Brevet FR2822212A1 — publié le 20020920

I i Amortsseur de torsion La présente invention concerne un amortisseur de tor- sion monté sur un vilebrequin de moteur à combustion in- terne. Un amortisseur de torsion est monté sur un vilebrequin de moteur à combustion interne afin de réduire les vibra- tions'de torsion produites dans le vilebrequin. L'amortis- seur de torsion est monté de manière générale sur une partie de poulie en prenant en considération l'espace de montage. La figure 5 est une vue en coupe représentant un amor- tisseur de torsion habituel. Sur la figure 5, un moyeu 2 est fixé sur le vilabrequin 1 d'un moteur à combustion interne. Ce moyeu 2 a une partie de rebord cylindrique 2A s'étendant dans la direction axiale et une partie de fixation 2B formée en un seul bloc avec celle-ci et s'étendant dans la direc- tion diamétrale, et est formé par traitement à la presse d'un matériau en feuille. Une surface de la partie de fixa- tion 2B est en contact avec une suface d'extrémité du vile brequin 1. Le' moyeu 2 est fixé sur le vilebrequin 1 via une Y rondelle 6B par un boulon 6A relié par vissage à un filetage femelle 1A formé dans le vilebrequin 1. Une masse cylindrique 3 constituée d'un métal est agen- cee à l'extérieur de la partie de rebord 2A, et un corps élastique cylindrique 4 constitué de caoutchouc ou analogue est fixé entre la masse 3 et la partie de rebord 2A par in- sertion à la presse ou collage. Un joint étanche à l'huile 5 est fixé sur un ensemble de moteur 20 afin dempêcher que de l'huile de lubrification ne fuie de l'intérieur de celui-ci, et un élément d'étanchéité de celui- ci établit le contact avec la surface circonférentielle extérieure du vilebrequin 1. Une pluralité de gorges en forme de V est formée sur la surface circonférentielle extérieure de la masse 3 pour constituer une poulie, et cette poulie est reliée via une courroie à un alternateur, c'est-à-dire à une poulie d'un générateur de courant alternatif ou à une poulie d'un com- presseur réfrigérant d'un équipement de climatisation. Le vilebrequin 1 utilise principalement un acier à te- neur moyenne en carbone ayant une teneur en carbone de 0,30 à 0,50 %, ou un acier à forte teneur en carbone ayant une teneur en carbone de 0,50 à 0,80 %, ou un acier allié. Puis- que le vilebrequin 1 constitué du matériau mentionné ci-dessus a une grande résistance à l' abrasion sur sa sur face circonférentielle extérieure, il est possible d'amener l'élément d'étanchéité du joint étanche à l'huile 5 en con- tact avec la surface circonférentielle extérieure. Le moyeu 2 constitué d'un métal en feuille utilise principalement un acier à faible teneur en carbone ou un acier à très faible teneur en carbone (ayant une teneur en carbone de 0,30 % ou moins). La figure 6 est une vue en coupe représentant un autre amortisseur de torsion habituel. Un écarteur cylindrique 7 ayant une surface circonférentielle intérieure 7A est agencé sur une partie d'extrémité du vilebrequin 1, et une surface d'extrémité de l'écarteur 7 dirigée vers l'extérieur fait saillie plus loin que la surface dextrémité du vilebrequin 1. Le moyeu 2 constitué d'un métal en feuille est fixé sur le vilebrequin 1 par le boulon 6A, et la surface du moyeu 2 est en contact avec la surface d'extrémité de l'écarteur 7. Dans cet amortisseur de torsion, l'écarteur 7 utilise un acier à teneur moyenne en carbone ayant une teneur en carbone de 0,30 à 0,50 %, ou un acier à forte teneur en car- bone ayant une teneur en carbone de 0,50 à 0,80 %, ou un acier allié. Puisque l'écarteur constitué du matériau tel que mentionné ci-dessus a une grande résistance à l'abra sion, il est possible d'amener l'élément d'étanchéité du joint étanche à l'huile 5 en contact avec sa surface circon férentielle extérieure. La figure 7 est une vue en coupe représentant encore un autre amortisseur de torsion habituel. Un bossage 8 agencé sur une partie d'extrémité du vilebrequin 1 est fixé de ma nière ferme sur le moyeu 2 ayant la partie de rebord 2A et la partie de fixation 2B, par soudage. La référence 10 indi que une partie de soudure. Afin d'effectuer facilement le soudage du bossage 8 sur le moyeu 2, le bossage 8 utilise un acier à faible teneur en carbone ou un acier à très faible teneur en carbone (dans lequel la teneur en carbone est de 0,30 % ou moins). Afin d' assurer une résistance à l' abrasion à l'élément d'étanchéité, un collier 9, sur lequel on appli que un traitement de surface tel qu'un placage de chrome, un durcissement par induction ou analogue, est agencé sur la surface circonférentielle extérieure du bossage 8. Dans l'amortisseur de torsion représenté sur la figure , puisque l'élément d'étanchéité du joint étanche à l'huile est directement amené en contact avec la surface circonfé rentielle extérieure du vilebrequin 1, il est nécessaire d'appliquer un traitement de durcissement de surface à la surface circonférentielle extérieure et de lisser de manière douce la surface périphérique extérieure avec une grande précision. En faisant ceci, le coût de fabrication du vile brequin incluant l'amortisseur de torsion est accru. Par ailleurs, dans l'amortisseur de torsion représenté sur la figure 6, puisque l'élément d'étanchéité est en contact avec la surface circonférentielle extérieure de l'écarteur 7, l'écarteur 7 doit être constitué d'un élément ayant une grande résistance à l' abrasion et de plus le nombre de piè- ces constituant l'amortisseur de torsion est augmenté de sorte que l'efficacité de l'assemblage est réduite. En ou- tre, comme représenté sur les figures 5 et 6, puisque le moyeu 2 est fixé sur le vilebrequin 1 dans un état tel que la partie de fixation 2B situse au centre du moyeu 2 est en contact avec la surface d'extrémité du vilebrequin 1 ou la surface d'extrémité de l'écarteur 7, il est impossible de renforcer la force de fixation du moyeu 2. Au contraire, dans l'amortisseur de torsion représenté sur la figure 7, puisque le moyeu 2 est soudé sur le bossage 8, la force de fixation du moyeu 2 devient élevée. Cepen dant, le collier 9 ayant une grande résistance à l' abrasion doit être agencé sur l'extérieur du bossage 8, et par consé- quent une opération est requise de sorte que le collier 9 qui est une autre partie différente du bossage 8 soit inséré à la presse dans le bossage 8. En conséquence, le nombre de pièces est augmenté, et en outre le coût de fabrication de- vient élevé. Afin d'éliminer l'utilisation de ce collier 9, si on utilise un acier à teneur moyenne en carbone ayant une te- neur en carbone de 0,30 à 0,50 % ou un acier à forte teneur en carbone ayant une teneur en carbone de O,SO à 0,80 % en tant que matériau du bossage 8, alors la partie de soudure entre le bossage 8 et le moyeu 2 est durcie et la force est abaissée du fait de la réduction de la ténacité et de l' augmentation de la contrainte résiduelle. Afin d'éliminer cette influence thermique, la partie de soudure 10 doit être traitée thermiquement. En conséquence, afin de fabriquer l'amortisseur de torsion représenté sur la figure 7, trois étapes sont requises, à savoir une étape de soudage, une étape de trempage de la partie de soudure, et une étape de durcissement par induction consistant à durcir par induction une partie avec laquelle l'élément d'étanchéité est en con- tact, de sorte que le problème se pose que le coût de fabri- cation de l'amortisseur de torsion devient élevé. Un but de la présente invention est de fournir un amor tisseur de torsion ayant une grande efficacité d' assemblage sur un vilebrequin. Un autre but de la présente invention est de fournir un amortisseur de torsion qui peut obtenir une force de soudure voulue sans traiter thermiquement la partie de soudure exis- tant entre un moyeu et un bossage soudé sur celui-ci. Encore un autre but de la présente invention est de fournir un amortisseur de torsion dans lequel une partie avec laquelle un élément d'étanchéité est en contact a une réaistance élevée à l' abrasion. L'amortisseur de torsion selon la présente invention est un amortisseur de torsion monté sur un vilebrequin de moteur à combustion interne, et est caractérisé par un bos- sage métallique cylindrique agencé sur le vilebrequin et ayant une surface circonférentielle extérieure avec laquelle vient en contact un joint étanche à l'huile agencé dans un ensemble de moteur, un moyeu qui a une partie de fixation soudée sur une surface d'extrémité du bossage et une partie de rebord cylindrique formée en un seul bloc et concentri quement du côté de la circonférence extérieure de la partie de fixation, et qui est formé par un métal en feuille ou une opération de forgeage à froid, une masse cylindrique agencée concentriquement sur le côté extérieur de la partie de re- bord, et un corps élastique cylindrique agencé entre la par L tie de reLord et la masse, dans lequel le matériau métalli- que du moyeu a un équivalent carbone de 0,5 % ou moins, le matériau métallique du bossage a un équivalent carbone de 0,5 % ou moins et une teneur en carbone de 0,2 % ou plus et une partie en contact avec le joint étanche à l'huile est durcie par trempage. Une partie du moyeu en contact avec le joint étanche à l'huile dudit moyeu peut être durcie par in- duction. Le bossage agencé sur le vilebrequin est soudé sur la partie de fixation du moyeu conformément à la présente in- vention. Grâce au fait que les inventeurs se sont consacrés à une recherche et un développement et à une fabrication d'essai, il a été trouvé que lorsque l'équivalent carbone (Ceq) du moyeu dépasse 0,5 %, la force de soudure (une force d' extraction de bossage) du bossage est abaissse et en outre la dureté requise (HRC) de la partie avec laquelle l'élément d'étanchéité du joint étanche à l'huile est en contact est d' environ 40 (HRC) et donc la teneur en carbone (C) de la partie à durcir par induction doit être de 0,2 % ou plus. La présente invention est basce sur la connaissance mentionnée ci-dessus. Les caractéristiques et avantages de l' invention seront exposés plus en détail dans la description ci-après, en se référant aux dessins annexés. La figure 1 est une vue en coupe représentant un mode de réalisation d'un amortisseur de torsion selon la présente invention. La figure 2 est une vue en coupe représentant un autre mode de réalisation d'un amortisseur de torsion selon la présente invention. La figure 3 est un graphique caractéristique représen tant la relation entre l'équivalent carbone (%) et la force de soudure (kN) dans un matériau métallique au moment du soudage. La figure 4 est un graphique caractéristique représen tant la relation entre la teneur en carbone (%) et la dureté (HRC) dans un matériau métallique au moment du durcissement par induction. La figure 5 est une vue en coupe représentant un amor tisseur de torsion habituel. La figure 6 est une vue en coupe représentant un autre amortisseur de torsion habituel. La figure 7 est une vue en coupe représentant encore un autre amortisseur de torsion habituel. Comme représenté sur la figure 1, un amortisseur de torsion selon la présente invention a un moyeu 11 constitué d'un métal en feuille. Le moyeu 11 est muni d'une partie de rebord llA formée sensiblement selon une forme cylindrique, et dune partie de fixation llB formée en un seul bloc avec la partie de rebord llA et s'étendant dans une direction diamétrale. Le moyeu 11 est constitué d'un métal en feuille et est formé par traitement à la presse d'un matériau en forme de plaque. Un trou traversant est formé dans la partie de fixation llB, et le moyeu 11 est fixé de manière ferme sur un vi lebrequin 1 via une rondel le 6B par un boulon 6A relié par vissage à un filetage femelle 1A qui est formé dans le vilebrequin 1. Le matériau du moyeu 11 a un équiva lent carbone (Ceq) de 0,5 % ou moins. Un bossage métallique cylindrique 12 est agencé sur l'extérieur du vilebrequin 1. Une surface d'extrémité du bossage 12 est fixée de manière ferme et en un seul bloc avec la partie de fixation llB du moyeu 11 par soudage. Sur la figure 1, la référence 13 indique une partie de soudure. Le matériau du bossage 12 a un équivalent carbone (Ceq) de 0,5 % ou moins, et une teneur en carbone (C) de 0,2 % ou plus. Un joint étanche à l'huile 5 est monté sur un ensemble de moteur 20 de sorte qu'un élément d'étanchéité est en con tact avec la surface circonférentielle extérieure du bossage 12, et un durcissement par induction est appliqué à la par- tie de bossage 12 avec laquelle le joint étanche à l'huile est en contact. Sur la figure 1, la référence 14 indique une partie sur laquelle le durcissement par induction est appli qué. Comme décrit ci-dessus, léamortisseur de torsion com- porte le moyeu 11 formé en un seul bloc par traitement à la presse d'un matériau en feuille métallique qui a un équiva- lent carbone (Ceq) de 0,5 % ou moins, et le bossage 12 formé par un matériau métallique qui a un équivalent carbone (Ceq) de 0,5 % ou moins et une teneur en carbone (C) de 0,2 % ou plus, et le bossage 12 est soudé sur le moyeu 11 à la partie de soudure 13. Comme représenté sur la figure 3, lorsque l'équivalent carbone (Ceq) d'un élément à souder dépasse 0,5 %, la force de la soudure est réduite. Par ailleurs, comme représenté sur la figure 4, la dureté requise de la partie avec laquelle cet élément d'étanchéité est en contact est d'envi ron 40 (HRC), et une teneur en carbone (C) telle que cette dureté puisse être obtenue par durcissement par induction est de 0,2 % ou plus. En conséquence, la partie de soudure 13 peut maintenir une force de soudure suffisante (F) (force d' extraction du bossage) comme représenté sur la figure 3 sans appliquer de traitement thermique quelconque tel qu'un traitement de trempe ou analogue. De plus, le durcissement par induction peut être appliqué sur la surface circonférentielle exté- rieure du bossage métallique 12, et la dureté requise d'en viron 40 (HRC) peut être obtenue comme représenté sur la fi- gure 4, et la résistance à l' abrasion de la partie d'étan- chéité à l'huile peut également être satisfaite. Par consé- quent, il est possible d'amener directement le joint étanche à l'huile 5 en contact avec celle-ci. Dans ce cas, la dureté A représentée sur la figure 4 correspond à la valeur de la dureté requise de la partie avec laquelle le joint étanche à l'huile 5 est directement en contact sur la surface circon- férentielle extérieure du bossage métallique 12. La figure 2 est une vue en coupe représentant un autre mode de réalisation d'un amortisseur de torsion selon la présente invention. Un moyeu 15 de cet amortisseur de tor- sion est fabriqué en utilisant un matériau ayant un équiva- lent carbone (Ceq) de 0,5 % ou moins, et par forgeage à froid. Le moyeu 15 comporte une partie de fixation 15B ayant un trou traversant à travers lequel passe un boulon 6A relié par vissage au vilebrequin 1, et une partie de rebord 15A formée concentriquement du côté circonférentiel extérieur, et le moyeu 15 est fixé de manière ferme sur le vilebrequin 1 à la partie de fixation 15B. Sur la figure 2, des éléments communs avec les éléments représentés sur la figure 1 ont les mêmes références numériques. Conformément à l'amortisseur de torsion qui constitue la présente invention représentée sur les figures 1 et 2, il est possible de maintenir une force de soudure suffisante, c'est-à-dire une force d' extraction de bossage, sans appli- quer après soudage un traitement thermique quelconque à la partie de soudure située entre la partie de fixation et le bossage. De plus, il est possible d'appliquer un durcisse ment par induction de la surface circonférentielle exté- rieure du bossage, et en même temps de satisfaire également à la résistance à l' abrasion du joint étanche à l'huile. De plus, puisque le nombre de pièces utiliséss peut être ré- duit, le coût de fabrication peut être réduit et on peut ob tenir une bonne efficacité d' assemblage. - Revendic at ions 1. Amortisseur de torsion monté sur un vilebrequin (1) de moteur à combustion interne, comportant: un bossage métallique cylindrique (12) agencé sur ledit vilebrequin et ayant une surface circonférentielle exté rieure avec laquelle est en contact un joint étanche à l'huile (5) prévu dans un ensemble de moteur, un moyeu (11, 15) qui a une partie de fixation (llB, 15B) soudée sur une surface d'extrémité dudit bossage et une partie de rebord cylindrique (llA, 15A) formée en un seul bloc et concentriquement du côté de la circonférence exté- rieure de la partie de fixation, et qui est formé par un mé- tal en feuille ou par une opération de forgeage à froid, une masse cylindrique (3) agencée concentriquement du côté extérieur de ladite partie de rebord (llA, 15A), et un corps élastique cylindrique (4) agencé entre ladite partie de rebord et ladite masse, caractérisé en ce que le matériau métallique dudit moyeu (11, 15) a un équivalent carbone de 0,5 % ou moins, le matériau métallique dudit bossage (12) a un équivalent car bone de 0,5 % ou moins et une teneur en carbone de 0,2 % ou plus, et une partie en contact avec le joint étanche à l'huile (15) est durcie par trempage. 2. Amortisseur de torsion selon la revendication 1, ca ractérisé en ce que la partie dudit bossage en contact avec