Brevet FR2784154A1 — publié le 20000407

La présente invention concerne un amortisseur d'oscillations de torsion comportant un élément amortisseur du côté de l'entrée et un élément amortisseur du côté de la sortie, susceptible de tourner par rapport à celui du côté de l'entrée, ces deux éléments amortisseurs étant reliés l'un à l'autre par l'intermédiaire d'accumulateurs d'énergie, au moins une partie de ceux-ci se trouvant dans une chambre au moins partiellement remplie d'un liquide visqueux, la chambre étant protégée par au moins un joint contre la perte de li- quide visqueux, et au moins une cavité est prévue dans au moins un élément amortisseur qui est adjacent au joint cor- respondant et assure les fonctions de refroidissement ou de montage. Selon le document DE 196 20 698 Al, on connaît un amortisseur d'oscillations de torsion comportant un élément amortisseur fixé du côté de l'entraînement au moyen d'entraînement par exemple le vilebrequin d'un moteur à com- bustion interne et ayant en sortie un élément amortisseur pouvant tourner par rapport à l'élément amortisseur d'entrée; les deux éléments amortisseurs sont reliés par des accumulateurs d'énergie. Les accumulateurs d'énergie sont lo- gés dans une chambre au moins en partie remplie d'un liquide visqueux et ayant des joints d'étanchéité pour éviter la perte de liquide visqueux. Un premier joint se situe axiale- ment entre un disque de moyeu d'élément amortisseur du côté de la sortie et une tôle d'étanchéité pénétrant radialement à l'intérieur et qui est fixée à l'élément amortisseur du côté de l'entrée. Un second joint est prévu radialement plus à l'intérieur; il est constitué par un palier axial maintenu en appui contre le disque de moyeu de l'élément amortisseur du côté de la sortie par un organe d'écartement fixé sur l'élément amortisseur d'entrée, cet organe d'écartement étant prévu entre les deux éléments amortisseurs. Les deux joints ont en commun que chacun délimite une cavité et à la fois la cavité associée au joint radial extérieur passe comme inter- valle entre la plaque d'étanchéité de l'élément amortisseur d'entrée et une masse d'inertie d'éléments amortisseurs de sortie, dirigée radialement vers l'extérieur. Cette cavité doit permettre d'assurer la mobilité relative des éléments amortisseurs ainsi que des mouvements de nutation et dans de tels amortisseurs d'oscillations de torsion, cette cavité est également utilisée souvent pour conduire de l'air de refroidissement arrivant radialement à l'intérieur pour le faire échapper radialement vers l'exté- rieur en constituant ainsi un passage d'air. Un tel passage d'air avec des guides d'air correspondants est par exemple décrit dans le document DE 41 27 438 CI. En retour sur le document DE 196 20 698 Al, la cavité associée au joint radial intérieur sert au passage des moyens de fixation pour relier l'élément amortisseur d'entrée au vilebrequin du moteur. A cette cavité est associé un ori- fice de montage dans le disque de moyeu. Un tel amortisseur d'oscillations de torsion est usuellement logé à l'intérieur d'un carter de boîte de vites- ses, mais il n'est pas exclu que de la poussière et des pro- jections d'eau y pénètrent et arrivent par les cavités décrites ci-dessus après passage des joints jusque dans la chambre remplie de liquide visqueux. Cela peut endommager les pièces logées dans cette chambre par exemple par la poussière de pièces se déplaçant les unes par rapport aux autres, la poussière avec le liquide visqueux ayant un effet abrasif. La présente invention a pour but de développer un amortisseur d'oscillations de torsion évitant la pénétration de poussière et de projections d'eau dans la chambre remplie de liquide visqueux. A cet effet, l'invention concerne un amortisseur d'oscillations de torsion du type défini ci-dessus, caracté- risé en ce que le joint comporte sur la face opposée à la chambre, un recouvrement entourant le joint, ce recouvrement étant prévu sur un élément d'amortissement dans la zone d'extension de la cavité respective et arrive sous la forme d'un joint labyrinthe jusqu'au niveau de l'intervalle avec chaque autre élément amortisseur. Pour compléter chaque joint sur son côté non tourné vers la chambre avec un recouvrement qui entoure le joint, dans la zone d'extension de la cavité respective et sous la forme d'un joint labyrinthe, en coupant la largeur de l'intervalle pour arriver jusqu'à l'autre élément amortis- seur, on réalise une protection des joints vis-à-vis de la cavité ouverte vers l'extérieur. Ainsi, les particules de poussière et les projections d'eau aspirées par la rotation de l'amortisseur d'oscillations de torsion, au moins dans une cavité, passent par-dessus le recouvrement du joint et ne pé- nètrent pas à travers le joint dans la chambre remplie de li- quide visqueux. Au lieu de cela, le recouvrement respectif est avantageusement réalisé pour que l'air chargé de particu- les de poussière et de projections d'eau soit de nouveau re- jeté de la cavité pour éviter toute accumulation de saletés à l'intérieur de la cavité. Une solution avantageuse pour évacuer l'air chargé, con- siste à munir le recouvrement au niveau de son côté tourné vers la ca- vité, d'un moyen de guidage d'écoulement pour l'air; ce moyen de guidage est avantageusement muni d'une surface de guidage conduisant radialement vers l'extérieur car, du fait de la rotation, il s'établira une différence de pression de l'intérieur vers l'extérieur dans la direction radiale, et cette différence de pression favorise l'aspiration de l'air dévié par la surface de guidage. Ce guidage peut également être axial. L'invention concerne des modes de réalisation avantageux d'un tel recouvrement et dans le cas d'un joint, le recouvrement est prévu dans la zone radialement à l'extérieur en étant fixé avantageusement sur l'un des deux éléments amortisseurs; ce recouvrement consiste en une pla- que de recouvrement venant avec au moins sa surface de gui- dage dans la zone d'extension d'un passage d'air conduisant radialement à l'extérieur. Par le guide ou moyen de guidage d'air, l'air qui pénètre et contient des saletés est guidé le long de la plaque de recouvrement et ainsi par-dessus le joint correspondant dans le guide d'air dans lequel sous l'effet de la différence de pression qui s'y établit lors de la rotation de l'amortisseur d'oscillations de torsion, est de nouveau évacué radialement vers l'extérieur. Le recouvre- ment de la cavité recevant les moyens de fixation des amor- tisseurs d'oscillations de torsion est au contraire réalisé préférentiellement sur une pièce déjà existante comme par exemple un organe d'écartement et cela sous la forme d'une lèvre de recouvrement du joint; cette lèvre fonctionne comme partie de la surface de guidage du recouvrement servant à guider l'écoulement. L'air aspiré dans la cavité est de nou- veau conduit vers l'extérieur le long de cette lèvre de re- couvrement et une extension radiale de la surface de guidage dans la direction de sortie, favorise l'évacuation de l'air chargé. Dans les recouvrements du joint respectif, du fait de la réalisation sous la forme d'un joint labyrinthe, on évite tout frottement supplémentaire dans l'amortisseur d'oscillations de torsion qui réduirait les caractéristiques de découplage et augmenterait l'usure. Grâce à la fonction de S15 protection supplémentaire de la chambre remplie de liquide visqueux, il n'y aura ainsi aucune contrepartie négative. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté schématiquement dans les dessins annexés dans les- quels: - la figure 1 est une coupe longitudinale d'une demie vue axiale d'un amortisseur d'oscillations de torsion avec un recouvrement au niveau d'un joint, - la figure 2 est une vue de détail à échelle agrandie de la zone des recouvrements. La figure 1 montre un moyen d'entraînement 1 sous la forme de l'extrémité libre d'un vilebrequin 3 d'un moteur à combustion interne. Sur une bride d'arbre 5, on a fixé par un moyen de fixation 7, une bride radiale 6 tournée vers l'extérieur et faisant partie d'un amortisseur d'oscillations de torsion; cette bride radiale 6 rejoint extérieurement une paroi périphérique 9. Cette paroi porte une couronne dentée 11 pour engrener avec le pignon d'un démarreur non représen- té, ainsi qu'une masse complémentaire 13. La paroi périphéri- que 9 est en outre reliée solidairement à une plaque d'étanchéité 15 dirigée vers l'intérieur. Cette plaque forme avec la bride radiale 6 la limite d'une chambre 17 au moins partiellement remplie d'un liquide visqueux. La chambre 17 reçoit une installation d'amortissement 19 comprenant des éléments élastiques 21 s'étendant dans la direction périphé- rique; les éléments élastiques s'appuient radialement vers l'extérieur sur des éléments coulissants 23 eux-mêmes guidés dans la face radiale intérieure de la paroi périphérique 9. La commande des éléments élastiques 21 dans la direction pé- riphérique se fait à l'aide de moyens de commande 25 situés du côté de l'entraînement; ces moyens sont prévus sur les faces de la bride radiale 6 et de la plaque d'étanchéité 15 tournées chaque fois vers la chambre 17. Les éléments élasti- ques 21 s'appuient par leurs extrémités opposées dans la di- rection périphérique contre un moyen de commande de sortie 27 formé par des doigts venant radialement en saillie et appar- tenant à un disque de moyeu 29. Comme le montre à échelle agrandie la figure 2, le disque de moyeu 29 sert dans sa partie radiale médiane à l'appui d'un ressort axial 31, s'appuyant par ailleurs sur la face axiale de la plaque d'étanchéité 15. Ce ressort axial 31 constitue le premier joint 33 pour la chambre 17. Radialement à l'intérieur de ce joint 33, le disque 29 est fixé par des rivets 35 à une masse d'inertie 37. Cette masse délimite avec la plaque d'étanchéité 15, un passage d'air 39 dirigé radia- lement vers l'extérieur. Ce passage d'air rejoint dans la zone radiale intérieure de la masse 37, des passages d'air 45 répartis à la périphérie, et qui s'étendent essentiellement dans la direction radiale. Dans la direction périphérique, entre chaque fois deux passages d'air 45, la masse d'inertie 37 comporte une saillie axiale 41; une bride de fixation 44 d'une plaque de recouvrement 43 est fixée entre la face des saillies axiales tournée vers le disque 29 et ce disque 29. Radialement à l'extérieur de ce point de fixation, la plaque de recouvrement 43 comporte une surface de guidage 48 qui d'une part couvre radialement le joint 33 et d'autre part sert grâce à sa surface de guidage 48 de moyen de guidage d'air 49 pour l'air arrivant par le canal d'alimentation en air 45; l'air est ainsi guidé le long de la bride de fixa- tion 44 vers la surface de guidage 48 pour être dévié par celle-ci dans le passage d'air 39 et passer alors sur le joint 33. Dès que l'air se trouve dans le passage d'air 39, radialement à l'extérieur de la plaque de recouvrement 43, la rotation de l'amortisseur d'oscillations de torsion, sous l'effet des différences de pression radiales appliquées au passage d'air 39, l'air est aspiré radialement vers l'extérieur. Les particules de saletés et d'eau éventuelle- ment contenues dans l'air, sont ainsi évacuées si bien que la plaque de recouvrement 43 évite que ces saletés arrivent dans la zone d'extension du joint 33 et puissent pénétrer dans la chambre 17. Comme la plaque de recouvrement 43 guide ainsi l'air à côté du joint 33 et que la plaque 43 peut couvrir ce joint 33, la plaque 43 sera appelée ci-après moyen de recou- vrement 47. L'alimentation en air 45 avec le passage d'air 39 fonctionne comme cavité 46 servant au refroidissement de l'amortisseur de torsion. Ce refroidissement est notamment important car, dans de tels amortisseurs d'oscillations de torsion le côté de la masse d'inertie 37 opposé au disque de moyeu 29 reçoit usuellement des garnitures de friction d'un disque d'embrayage faisant partie comme cela est connu du carter d'embrayage d'un embrayage à friction. La friction de la gar- niture correspondante du disque d'embrayage contre la surface de friction 42 (figure 1) de la masse d'inertie 37 dégage de la chaleur qui ne doit pas arriver dans la chambre 17, car elle modifierait de manière gênante les propriétés du liquide visqueux. Le disque de moyeu 29 constitue dans la zone d'extension radiale du recouvrement 47, sur sa face tournée vers la chambre 17, la roue creuse 52 d'une transmission pla- nétaire 54; celle-ci est engrenée avec au moins une roue planétaire 56. Cette roue 56 est montée sur un palier 58 de la bride radiale 6, si bien que cette dernière fonctionne comme support planétaire 60. Radialement à l'intérieur du recouvrement 47, un organe d'écartement 62 est fixé sur la bride radiale 6 par un moyen de fixation 7. Celui-ci s'applique sur un côté d'un pa- lier axial 64 et son autre côté vient contre le disque de moyeu 29 (figure 2). Ce palier axial 64 fonctionne comme se- cond joint 66 pour la chambre 17. Un orifice de montage 68 est prévu pour ce joint 66 dans le disque de moyeu 29 pour le passage du moyen de fixation 7. L'orifice de montage 68 se poursuit par une cavité 69 fonctionnant comme logement et passage pour le moyen de fixation 7. Dans cette cavité 69, lorsque l'oscillateur d'amortissement de torsion tourne, de l'air peut être aussi aspiré autour de son axe central 94, air qui est chargé de particules de saletés et d'eau. A cet endroit, on veut également éviter que l'air non nettoyé puisse arriver à travers le joint 66 dans la chambre 17. Pour cette raison, l'organe d'écartement 62 est muni d'une lèvre de recouvrement 76 passant axialement par-dessus le joint 66. IS Cette lèvre de recouvrement 76 sert avec la par- tie axiale de l'organe d'écartement 62 dirigée dans la direc- tion de la bride radiale 6, comme surface de guidage 72 ainsi associée pour l'air à l'organe d'écartement 62 pour assurer la fonction complémentaire de moyen de guidage d'écoulement 74. La surface de guidage 72 est élargie radialement de ma- nière avantageuse dans la direction de l'orifice de montage 68 pour développer une différence de pression favorisant le transfert d'air le long de la surface de guidage 72 en direc- tion de l'orifice de montage 68. L'orifice de montage 68 com- porte une surface de guidage 86 pour que l'air arrivant de la surface de guidage 72 de l'organe d'écartement 62 puisse sor- tir par la surface de guidage 86 du disque de moyeu 29. L'extrémité libre de la lèvre de recouvrement 76 est ainsi conduite axialement dans la direction du disque de moyeu 29 suffisamment pour pénétrer dans la direction axiale dans une cavité 78 de ce disque. Comme l'organe d'écartement 62 conduit ainsi l'air sur le joint 66 associé, cet organe d'écartement 62 fonctionne comme moyen de recouvrement 70 pour le joint 66. Comme pour le moyen de recouvrement 47 décrit ci-dessus, le moyen de recouvrement 70 n'est appliqué chaque fois de ma- nière étanche que contre la pièce voisine effectuant un mou- vement relatif de sorte que les deux moyens de recouvrement 47, 70 fonctionnent chaque fois comme un joint labyrinthe. Radialement à l'intérieur des orifices de montage 68, la bride radiale 6 comporte un moyeu primaire 80 qui s'écarte du vilebrequin 3 et pénètre dans un palier radial 82 en forme de palier lisse. Le palier radial 82 entoure lui même un moyeu secondaire 84 formé à l'extrémité radiale inté- rieure du disque de moyeu 29 et s'étendant ainsi en direction du vilebrequin 3. Enfin, il convient de remarquer que la bride ra- diale 6 avec la paroi périphérique 9 et la plaque d'étanchéité 15 ainsi que la roue planétaire 56 et l'installation d'amortissement 9 forment un élément amortis- seur 90 du côté de l'entraînement pour l'amortisseur d'oscillations de torsion alors que le moyeu 29 et la masse d'inertie 37 constituent une partie de l'élément amortisseur de sortie 92. Le disque de moyeu 29 fonctionne ici comme pre- mière partie 96 de l'élément amortisseur 92 du côté de la sortie du mouvement alors que la masse d'inertie 37 fonc- tionne comme seconde partie 98. NOMENCLATURE 1 Entraînement 3 Vilebrequin 5 Bride d'arbre 6 Bride radiale 7 Moyen de fixation 9 Paroi périphérique 11 Couronne dentée 13 Masse complémentaire Plaque d'étanchéité 17 Chambre 19 Installation d'amortissement 21 Eléments élastiques 23 Eléments coulissants Moyen de commande d'entrée 27 Moyen de commande de sortie 29 Disque de moyeu 31 Ressort axial 33 Premier joint Rivets 37 Masse d'inertie 39 Passage d'air 41 Saillies axiales 42 Surface de friction 43 Plaque de recouvrement 44 Bride de fixation Canal d'air 46 Cavité 47 Recouvrement 48 Surface de guidage 49 guide d'air 52 Roue creuse 54 Transmission planétaire 56 Roue planétaire 58 Palier Support planétaire 62 Organe d'écartement 64 Palier axial 66 Second joint 68 Orifice de montage 69 Cavité 70 Recouvrement 72 Surface de guidage 74 Guide de circulation 76 Lèvre de recouvrement 78 Cavité 80 Moyeu primaire 82 Palier radial 84 Moyeu secondaire 86 Surface de guidage Elément d'amortissement du côté de l'entrée 92 Elément d'amortissement du côté de la sortie 94 Axe géométrique 1! R E V E N D I C A T ION S 1 ) Amortisseur d'oscillations de torsion comportant un élé- ment amortisseur du côté de l'entrée et un élément amortis- seur du côté de la sortie, susceptible de tourner par rapport à celui du côté de l'entrée, ces deux éléments amortisseurs étant reliés l'un à l'autre par l'intermédiaire d'accumulateurs d'énergie, au moins une partie de ceux-ci se trouvant dans une chambre au moins partiellement remplie d'un liquide visqueux, la chambre étant protégée par au moins un joint contre la perte de liquide visqueux, et au moins une cavité est prévue dans au moins un élément amortisseur qui est adjacent au joint correspondant et assure les fonctions de refroidissement ou de montage, caractérisé en ce que le joint (33, 66) comporte sur la face opposée à la chambre (17), un recouvrement (47, 70) entourant le joint (33, 66), ce recouvrement étant prévu sur un élément d'amortissement (90, 92) dans la zone d'extension de la cavité respective (46, 69) et arrive sous la forme d'un joint labyrinthe jus- qu'au niveau de l'intervalle avec chaque autre élément amor- tisseur (90, 92). 2 ) Amortisseur d'oscillations de torsion selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le recouvrement (47, 70) comporte sur son côté tourné vers la cavité (46, 69), un guide d'écoulement (49, 74) pour la cavi- té (46, 69), ce guide d'écoulement (49, 74) déviant l'air du joint (33, 66) respectif. 3 ) Amortisseur d'oscillations de torsion selon la revendica- tion 2, caractérisé en ce que le guide d'écoulement (49, 74) comporte au moins une surface de guidage (48, 72) conduisant l'air radialement vers l'extérieur. 4 ) Amortisseur d'oscillations de torsion selon la revendica- tion 3, comportant un organe d'écartement prévu axialement entre les deux éléments amortisseurs, cet organe étant fixé à l'un des éléments amortisseurs et s'appuyant contre l'autre élément amortisseur par un palier axial servant à l'étanchéité de la chambre, et entourant au moins partielle- ment une cavité avec un orifice de montage pour les moyens de fixation, caractérisé en ce que l'organe d'écartement (62) fonctionne comme recouvrement (70) pour le palier axial (64) et sur son côté opposé au palier axial, il comporte une surface de guidage (72) qui s'élargit radialement vers l'extérieur en direction de l'orifice de montage (68) des moyens de fixation (7). ) Amortisseur d'oscillations de torsion selon la revendica- tion 4, caractérisé en ce que l'organe d'écartement (62) comporte une lèvre de recouvrement (76) qui déborde axialement le palier axial (64), cette lèvre pénétrant dans une cavité (78) de l'élément amortisseur voi- sin (92). 6 ) Amortisseur d'oscillations de torsion selon les revendi- cations 3 et 5, caractérisé en ce que la lèvre de recouvrement (76) agit comme surface de guidage (72) sur son côté tourné vers la cavité (69). 7 ) Amortisseur d'oscillations de torsion selon la revendica- tion 3, comportant une plaque d'étanchéité prévue sur l'un des deux éléments amortisseurs, cette plaque arrivant radia- lement à l'intérieur dans une ouverture annulaire comprise entre deux parties voisines de l'autre élément amortisseur et coopérant sur un côté axial avec l'un des joints de la cham- bre alors que l'autre côté axial est tourné vers un passage d'air servant au refroidissement, caractérisé en ce que axialement entre les deux parties (96, 98) de l'autre élément amortisseur (92), on a fixé un recouvrement (47) en forme de plaque de recouvrement (43) dont la surface de guidage (48) pénètre axialement entre la plaque d'étanchéité (15) et la partie (37) de l'élément amortisseur (92) correspondant, voi- sin du passage d'air (39). 8 ) Amortisseur d'oscillations de torsion selon la revendica- tion 7, caractérisé en ce que la plaque de recouvrement (43) pénètre dans la zone d'extension d'un guidage d'air (45) vers le passage d'air (39). 9 ) Amortisseur d'oscillations de torsion selon la revendica- tion 8, caractérisé en ce que le guidage d'air (45) s'étend essentiellement radialement. 10 ) Amortisseur d'oscillations de torsion selon la revendi- cation 8, caractérisé en ce que le guidage d'air (45) s'étend essentiellement axialement.