Brevet FR2783296A1 — publié le 20000317

"Amortisseur de torsion, notamment pour véhicules automobiles" La présente invention concerne les amortisseurs de torsion, notamment pour véhicules automobiles, du genre comportant coaxialement deux parties montées rotatives l'une par rapport à l'autre avec, intervenant entre elles, des moyens élastiques à action circonférentielle logés dans une cavité annulaire formée autour d'un moyeu central de l'une des parties avec, sur ce moyeu, un moyen de centrage de l'autre partie et un ensemble de frottement comportant une rondelle de frottement engrenant avec jeu avec l'une des parties et appliquée contre une surface de frottement de l'autre partie sous la sollicitation d'un moyen élastique à action axiale. On connaît déjà de nombreuses formes de réalisation d'amortisseurs de torsion de ce genre, notamment par les brevets FR 2 698 939 et FR 2 687 442 par exemple. On a vu se développer par ailleurs l'utilisation comme moyens de centrage de bagues de palier de section en forme de L avec une aile axiale formant palier lisse de rotation et une aile radiale formant entretoise axiale. La présente invention résulte de la constatation d'avantages inattendus qui sont susceptibles de résulter de l'application de telles bagues paliers en L à la réalisation d'amortisseurs de torsion du type considéré comme moyen de centrage, sur le moyeu central d'une partie, d'un anneau interne de l'autre partie: on est conduit ainsi à un agencement extrêmement compact, de réalisation facile et économique. L'agencement selon l'invention se caractérise par le fait que l'espace disponible autour du moyeu central s'étendant axialement entre un flasque de la partie qui le porte et une rondelle d'appui est entièrement occupé par I'ensemble de frottement, un anneau intérieur de l'autre partie et le moyen de centrage de cet anneau comprenant au moins une bague palier en L avec une aile radiale formant moyen de calage axial. On réalise ainsi avec un minimum de moyens un ensemble compact et efficace offrant la possibilité d'un gain de place dans la zone de l'axe de l'amortisseur o ce gain de place est particulièrement apprécié notamment dans la conception, la construction et l'entretien de véhicules automobiles. Ce gain de place résulte notamment de la possibilité offerte par le palier lisse de rapprocher l'anneau intérieur du moyeu central tout en lI'aménageant pour former, en regard du flasque portant ce moyeu, un logement annulaire pour des éléments de l'ensemble de frottement, ainsi qu'une portée de frottement adaptée à coopérer avec la face frontale de la rondelle de frottement au régime de frottements faibles dans les limites de débattement permis par le jeu de l'engrenage à jeu. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre de diverses formes de réalisation choisies à titre d'exemples, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue partielle en coupe axiale d'un amortisseur de torsion selon l'invention; i15 - la figure 2 est une vue partielle en coupe selon le plan 1-11 de la figure 1; - les figures 3 à 8 sont des vues semblables à la figure 1 montrant divers exemples de variantes de réalisation. Suivant la forme de réalisation choisie et représentée aux figures 1 et 2, les références 1 et 2 désignent respectivement les parties primaire et secondaire d'un double volant amortisseur constitué par deux masses, I'une menante, I'autre menée, coaxiales autour d'un axe X-X', montées mobiles angulairement à l'encontre d'organes élastiques 3 à action circonférentielle associés à un dispositif de frottement 4 à action axiale. De manière classique, la masse primaire 1 est solidarisée avec un arbre menant (un vilebrequin non détaillé) au moyen de vis de fixation 10, tandis que la masse secondaire forme le plateau de réaction 20 d'un embrayage à friction (non détaillé) assurant l'attelage à l'arbre d'entrée d'une boîte de vitesses. La masse primaire porte à sa périphérie une couronne de démarreur 11 ceinturant une couronne extérieure 12 d'un flasque 13 avec une portion périphérique radiale 14 sur laquelle est rapportée par soudage une rondelle couvercle 15. Au côté radialement intérieur, la masse 1 porte un moyeu 17 fixé au flasque 13 par les vis 10 de montage sur l'arbre menant, les têtes de ces vis prenant appui sur une rondelle d'appui 18 qui s'étend aussi radialement à l'extérieur du moyeu 17. La couronne extérieure 12 du flasque 13 est conformée pour constituer, avec la rondelle couvercle 15 prolongée par un joint 15 A, une cavité annulaire étanche fractionnée selon sa périphérie, par des saillies radiales 16, en compartiments pour servir de logements aux organes élastiques 3 autour d'une couronne intérieure 22 fixée par des rivets 23 au plateau 20. Selon un agencement décrit en particulier dans le document EP-A- 777 059, la couronne intérieure 22 présente un profil polygonal avec des sommets 24 en regard des saillies 16 de la couronne extérieure 1 2, chacun i15 des organes élastiques étant disposé entre deux blocs d'appui 31, 32 adaptés à buter avec effet de coincement entre une saillie 16 et un sommet 24. La couronne intérieure 22 présente radialement à l'intérieur, au-delà des rivets 23, des extensions 25 de profil coudé en direction du flasque 13 pour former, en regard de la face frontale de ce flasque, une structure en peigne circulaire avec des dents 26 adaptées à engrener avec jeu avec des encoches 46 ménagées à cet effet dans la zone périphérique d'une rondelle de frottement 40, élément actif principal du dispositif de frottement 4 ayant sa face dorsale appliquée contre la face interne du flasque 13 de la masse primaire 1. Le plateau de réaction 20 forme de son côté radialement interne un anneau interne 27 axialement protubérant monté à rotation sur le moyeu 1 7 avec interposition d'un moyen de centrage constitué ici par une bague palier du type en L avec une aile radiale 28 formant entretoise ou moyen de calage axial et une aile axiale 29 formant palier lisse de rotation. Le moyen de centrage a ici un faible coefficient de frottement. L'anneau interne 27 présente ici en regard de la rondelle de frottement une partie saillante ou collerette 41 formant une portée adaptée à coopérer avec une zone annulaire correspondante de la face frontale de la rondelle de frottement et cette collerette entourant une partie évidée 42 de I'anneau 27 qui forme logement pour une rondelle d'application 43 et pour une rondelle ressort de serrage 44 à action axiale avantageusement et classiquement constituée par une rondelle Belleville. Le logement annulaire 42 ainsi ménagé dans l'anneau interne 27 est prolongé du côté radialement interne dans le moyeu 17 pour offrir, d'une part, une portée d'appui à la périphérie radialement interne de la rondelle de serrage 44 et, d'autre part, des encoches adaptées à coopérer par engrenage avec une denture radialement interne de la rondelle d'application 43 pour solidarisation en rotation de celle-ci avec la première masse, avec possibilité de mouvement axial. On voit, selon la figure 1, que l'espace disponible sur le moyeu 17 entre la face interne du flasque 13 et celle opposée de la rondelle d'appui 18 se trouve entièrement rempli par la disposition juxtaposée de l'ensemble de frottement 4 d'une part et de l'anneau interne 27 équipé de la bague palier en L d'autre part, en notant en particulier que l'aile radiale 28 de cette bague palier joue le rôle d'organe de calage de l'ensemble en sens axial. En effet, la bague palier 28-29, à faible coefficient de frottement, est emmanchée sur le moyeu 17 en sorte qu'un mouvement relatif peut se produire entre ladite bague palier et l'anneau 27. L'action de serrage de la rondelle de frottement 40 entre la surface de frottement offerte à cet effet par le flasque 13 est exercée par la rondelle d'application 43 sur une partie annulaire radialement interne de la face frontale de la rondelle 40 indiquée par des hachures croisées en 40 A sur la figure 2. A la suite de cette partie se trouve en 40 B la zone annulaire formant piste de frottement en regard de la collerette saillante 41 de l'anneau interne 27. Enfin, radialement à l'extérieur de cette piste 40 B, la rondelle de frottement 40 présente de manière en soi connue, une partie périphérique C renforcée en épaisseur débordant autour de l'anneau intérieur et crénelée pour former les encoches 46 (figure 2) adaptées à coopérer, après rattrapage d'un jeu annulaire, avec les dents 26 de la structure en peigne 25 de la couronne intérieure 22 appartenant à la masse secondaire. Dans une première phase de fonctionnement à vide (boîte de vitesses au point mort) avec une valeur très faible du couple à transmettre et, par conséquent, déplacement relatif pratiquement négligeable entre masses 1 et 2, les moyens élastiques 3 restant très peu sollicités dans un sens ou dans l'autre, la collerette 41 de l'anneau 27 frotte contre la zone 40 B de la face frontale de la rondelle de frottement 40 restée immobilisée par rapport au flasque 13. La face dorsale de la rondelle 40, en contact avec le flasque 13, est donc inactive. Les mouvements relatifs entre masses 1 et 2 sont simplement freinés par ce frottement de la collerette 41 contre la partie 40 B de la face frontale de la rondelle 40. Ce régime de mouvements relatifs faiblement freinés est limité par le débattement des dents 26 de la masse menée dans les encoches 46 de la rondelle de frottement elle-même plaquée contre la surface de frottement du flasque 13. Dès que cette limite est franchie, dans un sens ou dans l'autre, les dents 26 arrivant au contact de l'un des flancs de l'encoche 46 correspondante, la suite du mouvement entraîne un déplacement angulaire de la rondelle 40 à l'encontre de l'action du ressort de serrage 44 avec frottement de la totalité de la face dorsale de ladite rondelle 40 et cessation du mouvement relatif entre la face frontale de celle-ci et la collerette 41 de l'anneau 27. En d'autres termes, alors que la face dorsale de la rondelle de frottement 40 était inactive dans la première phase de fonctionnement à vide, elle devient active dans la seconde phase de fonctionnement en charge pour développer des forces de freinage d'intensité adaptée à la puissance des moyens élastiques 3. On notera la structure particulièrement compacte de l'ensemble des moyens de frottement et de centrage ainsi groupés sur le moyeu central 17 et le fait que cet ensemble assure un confinement efficace du côté radialement intérieur de la cavité annulaire de logement des moyens élastiques 3 avec la charge de matière lubrifiante qui y est habituellement enfermée. Dans l'exemple de réalisation illustré à la figure 3, on reconnaît un type d'amortisseur du genre décrit notamment dans la demande de brevet FR 97 15908 de la Demanderesse avec une partie primaire 101 à flasque 1 1 1 ceinturé par la couronne de démarreur 1 12 et une partie secondaire 102 formant plateau de réaction 120. L'enceinte annulaire étanche 113 contenant les organes élastiques 3 à action circonférentielle est confinée par le flasque couvercle 114, fixé ici par des vis, et par un joint dynamique 1 15 décrit de façon détaillée dans la demande précitée. L'attelage de la partie menée 102 avec la partie menante 101 par l'intermédiaire des organes élastiques 3 se fait ici au moyen d'un voile 121 portant des bras 122, lui-même porté par un moyeu 123 fixé au plateau 120 par des vis 124. Les ressorts formant les moyens élastiques 3 sont adaptés à prendre appui alternativement sur des bossages (non représentés) de la paroi périphérique du flasque 111 et les bras 1 22. Le flasque 1 1 1 se prolonge du côté radialement intérieur par une partie annulaire intérieure 116 décalée axialement avec deux zones concentriques 116 A, 116 B. La zone 116 B radialement interne sert de support pour la fixation ici par rivetage d'une pièce annulaire avantageusement constituée avec une partie axiale 1 17 formant moyeu et deux parties radiales 1 18, 1 19 servant de rondelles d'appui, à savoir, la partie 1 18 servant de rondelle d'appui pour l'ensemble des moyens de frottement et de centrage installés selon la présente invention autour du moyeu 1 17, tandis que la partie radialement interne 119 sert de rondelle d'appui pour les têtes de vis (non représentées) de fixation de la masse primaire 101 sur l'arbre menant. Des ouvertures sont réalisées dans la zone de raccordement de la partie 1 19 au moyeu 1 1 7 pour entraînement en rotation, avec mobilité axiale, de la rondelle d'application, ici non référencée. Les ouvertures constituent des encoches d'engrènement avec la denture interne de la rondelle d'application. On retrouve ici une rondelle de frottement 40 dans le cadre d'un dispositif de frottement 4 en tous points semblable à celui du précédent exemple au regard du moyen de centrage constitué par la bague palier au profil en L avec aile radiale de calage 128 et aile axiale de palier lisse 129 pour l'anneau interne 127 du plateau de réaction 120. L'aile axiale 129 est emmanchée sur le moyeu 117. C'est en regard de la partie périphérique 40 C de la rondelle de frottement 40 que l'on retrouve ici en saillie sur la périphérie interne du moyeu de voile 123 une denture 125 semblable à la denture 25 de la forme de réalisation des figures 1 et 2. Tout comme dans le cas de l'exemple précédent, le dispositif de frottement se situe sensiblement dans l'alignement du plan médian du dispositif d'attelage élastique 3, matérialisé ici par le voile 1 21. Comme dans l'exemple précédent, la force de serrage de la portée d'appui de la collerette 41 de l'anneau intérieur (donc de la partie menée) contre la face frontale de la rondelle de frottement 40 est déterminée par le calage axial opéré par l'aile radiale 128 de la bague palier. Selon un développement de l'invention, le calage précité est réalisé d'une manière plus aisément maîtrisable en ménageant entre les faces d'appui constituées par la face frontale de la rondelle de frottement 40, d'une part, et la face interne de la rondelle d'appui externe 118, d'autre part, un certain jeu et en complétant le dispositif par un ressort de rattrapage de ce jeu. C'est une forme de réalisation ainsi conçue qui est illustrée à la figure 4 o l'on voit une rondelle ressort 50 et une rondelle d'application 51 entre l'aile radiale de la bague palier et la face interne de la rondelle d'appui 118 avec, à la périphérie externe de cette dernière, des crans d'immobilisation d'une denture 52 ménagée à la périphérie de la rondelle d'application. De I'autre côté du palier de centrage, on retrouve le dispositif de frottement 4 inchangé. On peut maîtriser ainsi dans des conditions optimales la force de serrage déterminant le frottement dans la première phase de fonctionnement. Dans les formes de réalisation des figures 5 à 8, on retrouve l'association avec un flasque 111 de la partie primaire d'un moyeu 217 du type illustré à la figure 1 mais avec fixation par rivets sur la zone radialement interne du flasque, ces rivets pouvant alterner avec des vis de fixation (non représentées) sur un arbre menant avec interposition de la rondelle d'appui 218 dont on retrouve la partie périphérique en regard de la zone de montage du dispositif selon l'invention autour du moyeu 217. En considérant la forme de réalisation illustrée à la figure 5, on notera d'abord la variante de disposition de la denture d'engrenage à jeu destinée à coopérer avec la denture 40 C à la périphérie de la rondelle de frottement 40. La denture désignée ici par la référence 225 est disposée ici en saillie axiale sur la face frontale de l'anneau interne 227 au lieu d'être en saillie radialement sur la périphérie interne du moyeu 223 du voile 221 comme on l'a vu sur le moyeu 123 du voile 121 des figures 3 et 4 ou de la couronne 22 des figures 1 et 2. L'anneau intérieur 227 est équipé ici d'un moyen de centrage à faible coefficient de frottement constitué de deux bagues de palier de profil en L comportant chacune une aile radiale 228,228' formant moyens de calage axial (ou rondelles entretoises) et aile axiale 229,229' formant palier lisse de rotation. L'anneau interne 227 ainsi équipé est pris entre deux rondelles d'application 243, 243' respectivement affrontées à la rondelle de frottement 40, d'une part, et à une rondelle de serrage 205 unique, d'autre part, cette dernière étant logée ici dans une gorge ménagée à cet effet à la périphérie externe de la rondelle d'appui 218. Les rondelles d'application 243, 243' sont solidaires en rotation du moyeu 217 grâce à des crans prévus à leur périphérie interne qui coopèrent avec des encoches (non référencées) ménagées localement à la périphérie externe du moyeu 217, aux extrémités de celui-ci. Dans cet exemple le dispositif de frottement associé selon l'invention au moyen de centrage à deux bagues palier du type en L présente une structure simplifiée avec un ressort de serrage global unique destiné à déterminer les conditions de frottement dans les deux phases de fonctionnement. La force de serrage est choisie pour assurer dans son application à la rondelle de frottement 40 un frottement suffisant sur la surface affrontée du flasque, tandis que, dans le régime de fonctionnement à vide ou sous de faibles charges, un frottement d'intensité réduite demeure entre faces affrontées des ailes radiales 228, 228' des bagues palier et rondelles d'application 243, 243'. Dans l'exemple de réalisation de la figure 6, on retrouve une solution semblable à celle de la figure 4, mais avec un ressort de rattrapage de jeux 350 dans le logement périphérique de la rondelle d'appui 218 avec sa rondelle d'application 351 à l'opposé de l'ensemble de frottement principal tel que précédemment analysé avec la rondelle de frottement 40 associée à son ressort de serrage 305 que l'on retrouve dans un dégagement 342 ad hoc de l'anneau intérieur 327. Cependant, la rondelle d'application 343 s'étend ici sur toute la surface de la face frontale de la rondelle de frottement 40, de sorte que la face latérale adjacente de l'anneau intérieur 327 frotte contre la rondelle d'application. De même, sa face latérale opposée peut frotter contre la face adjacente de l'aile radiale 28 de sa bague palier. Ainsi dans ce cas, comme dans l'agencement de la figure 5, au cours des débattements de la masse menée dans les phases de fonctionnement à couple nul ou très faible, le frottement intervient entre surfaces latérales de l'anneau central et surfaces de rondelles d'application et/ou d'ailes radiales de bague de palier. Il est bien entendu possible de prévoir l'interposition de matière de frottement sur tout ou partie de ces surfaces. Ainsi, sur la figure 6, une rondelle de frottement faible 344 est disposée autour de la rondelle de serrage principale 305 en regard de la surface latérale correspondante de l'anneau intérieur 327. Dans les exemples de réalisation des figures 7 et 8, on trouve une enceinte de confinement 413 de forme plus compacte avec un voile 421 coudé et un moyeu de voile 423 réduit en sens axial en regard d'un flasque présentant une partie rentrante plus étendue sur la face interne dans laquelle est rapportée par rivetage 412 une couronne 414 de profil coudé de fixation, ici par sa périphérie radialement externe, d'un ensemble de frottement comprenant la rondelle de frottement 400, une rondelle d'application 401 et une rondelle ressort 402. Dans le cas de la figure 7, la rondelle de frottement 400 présente en saillie sur sa face frontale une rangée circulaire de doigts 405 adaptés à coopérer chacun avec une encoche 406 ménagée à cet effet par usinage dans la masse de l'anneau interne 410 du plateau de réaction à un diamètre correspondant au débattement voulu entre masses primaire et secondaire, et ceci avec un axe de perçage 411 décalé de la périphérie de l'anneau 410 d'une valeur de l'ordre du quart du diamètre. L'engrenage à jeu entre rondelle de frottement 400 et anneau interne du plateau de réaction est donc réalisé ici par des éléments d'engagement mâles 405 latéralement saillants de la rondelle de frottement et des éléments femelles de débattement creusés dans l'anneau interne. C'est une disposition inverse qui est illustrée à la Figure 8 dans laquelle des doigts saillants 505 en forme de tronçons de cylindre sont emboîtés dans des alésages borgnes 511 de l'anneau interne 510 pour coopérer avec des lumières de débattement 506 creusées à cet effet dans la rondelle de frottement 500 qui fait partie d'un ensemble de frottement par ailleurs en tous points semblable à l'ensemble correspondant de la figure 7. Dans un cas comme dans l'autre, on retrouve la rondelle ressort de rattrapage de jeu 350 de la figure 6 avec sa rondelle d'application 351 du côté opposé de la bague palier. On appréciera que la pièce 22 des figures 1 et 2 est en tôle et simplifie le plateau 20 du volant secondaire. Cette pièce permet de pincer une rondelle (non référencée) entre elle-même et le plateau 20; cette rondelle appartient à des moyens d'étanchéité comportant une deuxième rondelle d'étanchéité pincée entre la portion périphérique radiale 14 de la couronne 12 et la rondelle couvercle 15, laquelle est solidaire de la portion 14, ici par soudage. La deuxième rondelle d'étanchéité est plus mince et est en appui élastique par sa périphérie interne sur la périphérie externe de l'autre rondelle. En variante, les rondelles peuvent créer entre elles une chicane. Grâce à ces dispositions, on peut lubrifier les ressorts 30, par exemple à l'aide d'une faible quantité de graisse déposée à leur niveau. Les moyens de frottement empêchent la graisse de s'échapper vers l'intérieur. Il en est de même dans les autres figures. Dans ces autres figures, le moyeu 1 23, 223 pince le joint d'étanchéité 1 1 5 entre lui-même et le plateau 1 20. REVENDICATIONS 1- Amortisseur de torsion, notamment pour véhicule automobile, du genre comportant coaxialement deux parties montées rotatives l'une par rapport à l'autre avec, intervenant entre elles, des moyens élastiques à action circonférentielle logés dans une cavité annulaire formée autour d'un moyeu central de l'une des parties avec, sur ce moyeu, un moyen de centrage de l'autre partie et un ensemble de frottement comportant une rondelle de frottement engrenant avec jeu avec l'une des parties et appliquée contre une surface de frottement de l'autre partie sous la sollicitation d'un moyen élastique à action axiale, caractérisé en ce que l'espace disponible autour du moyeu central (17, 117, 217, 40) entre un flasque (13, 111) de la partie (1, 101) qui le porte et une rondelle d'appui (18, 118, 218) est entièrement occupé par l'ensemble de frottement (4), un anneau intérieur (27, 127, 227, 327, 410, 510) de l'autre partie (2, 102) et le moyen de centrage de cet anneau comprenant au moins une bague palier en L avec une aile axiale 1 5 formant palier lisse (29, 1 29, 229, 229') de centrage et une aile radiale (28, 1 28, 228, 228') formant moyen de calage axial. 2- Amortisseur de torsion selon la revendication 1, caractérisé en ce que, le calage de l'ensemble de frottement et de l'anneau intérieur (27, 1 27, 227, 327, 410, 510) étant ménagé avec du jeu, il est prévu un ressort (50, 205, 350) de rattrapage de ce jeu. 3- Amortisseur de torsion selon la revendication 2, caractérisé en ce que le ressort de rattrapage de jeu (205, 350) est placé dans un logement périphérique de la rondelle d'appui (218). 4- Amortisseur de torsion selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'une rondelle d'application (51, 243, 351) est interposée entre l'aile radiale (28, 128, 228) de la bague palier et le ressort de rattrapage de jeu (50, 205, 350). - Amortisseur de torsion selon la revendication 1, caractérisé en ce que, l'anneau intérieur (227) étant équipé d'un moyen de centrage constitué de deux bagues paliers en L dont les ailes radiales (228, 228') enserrent ses faces latérales, il est prévu un ressort de serrage unique (205) placé dans un logement périphérique de la rondelle d'appui (218) et exerçant son action par l'intermédiaire de deux rondelles d'application (243, 243') disposées de part et d'autre de l'anneau intérieur (227) muni de ses bagues paliers. 6- Amortisseur de torsion selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un anneau intérieur (327) ses deux faces latérales affrontées respectivement à l'aile radiale (28) de sa bague palier et à une rondelle d'application (343). 7- Amortisseur de torsion selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'une rondelle de frottement faible (344) est interposée entre la surface latérale de l'anneau intérieur (327), qui est affrontée à une rondelle d'application (305), et cette rondelle. 8- Amortisseur de torsion selon la revendication 7, caractérisé en ce que la rondelle de frottement faible (344) est disposée concentriquement autour de la rondelle ressort de serrage principal (305). 9- Amortisseur de torsion selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'ensemble de frottement est fixé sur la partie (101) qui le porte par un moyen de fixation périphérique (414) radialement extérieur. i10- Amortisseur de torsion selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'engrenage à jeu est réalisé par des moyens axialement saillants (405) de la rondelle de frottement (400) et des empreintes (406) creusées dans l'autre partie (102). 11- Amortisseur de torsion selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'engrenage à jeu est réalisé par des éléments d'engagement mâles (505) de l'autre partie (102) et des lumières de débattement (506) ménagées dans la rondelle de frottement (500).