe de chaque bras. Avantageusement, les ressorts placés aux extrémités dudit groupe de ressorts sont en appui, au repos, chacun sur un étrier à section en forme de U solidarisé au volant primaire; le volant secondaire supporte au moins une patte d'entraînement s'étendant transversalement à l'intérieur dudit étrier; la patte d'entraînement est munie d'au moins une corne de calage; la corne de calage de la patte d'entraînement est identique à celle de la pièce d'attelage. De préférence, un élément de butée de fin de course, solidaire du volant secondaire, est adapté à coopérer, en fin de course relative des volants primaire et secondaire, avec au moins un ressort de butée porté par le volant primaire. Avantageusement, chaque groupe de ressorts comprend au moins trois ressorts, au moins deux pièces d'attelage étant prévues. i 5 De préférence, deux groupes de ressorts sont prévus. Avantageusement, le volant primaire présente un moyeu central et le volant secondaire un manchon entourant ledit moyeu central, un moyen de roulement étant disposé entre le moyeu central et le manchon. Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va en décrire maintenant, à titre d'exemple, purement illustratif et non limitatif, un mode de réalisation représenté sur les dessins annexés. Sur ces dessins: - la figure 1 est une section d'un double volant amortisseur selon l'invention, correspondant à la ligne I-I de la figure 2; - la figure 2 est une vue partielle du double volant selon la ligne 11-11 de la figure 1; - la figure 3 est une vue en perspective d'une pièce d'attelage du double volant selon l'invention; - la figure 4 est une vue en perspective d'une patte d'entraînement du double volant selon l'invention; - la figure 5 est analogue à la figure 2, les volants primaire et secondaire ayant tourné l'un par rapport à l'autre; - les figures 6 et 7 sont analogues à la partie inférieure de la figure 1 et montrent chacune une variante de moyens de frottement. Le double volant amortisseur illustré aux figures 1 à 4, destiné à équiper un véhicule automobile, comprend un volant primaire 10 et un volant secondaire 20. Le volant primaire 10, équipé d'une couronne de démarreur 11, est agencé pour être relié, ici par des vis non référencées, au vilebrequin du moteur du véhicule automobile; le volant primaire 10 est de révolution, à section axiale en forme de C, et présente une jupe externe 12 et un moyeu central 13 reliés latéralement par un flasque annulaire 14. La jupe 12 et le moyeu 13 sont de forme annulaire et d'orientation axiale, tandis que le flasque 14 est d'orientation transversale. 1 5 Le volant secondaire 20, également de révolution, est destiné à recevoir un mécanisme d'embrayage, non représenté, et constitue un plateau de réaction adapté à coopérer avec un disque de friction, non représenté, associé audit mécanisme d'embrayage; le volant secondaire 20 est constitué d'un plateau 21 de forme annulaire d'orientation transversale muni à sa périphérie interne d'un manchon 22 s'étendant axialement en direction du flasque 14 du volant primaire 10 dont il entoure le moyeu central 13. Le volant secondaire 20 est ainsi destiné à être lié en rotation de manière débrayable à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses via le mécanisme d'embrayage. Un moyen de roulement 15 est disposé entre le moyeu central 13 du volant primaire 10 et le manchon 22 du volant secondaire 20, et est retenu axialement entre un rebord 50, dirigé vers l'intérieur, du manchon 22 et des butées rapportées fixées sur la face frontale du moyeu 13, ici des rondelles 51 régulièrement réparties circonférentiellement. Des moyens amortisseurs de torsion à action circonférentielle sont disposés cinématiquement entre les volants primaire 10 et secondaire 20. Lesdits moyens amortisseurs comprennent des moyens élastiques 30 à action circonférentielle associés à des moyens de frottement 40 à action axiale. Les moyens élastiques 30 sont constitués par une pluralité de ressorts hélicoïdaux 31, deux groupes de trois ressorts selon l'exemple représenté, attelés en série par des pièces d'attelage 18. Chaque pièce 18 comprend un corps 24 muni à son extrémité interne, c'est-à-dire celle qui est la plus proche de l'axe du double volant lorsqu'elle y est montée, d'une oreille 25 s'étendant circonférentiellement de part et d'autre du corps 24 et percée d'un trou 35 pour le passage d'un rivet 23 servant à la fixation d'un patin antifriction 26 qui recouvre au moins l'extrémité radialement intérieure de l'oreille 25. Le corps 24 de la pièce 18 a une section transversale, c'est-à-dire perpendiculaire à l'axe du double volant, globalement en forme de V; le corps 24 est creusé intérieurement pour définition d'une cavité 38 dont la section transversale est également globalement en forme de V et qui débouche à l'extérieur, d'une part, radialement, par une ouverture rectangulaire 32 et, d'autre part, axialement par deux ouvertures circulaires 33 qui coupent l'ouverture rectangulaire 32 selon une corde inférieure au diamètre du cercle correspondant aux ouvertures 33. De part et d'autre du corps 24 sont définies deux faces ou portées d'appui 27 inclinées, d'orientation globalement radiale, une de chaque côté du corps 24, pour les ressorts 31 et d'o s'étendent deux cornes de calage 29 d'orientation circonférentielle, faisant face à l'oreille 25, et adaptées à être introduites à l'intérieur des spires des ressorts 31; les cornes 29, mieux visibles sur la figure 3, comprennent des bras 66 rattachés au corps 24 par des nervures de raidissement 67 s'étendant vers l'extérieur depuis leur face la plus externe; les bras 66 s'étendent selon des arcs d'un cercle centré sur l'axe du double volant; ainsi, leur face la plus interne est parallèle à la paroi intérieure de la jupe 12 et, dès lors, on est sûr que, sous l'action de la force centrifuge à laquelle ils sont soumis, les ressorts 31, arrêtés par les bras 66, ne viendront pas au contact de ladite jupe 12. Les deux ouvertures circulaires 33, qui embrassent donc un arc supérieur à 180 degrés, définissent des portées cylindriques axiales avec lesquelles coopère à rotation un axe 16 pour un galet 17 de faible diamètre dont le diamètre est suffisamment plus grand que celui qui correspond aux ouvertures 33 en sorte que, lorsque le galet 17 est monté sur l'axe 16 dans la cavité 38 du corps 24 et l'axe 16 est monté par ses extrémités dans les ouvertures 33, le galet 17 fait saillie par rapport à l'ouverture rectangulaire 32 d'extrémité du corps 24. Avantageusement, des bagues antifriction 28 sont interposées entre les parois axiales des ouvertures 33 et les extrémités de l'axe 16 qu'elles reçoivent. Quoi qu'il en soit, grâce à la disposition ci- dessus, notamment du fait que les ouvertures 33 ne sont pas à contour fermé, l'axe 16 est d'un diamètre relativement grand, ce qui réduit la pression sur les paliers constitués par la face interne des ouvertures 33. L'axe 1 6 peut venir au plus près de la jupe 12, ce qui permet de diminuer la largeur circonférentielle du corps 24 Le flasque annulaire 14 du volant primaire 10 porte, sur sa face interne, sur un rayon inférieur à celui o sont placées les pièces d'attelage 18, deux profilés 34 à section en forme générale de U, fixés par leur âme centrale à l'aide de vis 39 au flasque 14 et s'étendant chacun circonférentiellement sur un peu moins de 180 degrés; I'espace circonférentiel qui sépare les extrémités en regard des deux profilés 34 définit un logement pour deux ressorts hélicoïdaux 52, diamétralement opposés, dont le rôle apparaîtra ci-dessous. Les ressorts 52 peuvent être longs axialement et être implantés radialement le plus près de la jupe 12 grâce à la configuration des corps 24 des pièces 18. Chaque profilé 34 comporte donc deux ailes annulaires d'orientation axiale, l'une interne 36, I'autre externe 37. L'aile externe 37 présente localement un rebord transversal 46 dirigé vers l'extérieur. Le flasque 14 du volant primaire 10 présente en saillie axiale sur sa face interne un cordon annulaire 47 longeant extérieurement l'aile externe 37 des profilés 34 sur une partie de sa longueur axiale en sorte qu'entre l'extrémité libre du cordon 47 qui fait face au rebord 46 et ledit rebord 46 est définie une gorge 48. La gorge 48 reçoit à coulissement circonférentiel l'oreille 25 des pièces d'attelage 18, plus précisément des patins anti-friction 26; par ailleurs, une rainure 49 ménagée à la surface intérieure de la jupe externe 12 du volant primaire 10 reçoit les galets 17. On appréciera que ce guidage externe est réalisé sur un grand diamètre; dès lors, le galet peut être de faible dimension 1 5 et donc de faible encombrement, ce qui conduit également à un corps 24 peu encombrant angulairement permettant ainsi d'allonger les ressorts 52. Selon l'exemple représenté, chaque groupe de ressorts comportant trois ressorts hélicoïdaux 31, il y a donc deux pièces d'attelage 18 par groupe de ressorts. Les deux ressorts 31 placés aux extrémités de chaque groupe de ressorts sont en appui chacun sur les bords d'un étrier 41 à section en forme de U ouvert axialement vers le plateau 21 du volant secondaire 20 et solidarisé au flasque 14 du volant primaire 10 par des rivets 42 par l'intermédiaire de l'âme centrale du U; ledit flasque 14 porte donc deux étriers 41 opposés diamétralement. Le plateau 21 du volant secondaire 20 supporte deux pattes 43 d'entraînement radiales diamétralement opposées solidarisées à la face transversale libre du plateau 21 du volant secondaire 20 tournée vers le flasque 14 du volant primaire 10 par des moyens de fixation 44 tels que des vis, en sorte que lesdites pattes 43 puissent s'étendre axialement à l'intérieur des étriers 41, avantageusement en position médiane dans le sens axial. L'extrémité radiale des pattes 43 à l'aplomb des étriers 41 a des dimensions telles, dans le sens circonférentiel et dans le sens radial, qu'elle s'inscrit à l'intérieur des étriers 41 en sorte qu'au repos, dans la position qui est illustrée par les figures 1 et 2, les spires d'extrémité des ressorts 31 d'extrémité sont en appui sur les bords des étriers 41 et non sur ceux des pattes 43; un jeu circonférentiel existe entre ces spires d'extrémité et les bords latéraux 68 d'appui inclinés, d'orientation radiale, du corps des pattes 43 avec lesquels sont destinés à coopérer circonférentiellement ces spires d'extrémité: ce jeu correspond au fonctionnement du moteur à très faible couple, notamment lorsque la boîte de vitesses est au point mort. Pour le centrage et le maintien radial desdits ressorts 31 d'extrémité en fonctionnement, tel qu'il est décrit ci-dessous, les pattes 43 portent sur leurs bords latéraux 68, qui font face auxdits ressorts, des cornes 45 d'orientation circonférentielle adaptées à pénétrer à l'intérieur des spires desdits ressorts; les cornes 45 ont la même constitution et les mêmes profils que les cornes 29 des pièces d'attelage 18, pour les mêmes raisons que celles expliquées ci- dessus à propos des cornes 29. Les pièces d'attelage 18 sont montées libres en rotation, autour du moyeu central 13 du volant primaire 10, par leur oreille 25 équipée du patin antifriction 26 et leur galet 17; elles sont calées axialement par la gorge 48 et par la rainure 49. Dans l'encombrement intérieur du U de chaque profilé 34, est amené à se déplacer circonférentiellement un élément de butée 53 de fin de course, en forme d'arc de cercle, solidarisé par des vis 168 au plateau 21 du volant secondaire 20 et adapté à coopérer, par ses extrémités, en butée avec des rondelles ou coupelles 54 placées entre des ressorts 52 hélicoïdaux et les extrémités des profilés 34; cette coopération conduit à la compression des ressorts 52, dans un sens ou dans l'autre, en fin de course angulaire relative des volants primaire 10 et secondaire 20, et amortit cette fin de course. Les moyens de frottement 40 à action axiale sont disposés de manière habituelle en intervenant entre les volants primaire 10 et secondaire 20. Les moyens de frottement 40 comprennent ici un voile 154, monté tournant autour du moyeu 13, entraîné en rotation par le volant secondaire 20 grâce à deux pattes radiales 55 qu'il présente, dont une seule est visible sur la figure 2 et qui sont diamétralement opposées, ces deux pattes 55 coopérant avec les bords d'une échancrure 56 prévue dans l'aile interne de chaque élément de butée 53 à section en forme de U. De part et d'autre du voile 154 sont prévues des rondelles de frottement 57 associées à des rondelles d'application 58 solidaires en rotation du moyeu 13 du volant primaire 10 grâce à des pattes radiales 59 qu'elles présentent et qui coopèrent avec des gorges axiales du moyeu 13. 1 5 Les rondelles 57 peuvent être montées libres ou être fixées par exemple par collage aux rondelles 58 ou au voile 154. L'ensemble est déplaçable axialement sous la sollicitation d'une rondelle élastique 60, en étant placé, comme connu en soi, entre une portée transversale du moyeu 13 et un circlips calant axialement le moyen de roulement 15, par exemple un roulement à billes. Les moyens de frottement 40 peuvent être réalisés autrement; ainsi, selon la figure 6, le rebord 50 du manchon 22 du volant secondaire 20 est prolongé vers l'axe du double volant et est muni d'une échancrure 61 qui reçoit une patte axiale 62 du voile 154 pour son entraînement en rotation par le volant secondaire 20, tandis que l'aile interne du profilé 34 est prolongée vers l'intérieur par un rebord transversal 63 et est munie d'une ouverture 64 recevant des pattes transversales des rondelles d'application 58 pour leur entraînement en rotation par le volant primaire 10; le rebord 63 constitue, lorsque l'ensemble est monté, une butée axiale coopérant avec la rondelle d'application 58 placée côté volant secondaire. On appréciera que les moyens de frottement selon les figures 1 ou 6 mettent à profit l'espace disponible existant entre les volants primaire 10 et secondaire 20, radialement en dessous des ressorts 52 et axialement au droit de ceux-ci. Selon la figure 7, les moyens de frottement 40 sont du type classique, par exemple à cassette placée à l'extérieur de l'espace disponible entre les deux volants 10, 20 et fixée sur le volant secondaire 20, tels que ceux qui sont décrits dans la demande de brevet français déposée le 4 Mai 1995 sous le numéro 95 05332 et, pour cette raison, ne seront pas détaillés ici. Le fonctionnement du double volant amortisseur selon l'invention découle de la description qui vient d'être faite. Lorsque les volants primaire 10 et secondaire 20 ont un mouvement de rotation l'un par rapport à l'autre, les ressorts 31 d'un même groupe de ressorts se compriment en série: la figure 5 montre une telle position o lesdits ressorts 31 sont comprimés; sur cette figure, le volant primaire occupe la même position qu'il a sur la figure 2, tandis que le volant secondaire 20 a tourné, par rapport au volant primaire 10, dans le sens anti- horaire relativement à la figure, d'un angle d'environ quarante degrés. Les ressorts 52 limitent le mouvement relatif entre les deux volants 10, 20. Comme on le voit, grâce aux pièces d'attelage 18, non seulement les ressorts 31, de grande longueur, se compriment en série, mais de plus lesdites pièces 18 réalisent pour lesdits ressorts 31 un bon appui dans le sens circonférentiel et une bonne protection contre la force centrifuge par leurs cornes de calage 29. Il en est de même des pattes 43 qui réalisent par leurs bords latéraux 68 un bon appui circonférentiel pour les ressorts 31 et une bonne protection contre la force centrifugre par leur corne de calage 45. Bien entendu, comme connu en soi, l'action des moyens de frottement accompagne celle des moyens élastiques 30 lors du débattement angulaire relatif des volants primaire 10 et secondaire 20. Grâce à l'invention, il est possible d'obtenir un grand débattement angulaire relatif entre les volants 10, 20 sans avoir à lubrifier les ressorts 31. En outre, grâce aux cornes de calage 29, aucun contact ne se produira entre les ressorts 31 et la périphérie interne de la jupe annulaire 12 externe, d'orientation axiale, du volant primaire 10, et ce malgré l'action exercée par la force centrifuge sur les ressorts 31. La présence de pièce de protection de l'usure des ressorts n'est pas nécessaire, ce qui est économique. De plus, les volants 10, 20 ont une forme simple et sont robustes. Ici, ils sont en matière moulable, telle que la fonte, en sorte que leur fabrication est peu coûteuse. Grâce aux pièces d'attelage 18 et aux pattes d'entraînement 43, on obtient des portées d'appui et de calage de grande épaisseur pour les ressorts 31; il n'y a donc pas à prévoir de coupelles pour les ressorts. En outre, on tire parti de l'espace axial disponible entre les deux 1 5 masses. On appréciera, du fait de la présence des cavités 38, que l'on peut remplir celles-ci de graisse pour lubrifier les galets 17. REVENDICATIONS 1. Double volant amortisseur, pour véhicule automobile, du genre comportant un volant primaire (10) destiné à être relié au vilebrequin du moteur du véhicule, un volant secondaire (20) destiné à recevoir un mécanisme d'embrayage, des moyens amortisseurs de torsion à action circonférentielle étant disposés cinématiquement entre les volants primaire (10) et secondaire (20), lesdits moyens amortisseurs comprenant des moyens élastiques (30) à action circonférentielle associés à des moyens de frottement (40), lesdits moyens élastiques (30) étant constitués d'au moins un groupe de ressort (31) agissant en série par l'intermédiaire de pièces d'attelage (18) munies de galets (17) adaptés à rouler sur la surface intérieure d'une jupe externe (12) du volant primaire (10), caractérisé par le fait que les pièces d'attelage (18) portent des cornes de calage (29) pour lesdits ressorts (31) qui s'étendent, depuis des portées d'appui (27), à l'intérieur des ressorts (31). 2. Double volant amortisseur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque pièce d'attelage (18) est montée libre en rotation autour de l'axe du double volant tout en étant guidée. 3. Double volant amortisseur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que chaque pièce d'attelage (18) comprend un corps (24) de part et d'autre duquel sont définies deux portées d'appui (27) pour les ressorts (31), ledit corps (24) étant creusé d'une cavité (38) qui débouche à l'extérieur, d'une part, radialement (32) et, d'autre part, axialement (33), le galet (17) étant logé dans la cavité (38) d'o il fait saillie radialement. 4. Double volant amortisseur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le galet (17) est reçu dans une rainure (49) ménagée à la surface intérieure de la jupe externe (12). 5. Double volant amortisseur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que chaque pièce d'attelage (18) comporte, à son extrémité interne, une oreille (25) reçue dans une gorge (48) du volant primaire (10). 6. Double volant amortisseur selon la revendication 3 à 5, caractérisé par le fait que chaque corne de calage (29) comporte un bras (66) s'étendant selon un arc d'un cercle centré sur l'axe du double volant. 7. Double volant amortisseur selon la revendication 6, caractérisé par le fait que chaque bras (66) est rattaché au corps (24) par une nervure de raidissement (67) s'étendant vers l'extérieur depuis la face la plus externe de chaque bras (66). 8. Double volant amortisseur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que les ressorts placés aux extrémités dudit groupe de ressorts (31) sont en appui, au repos, chacun sur un étrier (41) à section en forme de U solidarisé au volant primaire (10). 9. Double volant amortisseur selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le volant secondaire (20) supporte au moins une patte d'entraînement (43) s'étendant transversalement à l'intérieur dudit étrier (41). 10. Double volant amortisseur selon la revendication 9, caractérisé par le fait que la patte d'entraînement (43) est munie d'au moins une corne de calage (45). 11. Double volant amortisseur selon la revendication 10, caractérisé par le fait que la corne de calage (45) de la patte d'entraînement (43) est identique à celle (29) de la pièce d'attelage (18). 12. Double volant amortisseur selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que au moins un élément de butée (53) de fin de course, solidaire du volant secondaire (20), est adapté à coopérer, en fin de course relative des volants primaire (10) et secondaire (20), avec au moins un ressort (52) de butée porté par le volant primaire (10). 13. Double volant amortisseur selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé par le fait que chaque groupe de ressorts comprend au moins trois ressorts (31), au moins deux pièces d'attelage (18) étant prévues. 14. Double volant amortisseur selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé par le fait que deux groupes de ressorts sont prévus. 15. Double volant amortisseur selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait que le volant primaire (10) présente un moyeu central (13) et le volant secondaire (20) un manchon (22) entourant ledit moyeu central (13), un moyen de roulement (15) étant disposé entre le moyeu central (13) et le manchon (22).