Brevet FR2847631A1 — publié le 20040528

i L'invention concerne un double volant amortisseur, en particulier pour véhicule automobile. De façon connue, un double volant amortisseur est monté dans un véhicule automobile entre l'arbre de sortie du moteur à combustion interne et l'embrayage, et comprend un volant d'inertie primaire et un volant d'inertie secondaire coaxiaux, qui sont centrés et guidés en rotation l'un sur l'autre au moyen d'un palier. Un amortisseur de torsion à ressorts est monté entre les deux volants et les relie en rotation avec une possibilité de débattement angulaire l'un par rapport à l'autre. Dans la technique traditionnelle, les ressorts de l'amortisseur de torsion sont à disposition circonférentielle et sont en général montés dans une chambre annulaire remplie de graisse. En fonctionnement, ces ressorts sont poussés par la force centrifuge en appui sur la paroi périphérique radialement externe de la chambre annulaire et peuvent se comprimer et se détendre tout en assurant une transmission de couple entre les deux volants grâce à la graisse qui remplit la chambre annulaire. On a déjà proposé de remplacer ces ressorts à disposition circonférentielle par des ressorts à disposition sensiblement radiale, qui sont beaucoup moins sensibles à la force centrifuge et qui permettent une meilleure absorption des vibrations en rotation et des irrégularités de couple produites par le moteur à combustion interne du véhicule. Par ailleurs, dans les double volants amortisseurs d'un type traditionnel, le volant primaire est une pièce rigide réalisée généralement en fonte, qui est formée d'une pièce avec un moyeu cylindrique qui supporte le palier de centrage et de guidage du volant secondaire. Le document FR-A-2662759 décrit un double volant amortisseur dont l'amortisseur de torsion est du type à ressorts circonférientels montés dans une chambre annulaire et dont le volant primaire est formé par un composant flexible qui porte la chambre annulaire de l'amortisseur de torsion et qui est destiné à absorber des vibrations ou oscillations axiales. Toutefois, dans ce dispositif connu, aucun moyen n'est prévu pour amortir rapidement les vibrations ou oscillations axiales absorbées par le volant primaire flexible. La présente invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique à ce problème. Elle a pour objet un double volant amortisseur, en particulier pour véhicule automobile, comprenant un amortisseur de torsion du type à ressorts radiaux et permettant de plus l'absorption et l'amortissement des vibrations et oscillations axiales. Elle propose, à cet effet, un double volant amortisseur du type précité, comprenant un volant d'inertie primaire et un volant d'inertie secondaire coaxiaux, centrés et guidés en rotation l'un sur l'autre au moyen d'un palier, et un amortisseur de torsion à ressorts radiaux monté entre les deux volants et les reliant en rotation avec une possibilité de débattement angulaire l'un par rapport à l'autre, caractérisé en ce que le volant primaire comprend une tôle annulaire flexible dont la partie radialement externe porte une masse annulaire d'inertie et dont la partie radialement interne est destinée à être fixée sur un arbre menant, et en ce que des moyens d'amortissement de flexion axiale associés à cette tôle annulaire flexible sont portés par ladite masse annulaire d'inertie. Ainsi, dans le double volant amortisseur selon l'invention, les vibrations de rotation et les irrégularités de couple sont mieux absorbées par l'amortisseur de torsion à ressorts radiaux et les vibrations et oscillations axiales sont également absorbées et amorties de façon efficace. De plus, les moyens d'amortissement de ces vibrations et oscillations axiales sont portés par la masse annulaire d'inertie qui est ellemême portée par la tôle annulaire flexible formant le volant primaire, de sorte que la capacité d'amortissement des vibrations et oscillations axiales est à peu près constante et ne dépend pas de la flexion axiale du volant primaire. Dans une première forme de réalisation de l'invention, ladite masse annulaire d'inertie comprend un empilement axial de rondelles annulaires fixées entre elles et à la tôle annulaire flexible et formant des moyens d'amortissement de flexion axiale par friction les unes sur les autres. La flexion axiale de la tôle annulaire flexible portant cet empilement de rondelles annulaires se traduit en effet par de faibles déplacements de ces rondelles les unes par rapport aux autres, et la friction provoquée par ces faibles déplacements absorbe au moins une partie de l'énergie provoquant les flexions axiales du volant primaire. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les moyens d'amortissement de flexion axiale comprennent une rondelle élastique coaxiale à la tôle annulaire flexible et appliquée sur cette tôle à sa périphérie radialement interne (ou externe), tandis que sa périphérie radialement externe (ou interne) est en appui sur un rebord radial de ladite masse annulaire d'inertie. Ainsi, toute flexion axiale du volant primaire se traduit par une faible déformation axiale de la rondelle élastique précitée et par une absorption d'énergie correspondante. Cette rondelle élastique peut être disposée axialement entre les deux volants d'inertie. En variante, elle peut être en appui sur une face de la tôle annulaire flexible qui est orientée à l'opposé du volant secondaire. Le rebord radial de la masse annulaire d'inertie portée par la tôle annulaire flexible peut être formé par un couvercle fixé sur la masse d'inertie du côté du volant secondaire, ou bien par une tôle qui est fixée sur la masse d'inertie du côté opposé au volant secondaire et qui porte une couronne de démarreur. Dans le double volant amortisseur selon l'invention, I e palier d e centrage et de guidage du volant secondaire est porté par un moyeu cylindrique qui est associé à la tôle annulaire flexible du volant primaire. Selon les formes de réalisation, la tôle annulaire flexible du volant primaire peut être centrée sur u ne portée cylindrique du moyeu qui est fixé, par des vis, avec cette tôle annulaire flexible sur l'extrémité de l'arbre menant. Dans une autre forme de réalisation, la tôle annulaire flexible du volant primaire est fixée par soudure sur le moyeu et par des vis sur l'extrémité de l'arbre menant, ces vis étant réparties régulièrement autour du moyeu. Dans encore une autre forme de réalisation, la tôle annulaire flexible du volant primaire est fixée par des vis sur l'extrémité de l'arbre menant et le moyeu comporte un rebord radial d'application et de fixation sur la tôle annulaire flexible, le rebord radial du moyeu étant fixé sur cette tôle par des vis ou des rivets et les vis de fixation de la tôle annulaire flexible sur l'arbre menant passant avec jeu dans des trous ou des découpes du rebord radial du moyeu. Dans une variante de réalisation, une plaque annulaire est interposée entre la tôle annulaire flexible et le rebord radial du moyeu, ce rebord radial étant fixé par des vis ou des rivets sur la plaque annulaire qui est elle-même fixée, par des vis, avec la tôle annulaire flexible formant le volant primaire sur l'extrémité de l'arbre menant. Avantageusement, dans ce cas, le moyeu comprend à son extrémité située d u côté d u volant primaire, un rebord axial qui sert au support et au centrage de la tôle annulaire flexible et de la plaque annulaire précitées et au centrage du moyeu sur l'extrémité de l'arbre menant. Quant aux ressorts radiaux de l'amortisseur de torsion, ils sont montés dans des boîtes cylindriques sur des tiges radiales dont les extrémités radialement internes sont logées dans des cavités d'une pièce annulaire entraînée en rotation par le volant secondaire et comportant des rebords coopérant avec des moyens de friction montés entre les deux volants. Ces moyens génèrent une friction appropriée lors d'un débattement angulaire entre les deux volants d'inertie, pour l'amortissement d es vibrations e n rotation et des irrégularités de couple produites par le moteur à combustion interne. 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 vue schématique de face d'un double volant amortisseur selon l'invention, la partie gauche de cette figure étant représentée avec le volant secondaire et la partie droite sans le volant secondaire; - la figure 2 est une vue schématique en coupe axiale selon la ligne 11-Il de la figure 1; - la figure 3 est une demivue schématique en coupe axiale d'une variante de réalisation de l'invention; - les figures 4, 5 et 6 sont des vues schématiques en coupe axiale d'autres variantes de réalisation de l'invention; - les figures 7, 8 et 9 sont des vues schématiques en perspective, à des échelles différentes représentant des composants de la figure 6. Le double volant amortisseur représenté schématiquement aux figures 1 et 2 comprend un volant d'inertie primaire 10 formé essentiellement d'une tôle annulaire flexible 12 et d'une masse annulaire d'inertie 14 fixée par des vis 16 sur la périphérie radialement extérieure de la tôle annulaire flexible 12, un volant secondaire d'inertie 18 formé de deux composants annulaires 20 et 22 respectivement qui sont coaxiaux et reliés l'un à l'autre par un limiteur de couple 24, et un amortisseur de torsion à ressorts radiaux 26 logés dans des boîtes cylindriques 28 entre les volants d'inertie 10 et 18. Une couronne de démarreur 30 est fixée sur la périphérie externe de la masse annulaire d'inertie 14. La périphérie radialement interne de la tôle annulaire flexible 12 est centrée sur un rebord axial 32 d'un moyeu cylindrique 34 qui porte un palier 36 de centrage et de guidage en rotation du p remier composant annulaire 20 d u volant secondaire 18. Le rebord axial 32 du moyeu 34 sert également au centrage de ce moyeu sur l'extrémité d'un arbre menant (non représenté) tel que le vilebrequin d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. Le moyeu 34 comporte également un rebord radial 38 du côté opposé au volant secondaire 18, et est fixé par ce rebord radial 38 à la tôle annulaire flexible 12 au moyen de rivets 40. L'ensemble formé par la tôle annulaire flexible 12 et le moyeu 34 est fixé sur l'extrémité de l'arbre menant au moyen de vis 42 réparties de façon régulière autour de l'axe commun de rotation 44 des volants, sur un cercle dont le diamètre est supérieur au diamètre extérieur du palier 36. Des ouvertures 46 formées dans le premier composant annulaire du volant secondaire 18 permettent un accès aux têtes des vis 42 et éventuellement le passage de ces vis. Les boîtes cylindriques 28 contenant les ressorts radiaux 26 de l'amortisseur de torsion sont montés pivotantes à leur extrémité radialement externe sur des axes 48 portés par la masse d'inertie 14 du volant primaire 10. Les ressorts 26 sont montés à l'intérieur des boîtes 28 sur des tiges axiales 50 dont l'extrémité radialement externe porte une rondelle d'appui des ressorts 26 et dont l'extrémité radialement interne est montée pivotante au moyen d'axes 52 sur le premier composant annulaire du volant secondaire 18. Des moyens de friction 54, 56 sont montés entre les deux volants d'inertie pour amortir leurs débattements angulaires relatifs. Dans le double volant amortisseur selon l'invention, une rondelle élastique 58 à action axiale, telle qu'une rondelle Belleville, est associée à la tôle annulaire flexible 12 pour amortir ses vibrations et oscillations en flexion axiale, cette rondelle élastique 58 se trouvant entre les deux volants d'inertie et étant appliquée par sa périphérie radialement interne sur la tôle annulaire flexible 12 tandis que sa périphérie radialement externe est appliquée et centrée sur un épaulement 60 de la masse d'inertie 14 du volant primaire 10. L'épaulement 60 n'est pas circulaire continu dans cet exemple de réalisation et n'est formé qu'entre les boîtes cylindriques 28 de l'amortisseur de torsion, au milieu de chaque espace séparant deux boîtes cylindriques 28 consécutives. La masse annulaire d'inertie 14 est elle-même formée avec des cavités ou rainures en V destinées à recevoir les boîtes 28 des ressorts de l'amortisseur de torsion et à permettre leur inclinaison autour des axes 48 de fixation et de pivotement sur le volant primaire 10. Un couvercle radial 62 est fixé au moyen de rivets sur la masse d'inertie 14 du volant primaire, du côté du volant secondaire 18, et comporte également des découpes ou des fentes en V permettant le pivotement des boîtes 28 des ressorts de l'amortisseur de torsion autour de leurs axes 48 de fixation sur le volant primaire 10. Dans ce double volant amortisseur selon l'invention, toute vibration en rotation ou irrégularité de couple générée par le moteur à combustion interne est transmise par l'arbre menant au volant primaire 10 et se traduit par un débattement angulaire entre les deux volants, qui est amorti par les moyens de friction 54 et 56. De même, toute vibration ou oscillation en flexion axiale transmise par l'arbre menant au volant primaire 10 est absorbée par la tôle annulaire flexible 12 et amortie par la rondelle élastique 58 montée entre cette tôle annulaire flexible 12 et la masse d'inertie 14 précitée. Grâce à ce montage particulier, la force exercée par la rondelle élastique 58 sur la tôle annulaire flexible 12 est sensiblement constante quelles que soient les vibrations et déformations en flexion axiale de cette tôle annulaire 12. Dans la variante de réalisation représentée schématiquement en figure 3, la structure du double volant amortisseur est sensiblement la même que celle représentée aux figures 1 et 2, la différence étant que la rondelle élastique 58 associée à la tôle annulaire flexible 12 est centrée à sa périphérie radialement externe sur un rebord radial 66 de la masse d'inertie 14 du volant primaire et est en appui axial sur un rebord radial interne 68 du couvercle 62 fixé sur cette masse annulaire 14 du côté du volant secondaire. Pour le reste, les composants de cette variante de réalisation sont identiques ou semblables aux composants correspondants représentés aux figures 1 et 2 et sont désignés par les mêmes chiffres de référence. Dans la variante de réalisation de la figure 4, la différence essentielle avec les modes de réalisation déjà décrits est que la rondelle élastique 58 associée à la tôle annulaire flexible 12 du volant primaire ne se trouve pas entre les volants d'inertie 10 et 18, mais est appliquée sur la tôle annulaire flexible 12 du côté tourné vers l'arbre menant 70 et est retenue à sa périphérie radialement externe par une tôle annulaire 72 qui porte la couronne de démarreur 30 et qui est fixée sur la masse d'inertie 14 et sur la tôle annulaire 12 par des rivets 74. De plus, la périphérie radialement interne de la tôle annulaire flexible 12 est soudée sur l'extrémité du rebord axial 32 du moyeu 34 et l'ensemble formé par la tôle annulaire flexible 12 et le moyeu 34 est centré sur un épaulement de l'extrémité de l'arbre menant 70. En outre, seule la tôle annulaire flexible 12 est fixée sur l'extrémité de l'arbre menant 70 par les vis précitées 42 dont les têtes s'étendent librement dans des échancrures de la périphérie de l'extrémité correspondante du moyeu 34. Le fonctionnement de cette variante de réalisation est identique au fonctionnement des modes de réalisation déjà décrits. Dans la variante de réalisation de la figure 5, on retrouve la structure déjà décrite en référence à la figure 4, dans laquelle la rondelle élastique 58 se trouve appliquée sur la tôle annulaire flexible 12 du côté de l'arbre moteur 70 et non entre les volants primaire 10 et secondaire 18, les différences essentielles avec la réalisation de la figure 4 étant que la masse d'inertie 14 du volant primaire est formée de rondelles 78 superposées axialement, fixées entre elles et sur la tôle 72 précitée par des rivets 74, un couvercle 62 étant fixé par des rivets sur la dernière rondelle 78 du côté du volant secondaire 18 et étant raccordé également à la tôle 72 précitée par une autre tôle annulaire 80. Dans cette forme de réalisation, toute flexion axiale de la tôle annulaire 12 se traduit par de petits frottements des rondelles 78 les unes sur les autres, qui absorbent au moins en partie l'énergie de la flexion axiale de la tôle annulaire 12. Par ailleurs, le moyeu cylindrique 34 comporte un rebord radial 38 à son extrémité située du côté de l'arbre menant 70 et est fixé par ce rebord radial 38 sur la partie périphérique radialement interne de la tôle annulaire 12 au moyen de rivets. La tôle annulaire 12 est elle-même fixée par les vis 42 sur l'extrémité de l'arbre menant 70, et les têtes des vis 42 s'étendent librement dans des échancrures du rebord périphérique 38 du moyeu 34. Les extrémités radialement internes des tiges 50 sur lesquelles sont enfilés les ressorts 26 de l'amortisseur de torsion, sont logées dans des échancrures d'une pièce annulaire 82, réalisée par exemple en matière plastique ou en toute autre matière appropriée, qui est entraînée en rotation par le premier composant annulaire 20 du volant secondaire 18 et qui comporte des rebords 84 et 86 respectivement coopérant avec les moyens de friction 54 portés par la tôle annulaire flexible 12 du volant primaire et avec les moyens de friction 56 portés par le moyeu cylindrique 34, pour l'amortissement des vibrations en rotation et irrégularités de couple générées par le moteur à combustion interne et transmises par l'arbre menant 70. Dans la variante de réalisation des figures 6 à 9, on retrouve sensiblement la même structure que celle décrite en référence aux figures 1 et 2, la différence essentielle étant qu'une plaque annulaire 90 est interposée entre la tôle annulaire flexible 12 du volant primaire et le rebord radial 38 du moyeu cylindrique 34 et est centrée avec la tôle annulaire flexible 12 sur le rebord axial 32 du moyeu 34, qui centre l'ensemble sur l'arbre menant 70. Le rebord radial 38 du moyeu 34 est fixé sur la plaque annulaire 90 par des rivets 92, et cette plaque annulaire 90 est elle-même fixée avec la tôle annulaire flexible 12 sur l'extrémité de l'arbre menant 70 par les vis 42 dont les têtes s'étendent librement dans des découpes ou échancrures du rebord radial 38 du moyeu 34. Une goupille axiale d'orientation 94 permet de positionner angulairement l'ensemble formé par la tôle annulaire flexible 12, la plaque annulaire 90 et le moyeu cylindrique 34 sur l'extrémité de l'arbre menant 70. De plus, la plaque annulaire 90 est avantageusement fixée sur la tôle annulaire flexible 12 par deux vis diamétralement opposées passant dans des orifices 96 de la plaque annulaire 90 et également dans des orifices correspondants 98 du rebord radial 38 du moyeu cylindrique 34. La périphérie radialement externe de la plaque annulaire 90 est fixée, par des rivets 100 logés dans des trous 102 de la plaque annulaire , à une pièce annulaire 104 portant des moyens de friction 106 associés au volant primaire 10 et à des moyens entraînés par le volant secondaire 18 par l'intermédiaire des axes 52 de fixation des tiges radiales 50 des ressorts de l'amortisseur de torsion. il REVENDICATIONS 1 - Double volant amortisseur, en particulier pour véhicule automobile, comprenant un volant d'inertie primaire (10) et un volant d'inertie secondaire (18) coaxiaux, centrés et guidés en rotation l'un sur l'autre au moyen d'un palier (36), et un amortisseur de torsion à ressorts radiaux (26) monté entre les deux volants et les reliant en rotation avec une possibilité de débattement angulaire l'un par rapport à l'autre, caractérisé en ce que le volant primaire (10) comprend une tôle annulaire flexible (12) dont la partie radialement externe porte une masse annulaire d'inertie (14) et dont la partie radialement interne est destinée à être fixée sur un arbre menant (70), et en ce que des moyens d'amortissement de flexion axiale associés à la tôle annulaire flexible (12) sont portés par ladite masse annulaire d'inertie (14). 2 - Double volant amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite masse d'inertie (14) comprend un empilement axial de rondelles annulaires (78) fixées entre elles et à la tôle annulaire flexible (12) et formant des moyens d'amortissement de flexion axiale par friction les unes sur les autres. 3 - Double volant amortisseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens d'amortissement de flexion axiale comprennent une rondelle élastique (58) coaxiale à la tôle annulaire flexible (12) et appliquée sur celle-ci à sa périphérie radialement interne (ou externe), sa périphérie radialement externe (ou interne) étant appliquée et centrée sur un rebord radial ou épaulement (60) de ladite masse d'inertie. 4 - Double volant amortisseur selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit rebord radial (60) est à contour circulaire discontinu. - Double volant amortisseur selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la rondelle élastique (58) est disposée axialement entre les deux volants (10,18). 6 - Double volant amortisseur selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que ladite rondelle élastique (58) est retenue axialement par un rebord radial (68) d'un couvercle (62) fixé sur la masse d'inertie (14) du côté du volant secondaire (18). 7 - Double volant amortisseur selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que la rondelle élastique (58) est en appui sur une face de la tôle annulaire flexible (12) orientée à l'opposé du volant secondaire (18). 8 Double volant amortisseur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le rebord radial est formé sur une tôle (72) qui est fixée sur la masse d'inertie (14) du côté opposé au volant secondaire (18) et qui porte une couronne (30) de démarreur. 9 - Double volant amortisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite tôle annulaire flexible (12) est centrée sur un rebord cylindrique (32) d'un moyeu (34) qui est fixé avec ladite tôle annulaire flexible (12) sur l'extrémité de l'arbre menant (70) et qui porte le palier (36) d e centrage et de g uidage du volant secondaire (18). - Double volant amortisseur selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'à son extrémité située du côté du volant primaire (10), le moyeu (34) comprend des moyens (32) de centrage sur l'arbre menant (70). 11 - Double volant amortisseur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la tôle annulaire flexible (12) est fixée par soudure sur un moyeu (34) qui porte le palier (36) de centrage et de guidage du volant secondaire, et est fixée sur l'extrémité de l'arbre menant (70) par des vis (42) qui sont réparties régulièrement autour du moyeu (34). 12 - Double volant amortisseur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la tôle annulaire flexible (12) est fixée par des vis (42) sur l'extrémité de l'arbre menant (70) et en ce qu'un moyeu (34) portant le palier (36) de centrage et de guidage du volant secondaire comporte un rebord radial (38) d'application et de fixation sur la partie radialement interne de la tôle annulaire flexible (12). 13 - Double volant amortisseur selon la revendication 12, caractérisé en ce que le rebord radial (38) du moyeu (34) est fixé sur la tôle annulaire flexible (12) par des vis ou des rivets et en ce que les vis (42) de fixation de la tôle annulaire flexible (12) sur l'arbre menant (70) passent librement dans des découpes ou échancrures de ce rebord radial (38). 14 - Double volant amortisseur, selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'une plaque annulaire (90) est interposée entre la tôle annulaire flexible (12) et le rebord radial (38) d u moyeu (34), ce rebord radial étant fixé par des vis ou des rivets (92) sur la plaque annulaire (90) qui est elle-même fixée par des vis (42) avec la tôle annulaire flexible sur l'extrémité de l'arbre menant (70). - Double volant amortisseur selon la revendication 14, caractérisé en ce que le moyeu (34) comprend, à son extrémité située du côté du volant primaire, un rebord axial qui sert au support et au centrage de la tôle annulaire flexible (12) et de la plaque annulaire (90) et au centrage du moyeu (34) sur l'extrémité de l'arbre menant. 16 - Double volant amortisseur selon l'une des revendications 9 à 15, caractérisé en ce que les ressorts radiaux (26) de l'amortisseur de torsion sont montés dans des boîtes cylindriques (28) sur des tiges radiales (50) dont les extrémités radialement internes sont logées dans des cavités d'une pièce annulaire (82) entraînée en rotation par le volant secondaire (18) et comportant des rebords (84, 86) coopérant avec des moyens de friction (54, 56) d'amortissement des vibrations et oscillations de rotation entre les volants (10, 18).