Brevet FR2758868A1 — publié le 19980731

Etat de la technique L'invention concerne un amortisseur d'oscilla- tions de torsion avec un amortisseur d'oscillations de tor- sion avec un certain nombre d'éléments de transmission qui peuvent tourner les uns par rapport aux autres autour d'un axe commun, un mouvement, imprimé à l'un des éléments de transmission, pouvant être imprimé au moyen d'un dispositif de couplage qui vient en prise au moyen d'au moins un organe de couplage de façon articulée sur l'un des éléments de transmission, sur l'un des autres éléments de transmission. On connaît par le document DE 42 00 174 Al un amortisseur d'oscillations de torsion avec deux éléments de transmission qui peuvent tourner l'un par rapport à l'autre autour d'un axe de rotation commun, un mouvement imprimé à l'un des éléments de transmission pouvant être imprimé res- pectivement à l'autre élément de transmission au moyen d'un dispositif de couplage. Le dispositif de couplage présente un organe de couplage qui est disposé de façon articulée sur l'élément de transmission, situé du côté de l'entraînement, et qui vient en prise au moyen d'une articulation sur une masse qui de son côté est reliée de façon articulée à l'élé- ment de transmission situé du côté mené. Dans le cas des amortisseurs d'oscillations de torsion avec un dispositif de ce type, affecté par une masse, entre les éléments de transmission la position momentanée des différents éléments du dispositif de couplage les uns par rapport aux autres est essentiellement fonction de la force centrifuge due à la vitesse de rotation ainsi que de l'inten- sité des oscillations de torsion qui sont imprimées, la force centrifuge essayant de tirer les éléments individuels radia- lement vers l'extérieur, tandis que les oscillations de tor- sion veulent provoquer un déploiement de ces éléments à partir de leur position centrale stable dans le sens périphé- rique. Plus la vitesse de rotation est dans ce cas élevée, plus la force centrifuge est grande, de telle sorte que l'on a l'impression que le dispositif de couplage est plus rigide aux vitesses de rotation élevées qu'aux vitesses de rotation basses. De cette façon un tel amortisseur d'oscillations de torsion ne pose pas de problèmes en ce qui concerne ses fré- quences propres et convient en conséquence très bien à l'amortissement d'oscillations de torsion qui se produisent dans des véhicules à moteur avec des moteurs à combustion in- terne en dessous de 1 000 tours par minute. Par rapport à cet avantage on a en revanche l'inconvénient que le dispositif de couplage lui-même réagit avec relativement beaucoup d'inertie du fait de l'utilisation des éléments individuels, affectés d'une masse, s'alignant du fait de la force centrifuge. En outre un dispositif de couplage de ce type est sensible par rapport aux mouvements de nutation des deux éléments de transmission l'un par rapport à l'autre, car les mouvements de nutation ont pour conséquence des coincements dans la zone de l'articulation qui relie l'organe de couplage à la masse, ce qui provoque une usure sur cette articulation. On a en ou- tre l'inconvénient que l'organe de couplage et la masse peu- vent prendre deux positions finales différentes l'un par rapport à l'autre, de telle sorte qu'entre les deux éléments de transmission il n'y a pas de position relative définie de façon univoque. Dans le document DE 36 30 Ai il est décrit un amortisseur d'oscillations de torsion qui présente en vérité également deux éléments de transmission qui peuvent tourner l'un par rapport à l'autre autour d'un axe de rotation com- mun, amortisseur dans lequel le dispositif de couplage qui sert à transmettre un mouvement imprimé à l'un des éléments de transmission est formé par ailleurs par des ressorts qui sont en liaison opérationnelle avec les deux éléments de transmission. Un dispositif de couplage de ce type fonctionne avec relativement peu d'inertie, mais il est relativement cher et il a l'inconvénient essentiel qu'en choisissant la raideur des ressorts on définit aussi à l'avance la fréquence propre de l'amortisseur d'oscillations de torsion. Ceci pro- voquera à des vitesses de rotation déterminées dans le véhi- cule à moteur recevant l'amortisseur d'oscillations de torsion au moins une diminution de confort, mais peut dans la cas le plus défavorable conduire aussi à un endommagement ou même à la destruction de cet amortisseur d'oscillations de torsion. L'invention a pour objet de constituer un amor- tisseur d'oscillations de torsion de telle sorte que l'on peut modifier la raideur de son dispositif de couplage entre les éléments de transmission en fonction de paramètres, mais qu'il est aussi en même temps une faible inertie et n'est pas sensible aux mouvements de nutation. On résout ce problème par un amortisseur d'os- cillations de torsion caractérisé en ce que au dispositif de couplage est associé dans l'autre élément de transmission au moins une voie de guidage le long de laquelle l'un des orga- nes baladeurs qui est relié à l'organe de couplage peut être guidé sur l'élément de transmission pour initier un mouvement avec une composante dans le sens périphérique. Grâce à la constitution du dispositif de couplage avec un organe de couplage qui est relié à un organe bala- deur, on réalise un amortisseur d'oscillations de torsion, dans lequel l'organe de couplage et l'organe baladeur, sous l'action de la force centrifuge lors de la rotation des élé- ments de transmission s'orientent radialement vers l'exté- rieur dans la zone de la voie de guidage correspondante. Dans ce cas la position respective de déploiement de l'organe de couplage par rapport à une articulation de celui-ci sur l'un des éléments de transmission et la position de l'organe bala- deur dans la zone de la voie de guidage correspondante, vu dans le sens périphérique, est fonction outre de la force centrifuge, aussi de l'intensité des oscillations de torsion introduites, la force centrifuge essayant de faire tourner l'organe de couplage autour de l'articulation sur l'élément de transmission de telle sorte que l'organe baladeur se dé- place radialement vers l'extérieur, alors que les oscilla- tions de torsion veulent provoquer un mouvement de l'organe de couplage et de l'organe baladeur dans le sens respective- ment opposé. Plus dans ce cas la force centrifuge est élevée du fait de la vitesse de rotation croissante, plus les orga- nes du dispositif de couplage s'opposent de façon persistante à un déploiement à partir de leur position radiale de départ, le dispositif de couplage développant de cette façon le com- portement d'une raideur de ressort croissant avec la vitesse de rotation croissante sur les éléments de transmission. "La raideur des ressorts" est conditionnée par cela aux vitesses de rotation basses sur les éléments de transmission, et elle est très faible sur le moteur à combustion interne à entraî- ner, de telle façon que l'on peut amortir aussi des fréquen- ces basses, de façon remarquable, par exemple en dessous de 1 000 tours par minute, en particulier du fait que l'amortis- seur d'oscillations de torsion ne présente pas de fréquence propre. On peut même obtenir au moyen d'un rayon constant sur la voie de guidage une valeur c de 0 Nm/ dans une zone angu- laire définie. Cette propriété avantageuse provient, comme on a comme masse uniquement l'organe de couplage avec l'organe de poussée qui vient en prise dessus, d'un mode d'action à faible inertie du dispositif de couplage, de telle sorte que la "raideur de ressort" peut s'adapter très vite à des condi- tions de fonctionnement modifiées. Pour optimiser le mode de découplage et/ou pour protéger le composant on peut avoir entre les éléments de transmission des systèmes additionnels d'amortissement / frottement qui soient opérationnels (par exemple frottement de Coulomb et / ou amortissement de liquide). Dans le cas o l'on a une étanchéité appropriée l'amortisseur d'oscillations de torsion peut être rempli en partie au moins d'un agent de lubrification, par exemple d'une graisse, pour augmenter sa durée de vie et pour le protéger de la destruction. Comme il est prévu, en dehors de l'organe de cou- plage, encore au moins une voie de guidage correspondant à l'organe baladeur, de dispositif de couplage est facile à fa- briquer, car la voie de guidage peut être par exemple réali- sée par estampage à partir de l'élément de transmission ou peut être imprimée dans cet élément et ce dispositif de cou- plage favorise un mode de construction compact dans le sens axial, lors du déroulement de la voie de guidage sensiblement dans le sens périphérique mais aussi un mode de réalisation compacte dans le sens radial. En définissant au préalable le jeu avec lequel l'organe baladeur peut se déplacer sur ou dans la voie de guidage, on peu compenser en outre de façon remarquable des mouvements de nutation entre l'élément de transmission situé du côté de l'entraînement et l'élément de transmission situé du côté mené, de telle sorte que le dispo- sitif de couplage fonctionne avec des pertes par frottement relativement faibles et une résistance à l'usure élevée. Suivant d'autres caractéristiques de l'inven- tion: * la piste de guidage présente sur au moins une partie de sa longueur un parcours dans une direction qui dispose d'au moins une composante dans le sens radial, * le dispositif de couplage à présente un deuxième organe de couplage (qui présente également comme le premier organe de couplage une articulation sur l'élément de transmission prévu pour cela, et * son organe baladeur peut se déplacer avec un décalage ra- dial par rapport à l'articulation le long d'une voie de guidage sur l'autre élément de transmission, ce décalage radial se trouvant par rapport à un décalage radial du pre- mier organe baladeur, par rapport à son articulation, sur le côté radial opposé. La présente invention va être décrite ci-après plus en détail à partir d'un mode de réalisation, représenté sur les dessins annexés, *sur lesquels: - la figure 1 montre la moitié supérieure d'un amortisseur d'oscillations de torsion avec un organe de cou- plage et avec un organe baladeur venant en prise dans une voie de guidage, la coupe se déroulant le long d'une ligne I- I de la figure 2, - la figure 2 montre une coupe selon la ligne II- II à la figure 1, - la figure 3 montre un dessin de la voie de gui- dage tiré de la figure 2 avec des butées reçues dans la voie de guidage pour l'organe baladeur, - la figure 4 montre la même chose que la figure 2, mais avec un second organe de couplage et un second organe baladeur ainsi qu'une seconde voie de guidage. Comme le montre la figure 1 on fixe sur un arbre de vilebrequin 1 d'un moteur à combustion interne au moyen d'éléments de fixation schématisés sous la forme d'une ligne en traits et points un élément de transmission 2, situé du côté de l'entraînement qui présente un flanc primaire 3 s'étendant radialement vers l'extérieur, et qui se transforme dans la zone périphérique en un appendice axial 4 qui va en s'écartant de l'arbre de vilebrequin 1.L'appendice axial 4 est prévu pour recevoir une couronne dentée 5 qui est mise en liaison opérationnelle avec un pignon de démarreur non repre- senté. Sur le flanc primaire 3 il est prévu dans la zone ra- dialement intérieure un moyeu primaire 7 qui est maintenu également par les éléments de fixation 33 et qui sert à rece- voir une monture 8 qui se compose d'un palier lisse radial 10 et d'un palier lisse axial 11. Au moyen de la monture 8 on guide un élément de transmission 12, situé du côté mené de façon à ce qu'il puisse tourner par rapport à l'élément de transmission 2, situé du côté de l'entraînement. Cet élément de transmission porte d'une manière habituelle et qu'en con- séquence l'on n'a pas représentée le boîtier du couplage avec l'accouplement à friction qui permet un processus d'embrayage et de débrayage. On a prévu dans le flanc primaire de l'élément de transmission 2, situé du-côté de l'entraînement, au moins un évidement 25 servant à recevoir respectivement un tenon 13 qui reçoit au moyen d'une douille 14 un bras oscillant 15, de façon à ce qu'il puisse pivoter, ce dernier en tant qu'organe de couplage 16 étant opérationnel entre les deux éléments de transmission 2 et 12 et pouvant pivoter autour du tenon 13 et de la douille 14 qui servent d'articulation 50. L'organe de couplage 16 reçoit, comme on peut le voir mieux en particu- lier à partir de la figure 2, à l'extrémité opposée un tenon 18 qui est entouré par un manchon 19 et qui sert d'organe ba- ladeur 20 qui est guidé dans un renfoncement 22 de l'élément de transmission 12 situé du côté mené, ce renfoncement qui peut être fabriqué par exemple par poinçonnage, sert de voie de guidage 24 pour le dispositif de couplage 30 qui présente l'organe de couplage 16 et l'organe baladeur 20. L'élément de transmission 12 qui est situé du cô- té mené, vient en prise au moyen d'un moyeu secondaire 36 dans la monture 8. De cette façon cet élément de transmission est guidé également comme l'élément de transmission 2, men- tionné précédemment qui est situé du côté de l'entraînement, de façon à pouvoir tourner autour d'un axe central 34. Le mode de fonctionnement du dispositif de cou- plage est le suivant: Quand la vitesse de rotation des éléments de transmission 2, 12 augmente l'organe de couplage 16 se déploie, en partant de la figure 2, dans le sens contraire des aiguilles d'une montre, l'organe baladeur 20 se dirige de cette façon radialement vers l'extérieur. De ce fait en fonc- tion du parcours de la voie de guidage 24 on peut avoir un15 déploiement relatif de l'élément de transmission 2 qui est situé du côté de l'entraînement, par rapport à l'élément de transmission 12 qui est situé du coté mené. A partir d'une vitesse de rotation déterminée, les deux éléments de trans- mission 2, 12 prennent une position de rotation relative l'un par rapport à l'autre qui est déterminée, dans laquelle l'or- gane de couplage 16 se trouve dans une position de rotation autour de l'articulation 50, dans laquelle l'organe baladeur repose à l'endroit radialement le plus à l'extérieur de la voie de guidage 24. Les oscillations de torsion qui sont in- troduites au moyen de l'arbre du vilebrequin 1 provoquent un déploiement de l'organe baladeur à partir de cet endroit de la voie de guidage, la direction du déploiement étant prédé- finie par le sens d'actionnement de l'oscillation de torsion, tandis que la facilité du déploiement est fonction de la vi- tesse de rotation respective des éléments de transmission, et de leurs masses, de leurs moments d'inertie et de leur formes géométriques, ce qui s'explique de la manière suivante: Quand la vitesse de rotation augmente la force centrifuge augmente aussi, cette force pressant l'organe baladeur à l'endroit ra- dialement le plus à l'extérieur de la voie de guidage. Du fait de cette pression la force d'inertie de l'organe bala- deur augmente dans cette position quand la vitesse de rota- tion augmente et de cette façon la force d'inertie aussi de l'organe de couplage 16, de telle sorte que le comportement tout entier de l'amortisseur d'oscillations de torsion se mo- difie comme si la raideur d'un ressort contenu dans le dispo- sitif de couplage 30 augmentait quand la vitesse de rotation augmente. Le comportement est inverse dans le cas o la vi- tesse de rotation décroît. Lors de l'arrêt du moteur à combustion interne l'organe baladeur 20, du fait de la pesanteur et / ou en fonction des oscillations de torsion, est tiré de la position radialement la plus à l'extérieur de la voie de guidage 24 et il vient de préférence à l'arrêt dans l'une des deux posi- tions finales radialement intérieures de la voie de guidage 24, lors du parcours sensiblement en ligne droite de la voie de guidage avec par contre une composante dans le sens radial dans une position finale définie de façon univoque et de cette façon une position relative définie, correspondante, des éléments de transmission. Pour permettre l'arrivée dans les positions terminales si possible sans choc, la voie de guidage est pourvue selon la figure 3 dans la zone de ses ex- trémités situées du côté périphérique, respectivement de bu- tées 32 qui sont de préférence en un matériau élastique. Lors d'une remise en route du moteur à combustion interne, l'organe baladeur 20 se met de la manière déjà dé- crite dans la position radialement la plus à l'extérieur de la voie de guidage 24 et l'organe de guidage 16 se déploie dans ce cas de façon correspondante. La figure 4 montre une autre forme de réalisation de l'amortisseur d'oscillations de torsion, dans laquelle il est prévu un second bras oscillant 38 qui sert d'organe de couplage 40 entre les éléments de transmission 2 et 12, et également est monté de façon à pouvoir pivoter autour de l'articulation 50. Pour cela il y a uniquement à prolonger par rapport au mode de réalisation selon la figure 1 le tenon 13 ainsi que le manchon 14 dans le sens axial de façon cor- respondante. Sur l'organe de couplage 40 il est prévu à son extrémité libre un tenon 42 qui est entouré par une douille 44 et forme un organe baladeur 45 qui coopère avec une deuxième voie de guidage 48 dans l'élément de transmission 12 qui est situé du côté mené. Cette voie de guidage est aussi constituée sous la forme d'un renfoncement 46. Dans le cas de ce mode de réalisation de l'amor- tisseur d'oscillations de torsion il est particulièrement im- portant que l'un des organes baladeurs, à savoir le premier organe baladeur 20 se trouve radialement en dehors du rayon sur lequel est prévue l'articulation 50 des organes de cou- plage 16, 40, tandis que le second organe baladeur 45 se trouve radialement à l'intérieur de ce rayon. En liaison avec cette mesure de construction et les différents parcours des voies de guidage 24 et 48, le dispositif de couplage 30 pré- sente de cette façon deux organes de couplage et deux organes baladeurs qui fonctionnent selon des courbes caractéristiques différentes avec des fractions d'énergie différentes. Grâce à un parcours de la voie de guidage 48 avec un rayon constant sur au moins une partie de sa longueur, on arrive à ce que l'action de l'organe de couplage additionnel soit très faible sur la zone correspondante. En quittant cette zone au moyen de l'organe de couplage 40 on peut obte- nir un effet comparable à l'addition d'une autre masse. NOMENCLATURE DES REFERENCES 1 Arbre de vilebrequin 2 Elément de transmission, situé du côté de l'entraînement 3 Flanc primaire 4 Appendice axial Couronne dentée 7 Moyeu primaire 8 Monture 10 Palier lisse radial 11 Palier lisse axial 12 Elément de transmission, situé du côté mené 13 Tenon 14 Manchon 15 Bras oscillant 16 Organe de couplage 18 Tenon 19 Douille Organe baladeur 22 Renfoncement 24 Voie de guidage Evidement Dispositif de couplage 32 Butées 33 Eléments de fixation 34 Axe central 36 Moyeu secondaire 38 Deuxième bras oscillant Deuxième organe de couplage 42 Deuxième tenon 44 Deuxième douille Organe baladeur R E V E N D I C A T IONS 1 ) Amortisseur d'oscillations de torsion avec un certain nombre d'éléments de transmission qui peuvent tourner les uns par rapport aux autres autour d'un axe commun, un mouvement,5 imprimé à l'un des éléments de transmission, pouvant être im- primé au moyen d'un dispositif de couplage qui vient en prise au moyen d'au moins un organe de couplage de façon articulée sur l'un des éléments de transmission, sur l'un des autres éléments de transmission, caractérisé en ce que au dispositif de couplage (30) est associé dans l'autre élé- ment de transmission (12) au moins une voie de guidage (24; 48) le long de laquelle l'un des organes baladeurs (20; 45) qui est relié à l'organe de couplage (16; 40) peut être guidé sur l'élément de transmission (12) pour initier un mouvement avec une composante dans le sens périphérique. 2 ) Amortisseur d'oscillations de torsion selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que la piste de guidage (24; 48) présente sur au moins une partie de sa longueur un parcours dans une direction qui dispose d'au moins une composante dans le sens radial. 3 ) Amortisseur d'oscillations de torsion selon la revendica- tion 1 ou 2, caractérisé en ce que * le dispositif de couplage (30)à présente un deuxième organe de couplage (40) qui présente également comme le premier organe de couplage (16) une articulation (50) sur l'élément de transmission (2), prévu pour cela, et * son organe baladeur (45) peut se déplacer avec un décalage radial par rapport à l'articulation (50) le long d'une voie de guidage (48) sur l'autre élément de transmission (12), ce décalage radial se trouvant par rapport à un décalage radial du premier organe baladeur (20), par rapport à son articulation, sur le côté radial oppose.