Brevet FR2833670A1 — publié le 20030620

de vibrer et une pièce scion la revendication 9. La présente invention concerne un amortisseur d'oscillations de torsion notamment volant d'inertie bi-masse comportant un côté primaire et un côté secondaire, selon lequel, - le côté secondaire peut pivoter par rapport au côté primaire autour d'un axe de rotation, - à partir d'une certaine rotation dans un sens de rotation, selon un an gle de base avant, un ressort de base avant exerce une force de rappel sur le côté secondaire, o - à partir d'un pivotement dans le sens de rotation d'un angle complé mentaire avant, un ressort complémentaire avant exerce en outre une force de rappel complémentaire sur le côté secondaire, - l'angle complémentaire avant est supérieur à l'angle de base avant (). Les amortisseurs d'oscillations de torsion sont installés en s particulier entre le vilebrequin d'un moteur à combustion interne et la boite de vitesses pour découpler la boite de vitesses des vibrations de tor sion produites par le moteur à combustion interne. En cas d'inversion du sens de la charge, passant de la poussée à la traction, les amortisseurs d' oscillation de torsion classiques des moteurs à combustion interne pro o duisent une secousse que les capteurs surveillant le moteur à combustion interne peuvent interpréter de façon erronée comme un raté d'allumage. Pour que la secousse en cas d'inversion de sens de charge soit aussi faible que possible, on utilise les amortisseurs d'oscillations de torsion décrits ci-dessus. Un tel amortisseur d'oscillations de torsion à commande asy s métrique est par exemple connu selon le document DE 199 58 814 A1 de la demanderesse. Des essais à long terme ont montré que des ruptures par fatigue des dispositifs de ressort apparaissaient dans ces amortisseurs d'oscillation de torsion conduisant à la défaillance de l'amortisseur d'oscillation de torsion. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un tel amortisseur d'oscillations de torsion de façon à augmenter sa durée de vie. Exposé de l'invention/avantages 3s A cet effet l'invention concerne un amortisseur d'oscillation de torsion du type défini ci-dessus, caractérisé en ce qu'en tournant dans le sens de rotation d'un angle limite amont, le ressort de base avant et le ressort complémentaire avant viennent tous deux en butée En effet, les inventeurs ont constaté que les ruptures par fatigue proviennent du fait qu'en cas de surcharge de l'amortisseur d'oscillations de torsion, selon l'état de la technique, un seul dispositif à ressort venait en butée alors que l'autre dispositif à ressort permettrait s encore la poursuite de la rotation du côté secondaire par rapport au côté primaire. Ainsi, dans l'état de la technique, le dispositif de ressort qui vient en butée est sollicité beaucoup plus fortement que l'autre dispositif à ressort si bien qu'il se casse beaucoup plus tôt. Au contraire, le dispositif selon l'invention permet en cas de o surcharge, une répartition de la charge entre les deux dispositifs de res sort ce qui augmente la durée de vie de l'oscillateur d'oscillation de tor sion. En théorie, il est possible d'installer les dispositifs de res sort dans la même plage angulaire (par exemple avec un décalage axial) et s de les commander par différents éléments de commande. Mais en prati que, en général, le ressort complémentaire avant est installé dans une autre plage angulaire par rapport à l'axe de rotation que le ressort de base avant. Les dispositifs à ressort ou plus simplement les ressorts comportent habituellement des éléments de ressort et des éléments de guidage contre lesquels s'appuient les éléments de ressort. Une telle réali sation est particulièrement fiable et travaille avec très peu de frottement. Les éléments de guidage comportent ainsi au moins des éléments de gui dage extérieurs qui s'appuient contre les éléments d'appui du côté pri maire et/ou des éléments d'entrâînement du côté secondaire. Si en pivotant de l'angle limite avant les éléments de gui dage voisins du ressort de base avant et ceux voisins du ressort complé mentaire avant entrent en contact, on aura une venue en butée simultanée des dispositifs de ressort lorsqu'on atteint l'angle limite avant, d'une manière particulièrement simple. De plus, dans ce cas, les éléments de ressort peuvent être conçus pour que les différentes spires des élé ments de ressort (ressorts hélicoïdaux) ne se touchent pas. En général l'angle complémentaire avant n'est que légère ment supérieur à l'angle complémentaire base avant. Le ressort de base 3s avant et le ressort complémentaire avant peuvent ainsi avoir essentielle ment le même angle de pivotement actif si les points d'appui du côté pri maire sont décalés de l'angle d'appui et les éléments d'entrâînement du côté secondaire sont décalés de l'angle des éléments d'entraînement, l'angle d'appui étant égal à l'angle des éléments d'entraînement si bien que les éléments de guidage auront des longueurs efficaces et la somme des longueurs efficaces des éléments de guidage du dispositif de ressort de base avant sera égale à la somme des longueurs efficaces des éléments de s guidage du ressort complémentaire avant. Si les longueurs efficaces des éléments de guidage du res sort de base avant et du ressort complémentaire avant sont égales par paire, cela assure d'une manière particulièrement simple que les sommes des longueurs actives des éléments de guidage sont égales. o Si les éléments de guidage sont à base de polymère, de fi bres de carbone et d'un lubrifiant sec autre que les fibres de carbone, la teneur en fibres de carbone étant comprise entre 10 et 50 % en poids et la teneur en lubrifiant sec représentant au maximum 30 % en poids, alors les éléments de guidage pourront toujours se déplacer avec de faibles frottements même après une durée d'ufflisation prolongée. Les explications ci-dessus concernent exclusivement un pi votement du côté secondaire par rapport au côté primaire dans le sens de rotation. Pour un pivotement dans le sens contraire du sens de rotation, il est possible de commander symétriquement les dispositifs de ressort. Mais il est également possible, même en tournant dans le sens contraire du sens de rotation, de réaliser une commande asymétrique. Dans ce cas, il est également prévu que: - à partir d'un certain pivotement dans le sens contraire du sens de ro tation, d'un angle de rappel de base d'un ressort de rappel, on exerce s une force de rappel de base sur le côté secondaire, - à partir d'un certain pivotement dans le sens contraire du sens de ro tation, d'un angle de rappel complémentaire, un ressort de rappel com plémentaire exerce sur le côté secondaire en plus une force de rappel complémentaire, - l'angle de rappel complémentaire est supérieur à l'angle de rappel de base, et en pivotant contre le sens de rotation d'un angle de rappel limite, le ressort de rappel de base et de ressort de rappel complémentaire vien nent tous deux en butée. 3s Le ressort de rappel de base peut être identique au ressort de base avant ou au ressort complémentaire avant. Le ressort de rappel est identique chaque fois à l'autre de ressort. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe d'un amortisseur d'oscillations de ro tation, - la figure 2 est une vue schématique d'une coupe selon la ligne II-II de la figure 1, - la figure 3 est une coupe de l'amortisseur d'oscillations de rotation se lon la ligne III-III de la figure 1, o - les figures 4 et 5 montrent un élément de guidage extérieur, et - les figures 6 à 8 montrent des vu es schématiques de l'amortisseur d'oscillations de rotation de la figure 3. Description de modes de réalisation Selon les figures 1 et 2, un volant d'inertie à deux masses (encore appelé volant d'inertie bi-masse) comme exemple de réalisation d'un amortisseur d'oscillations de rotation comporte un côté primaire 1 et un côté secondaire 2. Le côté secondaire 2 peut tourner par rapport au côté primaire 1 autour d'un axe de rotation 3. Selon les figures 2 et 3, le côté primaire 1 comporte des o points d'appui 4, 5. Les points d'appui 4, 5 sont décalés l'un par rapport à l'autre d'un angle d'appui a de 180 . Sur le côté secondaire 2 on a des éléments d'entraînement 6, 7 décalés d'un angle d'élément d'entraînement p. L'angle d'élément d'entraînement est de 180 . L'angle d'appui et l'angle d'élément d'entraînement, sont égaux. Selon la figure 3, les ressorts 8, 9 ont des éléments de gui dage intérieurs 11 et des éléments de guidage extérieurs 12, 13. Les res sorts 10 s'appuient contre les éléments de guidage 11, 12, 13. Les ressorts 8, 9 s'appuient en outre contre les points d'appui 4, 5 et/ou contre les éléments d'entraînement 6, 7 par les ressorts extérieurs 12, 13. so Les ressorts 8, 9 sont installés dans des plages angulaires I, II différents par rapport à l'axe de rotation 3. Les éléments de guidage 11, 12, 13 sont principalement à base de polymères, de fibres de carbone et d'un lubrifiant sec autre que des fibres de carbone. Comme polymère de base on peut utiliser par s5 exemple une matière thermoplastique en particulier un polyamide. La te neur en fibres de carbone se situe de manière caractéristique entre 10 % en poids et 50 % en poids et en particulier entre 20 et 30 % en poids. La teneur en lubrifiant sec autre que des fibres de carbone se situe de ma s nière caractéristique entre 5 et 15 % en poids. Comme lubrifiant sec on utilise notamment du bisulfure de molybdène et du polytétrafluoréthylène (Téflon, marque déposée). Les éléments de guidage intérieurs 11 sont tous réalisés de s la même manière. En particulier ils ont ainsi des longueurs d'éléments de guidage intérieurs 11, actifs, qui sont les mémes pour tous les éléments de guidage intérieurs 11. Les éléments de guidage extérieurs 12, 13 ont des lon gueurs d'éléments de guidage extérieurs actifs 12. Les éléments de gui o dage extérieurs 12, 13 ne sont pas tous réalisés de la méme manière. Les deux éléments de guidage extérieurs 12 dans la plage angulaire I c'est-à dire les deux éléments de guidage extérieurs 12 du ressort gauche 8 selon la figure 3 sont réalisés comme cela sera décrit en liaison avec les figures 4 et 5. Selon les figures 4 et 5, les deux éléments de guidage exté rieurs 12 présentent des épaulements 14 par rapport aux points d'appui 4, 5 ou aux éléments d'entrainement 6, 7 et une rainure 15 passe entre ces épaulements. La rainure 15 a une largeur telle que les éléments d'entrainement 6, 7 puissent pénétrer dans la rainure 15. La longueur ac o tive extérieure 1-2 des éléments de guidage 12 se calcule ainsi à partir du fond de la rainure 15. Les éléments de guidage extérieurs 13 de l'autre ressort 9 n'ont pas une telle rainure 15. Pour ces éléments, la longueur 1-2 exté rieure active des éléments de guidage se calcule à partir des épaulements s 14. Ces éléments de guidage extérieurs 13 sont néanmoins dimensionnés pour que leur longueur extérieure 1-2 soit égale à la longueur 1-2 exté rieure des autres éléments de guidage extérieurs 12. Les longueurs l-1, 1-2 actives des éléments de guidage 11-13 des ressorts 8, 9 sont identiques par paire. Ainsi les sommes des longueurs l-1, 1-2 actives des éléments de guidage d'un ressort 8 sont égales à la somme des longueurs actives l- 1, l 2 des éléments de guidage de l'autre ressort 9. Le contexte décrit ci-dessus en particulier la présence des rainures 15 est explicité une nouvelle fois de manière schématique à la figure 6. Les rainures 15 des éléments de guidage extérieurs 12 sont re ss présentés en trait interrompu à la figure 6. Comme cela apparait aux flgures 2, 3 et 6, les éléments d'entrainement 6, 7 sont légèrement plus courts que les points d'appui 4, 5. C'est pourquoi le côté secondaire 2 peut étre pivoté sans exercer de force, par rapport au côté primaire 1 dans un sens de rotation x, d'un pe tit angle appelé ci-après angle complémentaire de base, avant r. Lorsque l'élément d'entrainement 6 atteint l'angle complémentaire de base avant, il vient contre l'élément de guidage extérieur supérieur 13 ressort droit s selon les figures 3 et 6. En continuant de pivoter dans le sens de rotation x, le dispositif de ressort droit, 9 exerce une force de rappel de base sur le côté secondaire 2. Lorsqu'on atteint un angle légèrement supérieur, appelé ci-après angle complémentaire avant 6, l'élément d'entrainement inférieur o 7 du côté secondaire 2 atteint le fond de la rainure 15 de l'élément de gui dage extérieur inférieur 12 du ressort gauche 8. En poursuivant la rota tion dans le sens de rotation x, non seulement on déplace le ressort droit 9 mais également le ressort gauche 8 de leur position de repos. Ainsi, à par tir d'un pivotement dans le sens de rotation x, d'un angle complémentaire avant b, en plus de la force de rappel de base on exerce une force de rap pel complémentaire sur le côté secondaire 2. L' angle c o mp lémentaire avant e st légèreme nt sup érieur à l'angle complémentaire de base avant r comme cela a été indiqué. De ma nière caractéristique, l'angle complémentaire de base avant se situe dans une plage comprise entre 1 et 2 degrés d'angle; l'angle complémentaire avant se situe dans une plage comprise entre 2 et 4 degrés. Mais l'angle complémentaire avant est touj ours supérieur à l' angle complémentaire de base avant y. En poursuivant le pivotement ou la rotation dans le sens de rotation x, on comprime les éléments de ressort 1O jusqu'à ce que le côté secondaire 2 soit tourné par rapport au côté primaire 1 d'un angle limite avant ú. Cet angle ú est défini en ce que pour cet angle ú les éléments de guidage voisins 11, 12 du ressort gauche 8 sont en contact. Le ressort gauche 8 vient ainsi en butée losqu'on atteint l'angle limite avant ú. Comme indiqué ci-dessus, la somme des longueurs 1-1, 1-2 des éléments de guidage 11, 12 du ressort gauche 8 est égale à la somme des longueurs 1-1, 1-2 actives des éléments de guidage 11, 13 du ressort droit 9. Lorsqu'on atteint l'angle limite avant e, les éléments de guidage voisins 11, 13 du ressort droit 9 se touchent également. Ainsi les deux s5 ressorts 8, 9 viennent simultanément en butée lorsqu'on atteint l'angle limite avant ú. Cette position est représentée schématiquement à la figure 7. La description ci-dessus faite dans le cadre d'un pivotement dans le sens de rotation x s'applique également dans le cas de deux élé ments de guidage extérieurs 12 avec une rainure 15 lorsqu'on tourne ou pivote dans le sens contraire du sens de rotation x. Du fait de la réalisa s tion pratique, l'angle de base, l'angle complémentaire et l'angle limite, 8, , ont la même amplitude que pour une rotation ou pivotement dans le sens de rotation. Mais en principe ces angles peuvent également être diffé rents. Dans le mode de réalisation décrit à la figure 6, c'est-à-dire o en présence d'éléments de guidage extérieurs 12 avec une rainure 15 à la fois à l'extrémité supérieure et à l'extrémité inférieure du ressort gauche 8, indépendamment de ce que le côté secondaire 2 a été tourné dans le sens de rotation x ou dans le sens opposé par rapport au côté primaire 1, le ressort 9, droit sera déplacé en premier lieu. Le ressort gauche 8 ne sera S déplacé qu'ensuite. Mais il est également possible de munir les deux éléments de guidage 12 d'épaulement 14 et d'une rainure 15 à gauche et à droite du même élément d'entraînement 6, 7. La flgure 8 montre cela pour une dis position à gauche et à droite de l'élément d'entraînement supérieur 8. o Dans ce cas, en tournant dans le sens de rotation x, on dévie tout d'abord le ressort gauche 8 de sa position de repos. En tournant dans le sens contraire du sens de rotation x, on dévie tout d'abord le ressort droit 9 de sa position de repos. Cette procédure est totalement équivalente de celle décrite précédemment en liaison avec les figures 6 et 7. s Ainsi, grâce à l'invention on peut assurer de manière simple une répartition des forces actives entre les deux ressorts 8, 9 et cela en particulier lorsque se produit une surcharge. La charge maximale pour un ressort 8, 9 est ainsi pratiquement divisée par deux. Cela augmente consi dérablement la durée d'utilisation de l' ensemble de l'amortisseur d'oscillations de rotation. NOMENCLATURE 1 Côté primaire 2 Côté secondaire s 3 Axe de rotation 4, 5 Points d'appui 6, 7 Eléments d'entranement 8, 9 Ressorts Eléments de ressort lo 11 Eléments de guidage intérieur 12, 13 Eléments de guidage extérieur 14 Epaulements 1 5 Rainures I, II Plage angulaire 1-1, 1-2 Longueur des éléments de guidage x Sens de rotation OC ú Angles REVENDICATIONS 1 ) Amortisseur d'oscillations de torsion notamment volant d'inertie bi masse comportant un côté primaire (1) et un côté secondaire (2), selon lequel, s - le côté secondaire (2) peut pivoter par rapport au côté primaire (1) au tour d'un axe de rotation (3), - à partir d'une certaine rotation dans un sens de rotation (x), selon un angle de base avant (), un ressort de base avant (9) exerce une force de rappel sur le côté secondaire (2), o - à partir d'un pivotement dans le sens de rotation (x) d'un angle com plémentaire avant (), un ressort complémentaire avant (8) exerce en outre une force de rappel complémentaire sur le côté secondaire (2), - l'angle complémentaire avant () est supérieur à l'angle de base avant (), s caractérisé en ce qu' en tournant dans le sens de rotation (x) d'un angle limite amont (ú), le res sort de base avant (8, 9) et le ressort complémentaire avant (8, 9) viennent tous deux en butée. 2 ) Amortisseur d'oscillation de torsion selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort complémentaire avant (8) se trouve dans une autre plage angu laire (I) par rapport à l'axe de rotation (3) que le dispositif de ressort de base avant (9). 3 ) Amortisseur d'oscillation de torsion selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ressorts (8, 9) comportent des éléments de ressort (10) et des éléments de guidage (11, 12, 13) contre lesquels s'appuient les éléments de ressort (10). 4 ) Amortisseur d'oscillation de torsion selon la revendication 3, caractérisé en ce que les éléments de guidage (11, 12, 13) comportent au moins des éléments de 3s guidage extérieurs (12, 13) qui s'appuient contre les points d'appui (4, 5) du côté primaire (1) et/ou contre les éléments d'entrainement (6, 7) du côté secondaire (2). ) Amortisseur d'oscillation de torsion selon la revendication 4, caractérisé en ce qu' en tournant d'un angle limite amont () les éléments de guidage voisins (11, 13) du ressort de base avant (9) et les éléments de guidage voisins s (11, 12) du ressort complémentaire avant (8) se touchent. 6 ) Amortisseur d'oscillation de torsion selon la revendication 5, caractérisé en ce que les éléments d'appui (4, 5) du côté primaire (1) sont décalés d'un angle o d'appui (oc) et les éléments d'entrainement (6, 7) du côté secondaire (2) sont décalés les uns par rapport aux autres, d'un angle de l'élément d'entraînement (,) l'angle d'appui (oc) est égal à l'angle de l'élément d'entrainement (,), les éléments de guidage (11, 12, 13) ont des longueurs actives des élé s ments de guidage (1- 1,1-2), et la somme des longueurs actives (1-1, 1-3) des éléments de guidage du res sort de base avant (9) est égale à la somme des longueurs actives de élé ments de guidage (1-1, 1-2) du ressort complémentaire avant. 7 ) Amortisseur d'oscillation de torsion selon la revendication 6, caractérisé en ce que les longueurs actives (1-1), 1-2) des éléments de guidage (11, 12, 13) du dispositif de ressort de base avant (9) et du ressort complémentaire avant (8) sont identiques deux à deux. 2s 8 ) Amortisseur d'oscillation de torsion selon l'une quelconque des reven dications 3 à 7, caractérisé en ce que les éléments de guidage (11, 12, 13) sont réalisés à base de polymères, de fibres de carbone et d'un lubrifiant sec différent des fibres de carbone, la teneur en fibres de carbone étant comprise entre 10 et 50 % en poids et la teneur en lubrifiant sec représentant au maximum 30 % en poids. 9 ) Amortisseur d'oscillation de torsion selon la revendication 1, s caractérisé en ce que - à partir d'un pivotement dans le sens contraire du sens de rotation (x), d'un angle de rappel de base (), un ressort de rappel de base (8, 9) exerce une force de rappel de base sur le côté secondaire (2), - à partir d'un pivotement dans le sens contraire du sens de rotation (x), d'un angle de rappel complémentaire (), un ressort de rappel complé mentaire (8, 9) exerce en plus, une force de rappel complémentaire sur le côté secondaire (2), s - l'angle de rappel complémentaire () est supérieur à l'angle de rappel de base (), et - pour un pivotement dans le sens contraire du sens de rotation () d'un angle de rappel limite (c), le ressort de rappel de base (8, 9) et le ressort de rappel complémentaire (8, 9) viennent simultanément en butée. ) Amortisseur d'oscillation de torsion selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif de ressort de base avant (9) est identique au dispositif de res sort de rappel de base (8, 9 et le ressort complémentaire avant (8) est identique au ressort de rappel complémentaire (8, 9). 11 ) Amortisseur d'oscillation de torsion selon la revendication 9, caractérisé en ce que le ressort de base avant (9) est identique au ressort de rappel complé mentaire (8, 9) et le dispositif de ressort complémentaire avant (8) est identique au ressort de rappel de base (8, 9).