Brevet FR2822210A1 — publié le 20020920

L'invention concerne un double volant amortisseur pour transmission, en particulier de véhicule automobile, du type comprenant un volant primaire solidaire d'un arbre menant, un volant secondaire relié par un embrayage à un arbre mené, des moyens amortisseurs reliant les deux volants en rotation et montés entre les deux volants, et des moyens de palier pour le centrage et le montage à rotation du volant secondaire sur le volant primaire. Dans un tel double volant amortisseur pour véhicule automobile, le volant primaire est fixé sur l'extrémité du vilebrequin du moteur à combustion interne du véhicule et le volant secondaire est relié par l'embrayage en général à un arbre d'entrée de boîte de vitesses. Ce double volant amortisseur a une fréquence de résonance pour une vitesse de rotation qui est inférieure à la vitesse de ralenti du moteur à combustion interne et passe donc par cette fréquence de résonance au démarrage et à l'arrêt du moteur. Lorsqu'aucune vitesse n'est engagée (point mort) ou lorsque l'embrayage est à l'état débrayé, le volant secondaire est susceptible de se comporter comme un pendule et d'osciller avec une forte amplitude à la fréquence de résonance, ce qui risque d'endommager ou même de détruire le double volant, et en particulier son dispositif amortisseur. L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et peu coûteuse à ce problème. Elle propose à cet effet un double volant amortisseur du type précité, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de liaison en rotation du volant primaire et du volant secondaire à l'état débrayé de l'embrayage. La liaison en rotation des deux volants au débrayage empêche le volant secondaire d'osciller librement et élimine donc les risques de détérioration ou de destruction de la transmission au passage par la fréquence de résonance, au démarrage et à l'arrêt du moteur. Pour cette liaison en rotation des deux volants au débrayage, le volant secondaire peut être axialement mobile sur le volant primaire et déplacé en contact de friction avec le volant primaire ou avec un élément solidaire de ce volant primaire, par des moyens débrayeurs de l'embrayage qui, au débrayage, sollicitent axialement le volant secondaire vers le volant primaire. Les moyens débrayeurs sont en général formés par un diaphragme annulaire qui comprend une rondelle Belleville montée entre un plateau de pression et un couvercle de l'embrayage et des doigts radiaux s'étendant vers l'axe de rotation depuis la rondelle Belleville. Au débrayage, les moyens débrayeurs exercent sur le volant secondaire, par l'intermédiaire du plateau de pression et du couvercle d'embrayage, une poussée axiale dirigée vers le volant primaire et qui par un phénomène de friction, crée un entraînement en rotation du volant secondaire par le volant primaire. De préférence, la sollicitation axiale du volant secondaire vers le volant primaire a lieu au début du débrayage, lors de la flexion élastique des doigts radiaux du diaphragme annulaire. La force axiale exercée sur le volant secondaire dans le sens opposé par des moyens élastiques de sollicitation axiale faisant partie de l'amortisseur est inférieure à la sollicitation axiale exercée sur le volant secondaire par les moyens débrayeurs et est déterminée pour éliminer tout risque de réembrayage en fin de course des moyens débrayeurs, comme on le verra plus en détail dans ce qui suit. Dans une première forme de réalisation de l'invention, une garniture de friction est portée par l'un des deux volants et est serrée axialement entre les deux volants au débrayage pour les relier en rotation. De préférence, cette garniture de friction se trouve au voisinage de la périphérie radialement externe des deux volants. Dans une variante de réalisation de l'invention, les moyens de liaison en rotation des deux volants au débrayage sont formés par des moyens de friction faisant partie des moyens amortisseurs précités. Dans cette variante, le volant secondaire peut être fixe axialement sur le volant primaire. La force exercé au débrayage sur le mécanisme d'embrayage agit sur ces moyens de friction pour augmenter la valeur du couple de frottement. 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 est une demi-vue schématique en coupe axiale d'un double volant amortisseur selon l'invention ; - la figure 2 est un graphe représentant la variation de l'effort à la butée de débrayage en fonction de la course de débrayage ; les figures 3 et 4 sont des demi-vues schématiques en coupe axiale de deux variantes de réalisation de l'invention. En figure 1, la référence 1 désigne un mécanisme d'embrayage d'un système de transmission pour véhicule automobile, et la référence 100 désigne un double volant amortisseur destiné à filtrer les vibrations de torsion entre le moteur à combustion interne du véhicule automobile et le système de transmission. Le double volant amortisseur 100 est centré sur l'axe de rotation xx'du mécanisme d'embrayage 1 et comprend un volant primaire 110 qui est fixé par des vis 10 sur l'extrémité du vilebrequin (non représenté) du moteur du véhicule, un volant secondaire 120 qui est libre en rotation par rapport au volant primaire 110 et qui forme le plateau de réaction du mécanisme d'embrayage 1, et des moyens amortisseurs de torsion qui sont montés entre les volants 110 et 120 et qui les relient en rotation en permettant un débattement angulaire entre eux à l'encontre d'un couple de rappel élastique. Le mécanisme d'embrayage 1 est d'un type classique et comprend des garnitures de friction 12 portées par un disque 14 entre un plateau de réaction formé par le volant secondaire 120 et un plateau de pression 16 déplaçable axialement, le disque 14 étant solidaire en rotation d'un arbre mené (non représenté) du système de transmission, par exemple de l'arbre d'entrée d'une boîte de vitesses. Le mécanisme d'embrayage 1 comprend également un diaphragme annulaire 18 à élasticité axiale qui est monté entre le plateau de pression 16 et une butée de débrayage (non représenté) centrée sur l'axe de rotation, et un couvercle d'embrayage 20 fixé sur le volant secondaire 120 et lié en rotation au plateau de pression 16. Le diaphragme 18 comprend une partie annulaire pleine formant rondelle Belleville à élasticité axiale, qui est montée en pivotement sur un rebord périphérique du couvercle 20 pour serrer les garnitures de friction 12 entre le plateau de pression 16 et le plateau de réaction formé par le volant secondaire 120 lorsque le mécanisme d'embrayage est en position embrayée. Dans ce mode de réalisation, les moyens amortisseurs qui sont montés entre les deux volants 110 et 120, sont constitués par des moyens d'attelage 130 comprenant une pièce annulaire intermédiaire 132, une came et une contrecame formées respectivement par les surfaces en contact de la pièce annulaire 132 et du volant secondaire 120, et des moyens 140 de rappel élastique tels qu'une rondelle Belleville 142, qui prend appui à sa périphérie radialement externe sur le volant primaire 110 et à sa périphérie radialement interne sur la pièce intermédiaire 132. Le volant secondaire 120 est constitué d'une partie annulaire radialement interne qui forme un moyeu saillant vers le volant primaire 110 et d'une partie annulaire radialement externe, ces deux parties étant fixées l'une à l'autre par des rivets 122. La pièce intermédiaire 132 est entraînée en rotation par le volant primaire 110 au moyen de cannelures ou analogues 11 qui sont ménagées dans l'ouverture centrale de la pièce intermédiaire 132 et à la surface périphérique d'une entretoise annulaire 13 fixée sur la partie périphérique radialement interne du volant primaire 110 par les vis 10 de fixation du volant primaire sur l'extrémité du vilebrequin. Les surfaces de came formées par les parties en contact de la pièce annulaire 132 et du volant secondaire 120 sont destinées à glisser l'une sur l'autre de telle sorte que la pièce annulaire 132 puisse se déplacer axialement par rapport au volant secondaire 120 en déformant axialement la rondelle Belleville 142. Le volant secondaire 120 est centré et monté en rotation sur un moyeu central 160 au moyen d'un palier 170, par exemple un palier lisse en bronze autolubrifiant ou non. Le moyeu central 160 est solidaire en rotation du volant primaire 110 et comprend un rebord périphérique annulaire radialement externe sur lequel est calée une butée à aiguilles 150 montée entre ce rebord et la partie annulaire radialement interne du volant secondaire 120, pour encaisser les efforts de pression exercés par la rondelle Belleville 142 sur le volant secondaire 120. Le glissement entre la pièce annulaire 132 et la partie radialement interne du volant secondaire 120 s'effectue en milieu lubrifié pour éviter un grippage ou une usure prématurée des pièces en mouvement. A cet effet, on prévoit des moyens d'étanchéité 180 sous forme d'un premier soufflet d'étanchéité 182 à débattement axial qui est monté autour de l'entretoise 13 entre le volant primaire 110 et la pièce intermédiaire 132, et d'un second soufflet d'étanchéité 184 qui monté entre la pièce intermédiaire 132 et le volant secondaire 120. Les cannelures 11 sont également lubrifiées. Un déflecteur d'étanchéité 186, par exemple métallique, est également utilisé pour contenir les moyens de lubrification de la butée à aiguilles 150. Lorsque le volant primaire 110 est entraîné en rotation par le vilebrequin du moteur à combustion interne du véhicule, la pièce intermédiaire 132 est également entraînée en rotation par les cannelures 11. La surface de la pièce intermédiaire 132 en contact avec le volant secondaire 120 glisse sur celui-ci, ce qui a pour effet d'écarter axialement cette pièce 132 qui se rapproche du volant primaire 110 et exerce une contrainte axiale sur la rondelle Belleville 142, tandis que la butée à aiguilles 150 transmet une poussée de réaction au volant secondaire 120. Lorsque le couple de rappel élastique exercé par la rondelle Belleville 142 sur la pièce intermédiaire 132 est sensiblement égal au couple moteur transmis par le volant primaire 110, le volant secondaire 120 est entraîné en rotation. La rondelle Belleville 142 sert également de moyen de rappel élastique pour ramener la pièce intermédiaire 132 en position de repos lorsque le mécanisme d'embrayage 1 est à l'état débrayé comme représenté en figure 1. Les profils des surfaces de came de la pièce intermédiaire 132 et de la partie radialement interne du volant secondaire 120 sont adaptés pour permettre un déplacement axial progressif de la pièce 132 par rapport au volant secondaire 120. Chaque profil a par exemple une période de 1800. Plus le décalage angulaire entre les volants 110 et 120 est élevé, plus le couple transmis peut être important, car la force de rappel élastique exercée par la rondelle Belleville 142 augmente. Une garniture annulaire de friction 15 est fixée sur le volant primaire 110, par exemple sur une masse périphérique d'inertie de celui-ci. Cette garniture de friction 15 permet une liaison momentanée en rotation entre le volant primaire 110 et le volant secondaire 120 au débrayage, lorsque la force exercée sur le volant secondaire 120 par les moyens de débrayage est supérieure à la force de rappel élastique de la rondelle Belleville 142 et vient donc déplacer axialement le volant secondaire 120 vers le volant primaire 110 pour serrer la garniture de friction 15 axialement entre les parties périphériques radialement externes des deux volants. Lorsque le moteur est démarré à l'état embrayé de l'embrayage, aucune vitesse n'étant déclenchée, sa vitesse de rotation augmente entre une valeur nulle et la vitesse de ralenti et passe par une valeur intermédiaire pour laquelle il y a résonance du dispositif de transmission. Sous l'effet de cette résonance, le volant secondaire 120 est susceptible d'osciller avec une grande amplitude, la boîte de vitesses étant au point mort. De plus, dans certains pays, les règles en vigueur imposent de débrayer avant de démarrer le moteur. Dans ce cas, le volant secondaire 120 n'est plus relié par l'embrayage à l'arbre d'entrée de la transmission quand la vitesse de rotation du moteur provoque la résonance. Pour éviter de détériorer ou de détruire le double volant, et en particulier son dispositif amortisseur par des oscillations libres du volant secondaire 120, on utilise la poussée axiale qui est exercée sur ce volant secondaire 120 en direction du volant primaire 110 par le diaphragme annulaire 18 au débrayage. La courbe B en figure 2 représente la charge axiale (rapportée au niveau de la butée) qui est exercée par le diaphragme annulaire 18 sur le plateau de pression 16 en fonction de sa déformation axiale, et le courbe C représente l'effort qui est appliqué à la butée de débrayage pour le débrayage. La première partie Cl de la courbe C correspond à la flexion élastique des doigts radiaux du diaphragme annulaire 18 et est égale à la différence entre la charge axiale exercée par le diaphragme sur le plateau de pression 16 et la charge axiale qui est due à la fixation élastique des garnitures de friction 12 sur le disque 14 et à l'élasticité du mécanisme. On voit en figure 2 que l'effort à la butée, représenté par la courbe C, augmente à partir d'une position 0 qui est la position de repos de la butée de débrayage, passe par un maximum, puis diminue et passe par un minimum correspondant à une position D de débrayage complet, la distance OD correspondant à la course totale de débrayage, la courbe C augmentant ensuite. Pour que la flexion élastique des doigts radiaux du diaphragme annulaire 18 provoque le serrage de la garniture de friction 15 entre les deux volants 110 et 120 et donc la liaison en rotation des deux volants au débrayage, il faut que la charge axiale développée par la rondelle Belleville 142 soit comprise entre les valeurs Nl et N2 en figure 2, N2 étant inférieur au minimum de l'effort Nm qui appliqué à la butée de débrayage pour le débrayage complet. Dans ces conditions, lorsque la butée de débrayage est dans la position D de débrayage total et que l'effort exercé sur le volant secondaire 120 est égal à la valeur minimale Nm, la force antagoniste exercée sur le volant secondaire 120 par la rondelle Belleville 142 ne peut repousser le volant secondaire 120 et 1'écarter du volant primaire 110. Dans la variante de réalisation représentée schématiquement en figure 3, les moyens amortisseurs de torsion montés entre les volants primaire 110 et secondaire 120 comprennent, d'une part, des ressorts circonférentiels 200 qui sont logés dans des fenêtres d'un voile annulaire 210 solidaire du volant secondaire 120 et dont les extrémités sont en appui sur des butées 220 portées par le volant primaire 110, ces moyens amortisseurs de torsion comportant d'autre part des moyens de friction formés par au moins une rondelle élastique 230 et une rondelle de friction 232 qui sont serrées axialement entre le volant primaire 110 et le volant secondaire 120. Plus précisément, le volant secondaire 120 est centré et guidé à rotation sur le volant primaire 110 par un palier lisse 240 qui est par exemple solidaire en rotation du volant secondaire 120. A l'état embrayé de l'embrayage, le volant secondaire 120 est calé axialement sur le volant primaire 110 au moyen d'une rondelle de friction 250 du côté opposé au volant primaire 110, cette rondelle de friction étant en appui sur un circlip ou anneau élastique fendu 252 engagé dans une gorge annulaire de la surface cylindrique du volant primaire 110 sur laquelle le volant secondaire 120 est monté à rotation. La rondelle 250 et le circlip 252 forment une butée axiale semblable à la butée 150 de la figure 1. De préférence, la rondelle élastique 230 et la rondelle de friction 232 disposées entre les deux volants sont solidaires en rotation du volant primaire 110. Dans ces conditions, l'effort axial exercé au débrayage sur le volant secondaire 120 par les moyens débrayeurs de l'embrayage, a pour effet d'augmenter le frottement entre la rondelle de friction 232 et le rebord du palier lisse 240 solidaire du volant secondaire 120, et donc de relier temporairement en rotation le volant primaire 110 et le volant secondaire 120. Ce frottement empêche les oscillations libres du volant secondaire 120 au passage par la fréquence de résonance à l'état débrayé du mécanisme d'embrayage. En variante, on peut combiner ce frottement avec celui sur une autre garniture liée au volant primaire comme par exemple la garniture 15 disposée sur la figure 1. Cette-ci peut être placée près du diamètre extérieur, mais aussi sur un diamètre plus faible, voir proche du palier lisse 240. En variante, ce pourrait être le voile annulaire 210 poussé par le volant secondaire 120 qui viendrait en appui sur cette garniture. Comme dans le mode de réalisation de la figure 1, l'effort axial exercé sur le volant secondaire 120 par la rondelle élastique 230 des moyens amortisseurs, est inférieur à l'effort exercé sur ce volant par les moyens débrayeurs 18 au débrayage et est de préférence compris entre les valeurs N1 et N2 précitées. Dans la variante représentée en figure 4, le volant secondaire 120 est fixe axialement sur le volant primaire 110, la rondelle de friction 232 est serrée entre les volants et la rondelle élastique est montée entre la rondelle de friction 250 et le circlip 252 pour le serrage de la rondelle 232 entre les deux volants avec une force constante, par exemple de l'ordre de 50 à 100 N. Au débrayage, les moyens débrayeurs tels que le diaphragme annulaire 18 de la figure 1, exercent sur le volant secondaire 120 une force axiale orientée vers le volant primaire 110, par exemple de l'ordre de 100 N, qui vient augmenter le serrage de la rondelle 232 entre les deux volants pour les relier temporairement en rotation et éviter ainsi les oscillations libres du volant secondaire au passage par la fréquence de résonance quand le moteur est arrêté ou démarré. Bien entendu, l'invention est applicable à des doubles volants amortisseurs dont les moyens d'amortissement montés entre les deux volants sont d'un type quelconque. Par ailleurs, il est avantageux que le démarrage du moteur ne soit autorisé que si l'embrayage est à l'état débrayé ou, inversement, que le démarrage du moteur commande simultanément le débrayage. On peut pour cela coupler aux moyens de commande de démarrage un moyen de commande de débrayage ou de contrôle de l'état débrayé de l'embrayage, ce moyen de commande ou de contrôle comprenant par exemple un contact actionné par la commande de débrayage. Lorsque la commande de l'embrayage est hydraulique, le contrôle peut être réalisé par mesure ou détermination d'une pression dans le circuit de commande d'embrayage. Les mêmes moyens servent également à la commande ou au contrôle du débrayage à l'arrêt du moteur. REVENDICATIONS 1-Double volant amortisseur pour transmission, en particulier de véhicule automobile, comprenant un volant primaire (110) solidaire d'un arbre menant, un volant secondaire (120) relié par un embrayage à un arbre mené, des moyens amortisseurs montés entre les deux volants et les reliant en rotation, et des moyens de palier (170,240) pour le centrage et le montage en rotation du volant secondaire sur le volant primaire, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (15,18, 230,232) de liaison en rotation des deux volants (110,120) au débrayage. 2-Double volant amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le volant secondaire (120) est axialement mobile sur le volant primaire (110). 3-Double volant amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le volant secondaire (120) est fixe axialement sur le volant primaire (110). 4-Double volant amortisseur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le volant secondaire (120) est relié par friction au volant primaire (110) ou à un élément solidaire du volant primaire (110), par des moyens débrayeurs (18) de l'embrayage qui, au débrayage, sollicitent axialement le volant secondaire (120) vers le volant primaire (110). 5-Double volant amortisseur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une garniture de friction (15, 232) est portée par l'un des deux volants et est serrée axialement entre les deux volants au débrayage pour les relier en rotation. 6-Double volant amortisseur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la garniture de friction (15) est proche de la périphérie radialement externe des deux volants. 7-Double volant amortisseur selon la revendication 6, caractérisé en ce que le volant secondaire vient en appui sur la garniture de friction (15) 8-Double volant amortisseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de liaison en rotation des deux volants au débrayage sont formés par des moyens de friction (232) des moyens amortisseurs montés entre les deux volants. 9-Double volant amortisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des moyens élastiques (142,230) faisant partie des moyens amortisseurs précités exercent sur le volant secondaire (120) une force axiale opposée et inférieure à celle exercée sur ce volant par les moyens débrayeurs (18) au débrayage. 10-Double volant amortisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, à l'état embrayé de l'embrayage, le volant secondaire (120) est en appui du côté de l'embrayage sur une butée axiale (150,250, 252) portée par le volant primaire (110). 11-Double volant amortisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le volant secondaire (120) est relié en rotation avec le volant primaire (110) au début de la course de débrayage. 12-Double volant amortisseur selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens débrayeurs (18) sont formés par un diaphragme annulaire comprenant une rondelle Belleville montée entre un plateau de pression (16) et un couvercle d'embrayage (20) et des doigts radiaux s'étendant vers l'axe de rotation depuis la rondelle Belleville, et en ce que la liaison du volant secondaire (120) en rotation avec le volant primaire (110) au débrayage a lieu lors de la flexion élastique des doigts radiaux du diaphragme annulaire (18). 13-Double volant amortisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de commande du démarrage et/ou de l'arrêt du moteur sont couplés à des moyens de commande ou de contrôle de l'état débrayé de l'embrayage. 14-Double volant amortisseur selon la revendication 13, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande ou de contrôle comprennent un contact actionné par des moyens de commande de l'embrayage, par exemple par une pression hydraulique.