Brevet FR2818719A1 — publié le 20020628

L'invention concerne un double volant amortisseur, en particulier pour un embrayage de véhicule automobile. Un double volant amortisseur relie un arbre moteur, tel que le vilebrequin d'un moteur à combustion interne par exemple, à un embrayage et comprend un volant primaire solidaire de l'arbre moteur, un volant secondaire qui est centré et guidé en rotation sur le volant primaire, et un amortisseur de torsion monté en général entre les volants primaire et secondaire. L'amortisseur de torsion comprend des moyens d'entrée solidaires du volant primaire, des moyens de sortie solidaires du volant secondaire et des organes élastiquement déformables qui relient les moyens d'entrée aux moyens de sortie pour la transmission d'un couple de rotation entre les volants primaire et secondaire avec absorption et amortissement des vibrations et irrégularités de couple générées par le moteur. En général, l'embrayage comprend un plateau de pression commandé par des moyens embrayeurs pour serrer un disque de friction sur la face extérieure du volant secondaire qui est tournée du côté opposé au volant primaire, pour la transmission par le disque de friction du couple de rotation à un arbre mené, tel que par exemple l'arbre d'entrée d'une boîte de vitesses. Le centrage et le guidage en rotation du volant secondaire sur le volant primaire sont assurés de façon classique par un palier à roulement et les surfaces cylindriques des volants qui coopèrent avec les bagues extérieure et intérieure du palier doivent être usinées avec précision pour réduire les problèmes de balourd, qui augmentent avec la vitesse de rotation et l'amplitude du couple à transmettre. L'invention a notamment pour but d'apporter à ce problème une solution qui facilite le centrage et le guidage en rotation du volant secondaire sur le volant primaire et qui permet la transmission de couples élevés ou relativement très élevés tout en évitant ou en réduisant les problèmes de balourd à un minimum. Elle propose à cet effet un double volant amortisseur du type précité, comprenant un volant primaire, des moyens de fixation du volant primaire sur un arbre moteur, un volant secondaire centré et guidé en rotation sur le volant primaire, un amortisseur de torsion comprenant des moyens d'entrée solidaires en rotation du volant primaire, des moyens de sortie solidaires en rotation du volant secondaire et des organes élastiquement déformables reliant les moyens d'entrée et les moyens de sortie, caractérisé en ce que le volant secondaire comprend deux parois annulaires transversales axialement espacées, qui sont centrées et guidées en rotation sur le volant primaire par deux paliers axialement espacés. Ce double centrage et ce double guidage du volant secondaire sur le volant primaire réduisent les problèmes de balourd et permettent la transmission de couples de rotation élevés à des vitesses de rotation élevées. Le double volant amortisseur selon l'invention est donc particulièrement bien adapté à des moteurs à combustion interne de forte puissance, notamment ceux qui équipent des véhicules automobiles à caractère sportif. Selon une autre caractéristique de l'invention, les deux paliers sont axialement de part et d'autre des moyens d'entrée de l'amortisseur de torsion. Avantageusement, ces moyens d'entrée sont formés par un voile annulaire qui s'étend entre les deux parois transversales annulaires du volant secondaire et qui est fixé à sa périphérie interne sur le volant primaire. Cette disposition est particulièrement compacte en direction radiale. Ce voile annulaire est de préférence fixé sur le volant primaire au moyen des vis de fixation du volant primaire sur l'arbre moteur. Cela simplifie la structure et l'assemblage du double volant amortisseur selon l'invention. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, un premier des paliers précités, situé du côté du volant primaire, est porté par un rebord cylindrique radialement interne du volant primaire qui est traversé axialement par les vis de fixation du volant primaire sur l'arbre moteur. Le second des paliers précités, situé du côté opposé au volant primaire, est porté par une couronne fixée sur l'extrémité de ce rebord cylindrique au moyen des vis de fixation du volant primaire sur l'arbre moteur. Avantageusement, le premier palier est calé axialement entre le voile annulaire et un épaulement du rebord cylindrique et le second palier est calé axialement, du côté du volant primaire, par un épaulement de la couronne précitée. Dans ce mode de réalisation, tous les composants solidaires de l'arbre moteur sont tenus par les vis de fixation du volant primaire sur l'arbre moteur. Pour faciliter l'assemblage, de petits perçages parallèles à l'axe peuvent être prévus dans ces composants pour la réception de goupilles ou de vis permettant de maintenir les composants les uns par rapport aux autres dans les positions voulues jusqu'au montage sur l'arbre moteur au moyen des vis de fixation précitées. Selon une autre caractéristique de l'invention, les deux parois annulaires transversales du volant secondaire sont réunies l'une à l'autre à leur périphérie radialement externe, par exemple au moyen d'un rebord sensiblement cylindrique de la périphérie externe d'une de ces parois annulaires transversales. Ces deux parois délimitent ainsi entre elles une chambre toroïdale fermée de façon sensiblement étanche et contenant les organes élastiquement déformables de l'amortisseur de torsion, et qui est de préférence partiellement remplie d'une matière lubrifiante. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, les organes élastiquement déformables de l'amortisseur de torsion sont des ressorts hélicoïdaux à action circonférentielle qui sont logés dans des fenêtres du voile annulaire et qui sont guidés à leur périphérie radialement externe par la paroi périphérique radialement externe de ladite chambre toroïdale. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente un double volant amortisseur selon l'invention, en demi-vue de face et en demi-vue en coupe transversale selon la ligne 1-1 de la figure 2 ; - la figure 2 est une vue en coupe axiale selon la ligne II-II de la figure 1 ; les figures 3 et 4 sont des demi-vues schématiques en coupe axiale de deux variantes de réalisation. Dans les dessins, la référence 10 désigne un arbre moteur, tel par exemple que le vilebrequin d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, au bout duquel est fixé un volant primaire 12 de forme annulaire au moyen de vis de fixation 14 qui sont régulièrement réparties sur une circonférence autour de l'axe 16 de l'arbre 10 et du volant primaire 12. Un volant secondaire 18 est formé de deux pièces à parois annulaires transversales 20, 22 qui sont assemblées l'une à l'autre à leur périphérie radialement externe par des vis 24 et qui sont centrées et guidées en rotation sur le volant primaire 12 par deux paliers 26,28 à leur périphérie radialement interne. La pièce 20, située au voisinage immédiat du volant primaire 12, comprend un rebord périphérique extérieur 30 de forme cylindrique qui s'étend dans la direction opposée à l'arbre 10 et au volant primaire 12 et son palier 26 est monté sur un rebord périphérique interne 32 de forme cylindrique du volant primaire 12, qui s'étend dans la direction opposée à l'arbre 10. Les vis de fixation 14 sont logées dans des passages traversants de ce rebord périphérique 32 et servent également à fixer sur le volant primaire 12 un voile annulaire 34 et une couronne 36. Celle-ci comprend une partie radiale appliquée sur la partie radialement interne du voile annulaire 34, elle-même appliquée sur un épaulement du rebord 32, et une partie cylindrique 38 s'étendant dans la direction opposée au volant primaire 12 et sur laquelle est monté le palier 28 de la deuxième pièce 22 du volant secondaire 18. Les deux pièces 20,22 du volant secondaire, la couronne 36 et les paliers 26,28 délimitent une chambre annulaire 40 de forme toroïdale qui est fermée de façon sensiblement étanche et à l'intérieur de laquelle est logé un amortisseur de torsion dont le voile annulaire 34 forme un moyen d'entrée. Un joint d'étanchéité 41 est monté dans une gorge annulaire de la périphérie extérieure de la pièce 22 et assure l'étanchéité avec le rebord 30 de la pièce 20. L'amortisseur de torsion comprend des moyens de sortie qui sont constitués par des pièces rapportées 42 fixées, par exemple au moyen de rivets 44, sur les faces en regard des pièces 20 et 22 pour former des butées d'appui sur les extrémités d'organes élastiquement déformables de l'amortisseur de torsion. Dans cet exemple de réalisation, les organes élastiquement déformables sont des ensembles de ressorts hélicoïdaux 46,48 à action circonférentielle ayant des diamètres différents, les ressorts 48 de petit diamètre étant logés à l'intérieur des ressorts 46 de grand diamètre. Le voile annulaire 34 comprend des fenêtres ou des échancrures 50 dans sa partie périphérique radialement externe, à l'intérieur desquelles sont disposés les ressorts 46,48. A leurs extrémités, ces ressorts prennent appui sur des pattes radiales 52 du voile annulaire 34 qui s'étendent vers l'extérieur et qui forment les extrémités des fenêtres ou échancrures 50. Les pièces rapportées 42 fixées sur le volant secondaire sont dans l'alignement axial des pattes radiales 52 et forment également des appuis pour les extrémités des ressorts 46, 48. Ainsi, tout débattement angulaire entre le voile annulaire 34 solidaire du volant primaire 12 et le volant secondaire 18 dans un sens ou dans l'autre se traduit par une compression des ressorts 46, 48 pour l'absorption des vibrations et irrégularités de couple transmises par l'arbre moteur 10. La partie périphérique radialement externe des ressorts 46 de plus grand diamètre est en appui sur la face interne du rebord cylindrique 30 ou sur une plaque anti-usure, par exemple en tôle carbonitrurée, qui est interposée entre la périphérie externe des ressorts 46 et la face interne du rebord cylindrique 30. Par ailleurs, la chambre 40 est en partie remplie d'une matière lubrifiante comme représenté schématiquement en partie inférieure de la figure 2. De cette façon, tout débattement angulaire entre les volants primaire et secondaire s'accompagne d'un frottement des ressorts 46 sur la face interne du rebord périphérique 30 ou sur la plaque anti-usure précitée, qui contribue à l'amortissement des vibrations et irrégularités de couple absorbées par les ressorts. Bien entendu, d'autres organes de friction entre les volants primaire et secondaire peuvent être prévus. Les paliers 26 et 28 du volant secondaire sont radialement à l'extérieur des vis de fixation 14 et ont sensiblement les mêmes dimensions. Le palier 26 de la première pièce 20 est calé axialement entre le voile annulaire 34 et un épaulement de la surface cylindrique externe du rebord 32 du volant primaire. La pièce 20 est elle-même calée axialement sur son palier 26 par un épaulement périphérique interne da côté du volant primaire. De façon symétrique, la seconde pièce 22 du volant secondaire est calée axialement sur son palier 28 du côté opposé au volant primaire et à l'arbre moteur, et le palier 28 est calé axialement sur la couronne 38 par un épaulement du côté du volant primaire et de l'arbre moteur. Ainsi, la position axiale du volant secondaire et de ses paliers 26,28 par rapport au volant primaire est entièrement définie. Le volant primaire 12 porte, à sa périphérie extérieure, une couronne dentée de démarreur 54 fixée par des vis, et une couronne 56 de plus petit diamètre comportant des cibles d'allumage. Du côté opposé, la seconde pièce 22 du volant secondaire 18 comporte des moyens 58 de centrage d'un couvercle d'embrayage (non représenté) et des orifices 60 destinés à recevoir des vis de fixation de ce couvercle. Des trous traversants, par exemple deux trous diamétralement opposés, sont formés dans la partie radiale de la couronne 36, dans la partie radialement interne du voile annulaire 34 et dans le rebord 32 du volant primaire 12 pour recevoir des vis ou des goupilles 62 de centrage et de maintien provisoire de ces trois pièces. Comme on peut le voir en figure 2, l'assemblage du double volant amortisseur selon l'invention est simple : la première pièce 20 du volant secondaire et son palier 26 sont mis en place sur le volant primaire 12, puis le voile annulaire 34 est appliqué sur l'ensemble, les ressorts 46,48 sont mis en place, puis la couronne 36 est posée sur la partie radialement interne du voile annulaire 34 et les vis ou les goupilles 62 sont introduites dans les perçages correspondants. Il reste ensuite à monter le palier 28 sur la partie cylindrique 38 de la couronne, à mettre en place la seconde partie 22 du volant secondaire 18 et à les fixer sur la première partie 20 au moyen des vis 24. L'ensemble ainsi constitué peut alors être fixé en bout de l'arbre 10 au moyen des vis 14. Dans le mode de réalisation décrit et représenté aux figures 1 et 2, les paliers 26 et 28 sont des roulements à bille. En variante, au moins l'un de ces paliers pourrait être constitué par un coussinet. Dans une variante de réalisation représentée schématiquement en figure 3, le volant secondaire 18 monté sur le volant primaire 12 au moyen des paliers 26 et 28 comprend trois parois annulaires transversales, formées par une première pièce 20 semblable à celle déjà décrite, une deuxième pièce 66 qui délimite avec la première pièce 20 une chambre 40 contenant l'amortisseur de torsion, et une troisième pièce 68 formant le plateau de réaction de l'embrayage associé à ce double volant amortisseur, la deuxième pièce 66 et la troisième pièce 68 étant fixées par des vis 24 sur le rebord périphérique 30 de la première pièce 20. La deuxième pièce 66 porte les pièces rapportées 42 précitées, qui coopèrent avec les extrémités des ressorts 46 et 48 de l'amortisseur de torsion et est elle-même fixée, à sa périphérie interne, par des rivets 70 sur une couronne annulaire 72 qui est montés sur le palier 28 porté par la couronne 36,38 fixée sur le volant primaire 12. La deuxième pièce 66 peut être fixée, à sa périphérie externe, avec la troisième pièce 68 sur l première pièce 20, au moyen des vis 24. Un jeu annulaire 74 est formé entre la deuxième pièce 66 et la troisième pièce 68 et limite le transfert thermique entre la troisième pièce 68 qui comporte une surface de friction de l'embrayage et la deuxième pièce 66 qui délimite la chambre 40 contenant l'amortisseur de torsion et un lubrifiant et qui est en contact avec le palier 28. Ce jeu annulaire 74 permet également de créer un flux d'air de refroidissement à circulation forcée entre les pièces 66 et 68 du volant secondaire. En outre, on peut utiliser pour la troisième pièce 68 des matériaux mieux adaptés à leur fonction de surface de friction. En variante, la deuxième pièce 66 du volant secondaire peut être maintenue en place par la troisième pièce 68 dont la périphérie externe est fixée sur le rebord 30 de la première pièce 20 au moyen des vis 24, et dont la périphérie interne est localement en appui sur la deuxième pièce 66, des canaux radiaux de circulation d'air étant formés entre les zones d'appui et faisant communiquer avec l'extérieur l'espace annulaire entre les pièces 66 et 68. Dans une autre variante de réalisation représentée en figure 4, le double volant amortisseur selon l'invention a sensiblement la même structure que celle déjà décrite en référence aux figures 1 et 2, mais l'amortisseur de torsion monté à l'intérieur du volant secondaire 18 comprend, non plus des ressorts à action circonférentielle, mais des ressorts 76 à action sensiblement radiale, logés dans des boites cylindriques 78 supportées, à leurs extrémités radialement externes, par la première pièce 20 du volant secondaire au moyen de tiges 80 parallèles à l'axe de rotation. A leurs extrémités opposées, les boites cylindriques 78 sont traversées par des tiges radiales 82 dont les extrémités radialement externes prennent appui sur les extrémités des ressorts 76 et dont les extrémités radialement internes sont fixées sur un voile annulaire 86 solidaire du volant primaire 12. Comme dans le mode de réalisation des figures 1 et 2, les deux pièces 20 et 22 du volant secondaire sont réunies à leur périphérie radialement externe et sont supportées à leur périphérie radialement interne par les paliers 26 et 28 portés par le volant primaire. REVENDICATIONS 1-Double volant amortisseur, en particulier pour un embrayage de véhicule automobile, comprenant un volant primaire (12), des moyens de fixation (14) du volant primaire sur un arbre moteur (10), un volant secondaire (18) centré et guidé en rotation sur le volant primaire (12) et un amortisseur de torsion comprenant des moyens d'entrée (34) solidaires en rotation du volant primaire, des moyens de sortie (42) solidaires en rotation du volant secondaire (18) et des organes élastiquement déformables reliant les moyens d'entrée et les moyens de sortie, caractérisé en ce que le volant secondaire (18) comprend deux parois annulaires transversales (20,22, 66) axialement espacées qui sont centrées et guidées en rotation sur le volant primaire (12) par deux paliers (26,28) axialement espacés. 2-Double volant amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'amortisseur de torsion est entre les deux parois annulaires transversales (20,22) du volant secondaire. 3-Double volant amortisseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux paliers (26,28) sont axialement de part et d'autre des moyens d'entrée (34) de l'amortisseur de torsion. 4-Double volant amortisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens d'entrée comprennent un voile annulaire (34) qui s'étend entre les deux parois annulaires transversales (20,22) du volant secondaire et qui est fixé à sa périphérie interne sur le volant primaire. 5-Double volant amortisseur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le voile annulaire (34) est fixé sur le volant primaire (12) au moyen des vis de fixation (14) du volant primaire sur l'arbre moteur (10). 6-Double volant amortisseur selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'un premier (26) des paliers précités, situés du côté du volant primaire (12), est porté par un rebord cylindrique (30) radialement interne du volant primaire, qui est traversé axialement par les vis (14) de fixation du volant primaire sur l'arbre moteur. 7-Double volant amortisseur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le second palier (28) situé du côté opposé au volant primaire, est porté par une couronne (36) fixée sur l'extrémité du rebord cylindrique (32) au moyen des vis (14) de fixation du volant primaire. 8-Double volant amortisseur selon l'ensemble des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que le premier palier (26) est calé axialement entre le voile annulaire (34) et un épaulement du rebord cylindrique (32) et le second palier (28) est calé axialement, du côté du volant primaire, par un épaulement de la couronne (36). 9-Double volant amortisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux paliers (26, 28) ont sensiblement les mêmes dimensions. 10-Double volant amortisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins un des paliers (26,28) est un roulement ou un coussinet. 11-Double volant amortisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux parois annulaires transversales (20,22) du volant secondaire sont réunies l'une à l'autre à leur périphérie radialement externe. 12-Double volant amortisseur selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'une des parois annulaires transversales du volant secondaire comprend à sa périphérie externe un rebord (30) sensiblement cylindrique sur lequel est fixée à sa périphérie externe l'autre paroi annulaire transversale (22) du volant secondaire. 13-Double volant amortisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de sortie de l'amortisseur de torsion sont des pièces (42) fixées sur les faces en regard desdites parois transversales (20,22) du volant secondaire et qui coopèrent avec les extrémités des organes élastiquement déformables à action circonférentielle de l'amortisseur de torsion. 14-Double volant amortisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites parois annulaires transversales (20,22) du volant secondaire délimitent une chambre toroïdale (40) fermée de façon sensiblement étanche et contenant les organes élastiquement déformables (46,- 48) de l'amortisseur de torsion. 15-Double volant amortisseur selon la revendication 14, caractérisé en ce que la chambre (40) est partiellement remplie d'une matière lubrifiante. 16-Double volant amortisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les organes élastiquement déformables de l'amortisseur de torsion sont des ressorts hélicoïdaux (46,48) à action circonférentielle, logés dans des fenêtres (50) du voile annulaire (34). 17-Double volant amortisseur selon l'ensemble des revendications 14 à 16, caractérisé en ce que lesdits ressorts (46,48) sont guidés à leur périphérie radialement externe sur la paroi périphérique radialement externe (30) de la chambre (40). 18-Double volant amortisseur selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'une plaque anti-usure est interposée radialement entre les ressorts et la paroi périphérique externe (30) de la chambre (40). 19-Double volant amortisseur selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que les organes élastiquement déformables de l'amortisseur de torsion sont des ressorts (76) à action sensiblement radiale. 20-Double volant amortisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que levolant secondaire (18) comprend une troisième paroi annulaire (68) thermiquement isolée des deux premières parois annulaires (20,66) et comportant une surface de friction d'un embrayage.