Brevet FR2865252A1 — publié le 20050722

L'invention concerne un double volant amortisseur, en particulier pour véhicule automobile, qui comprend deux volants d'inertie coaxiaux centrés et guidés en rotation l'un par rapport à l'autre au moyen d'un palier. L'un des volants d'inertie est fixé à un arbre moteur tel que le vilebrequin d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, par des vis qui sont disposées en cercle autour de l'axe des volants d'inertie. Un amortisseur de torsion est monté entre les deux volants d'inertie et les relie en rotation. Un ou plusieurs moyens de friction sont agencés entre les volants et servent à freiner les oscillations relatives des deux volants. Dans certaines réalisations, le palier de centrage et de guidage en rotation des volants d'inertie a un diamètre relativement faible et les vis de fixation du double volant amortisseur sur l'arbre moteur sont réparties sur un cercle autour du palier. Au moins un des moyens de friction doit alors être agencé autour du cercle des vis de fixation dans une position où son encombrement radial constitue une gêne pour le montage des composants de l'amortisseur de torsion. La présente 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, en particulier pour véhicule automobile, comprenant deux volants d'inertie coaxiaux centrés et guidés en rotation l'un par rapport à l'autre au moyen d'un palier, et des moyens de frottement montés e ntre les deux volants pour freiner leurs oscillations relatives, caractérisé en ce que les moyens de frottement sont intégrés au palier. Grâce à l'invention, les inconvénients liés à l'encombrement radial des moyens de frottement sont éliminés et l'encombrement radial général du double volant amortisseur peut être réduit ou bien l'amortisseur de torsion peut avoir un encombrement radial plus important, selon ce que l'on souhaite. Selon une autre caractéristique de l'invention, le palier précité est un roulement comprenant une bague extérieure solidaire d'un des volants et 5 une bague intérieure solidaire de l'autre des volants, et les moyens de frottement sont montés entre les bagues du roulement. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les bagues du roulement sont prolongées axialement sur un côté au moins du roulement et les moyens de frottement sont montés entre les prolongements axiaux des bagues. De préférence, les moyens de frottement sont séparés axialement des organes roulants du roulement par au moins une rondelle montée de façon sensiblement étanche entre les bagues du roulement. Les moyens de frottement comprennent des moyens de serrage 15 élastique à action axiale, ou radiale ou circonférentielle. Dans une première forme de réalisation de l'invention, les moyens de frottement comprennent deux anneaux fendus montés entre les bagues du roulement et présentant des faces e n contact dont a u m oins u ne est tronconique, et des moyens élastiques sollicitant les deux anneaux fendus l'un vers l'autre dans une direction tendant à augmenter le diamètre d'un premier des anneaux fendus et/ou à réduire le diamètre du second des anneaux fendus, le premier anneau fendu étant en appui radial sur la bague extérieure du roulement et le deuxième anneau fendu étant en appui radial sur la bague intérieure du roulement. Ces deux anneaux fendus sont immobilisés en rotation l'un par rapport à l'autre ou bien l'un d'entre eux est immobilisé en rotation sur l'une des bagues du palier. Les moyens élastiques sont avantageusement constitués par une rondelle élastique du type rondelle Belleville à serrage axial. Pour cela, l'un des anneaux fendus peut comporter un rebord annulaire d'extrémité sur lequel cette rondelle élastique s'appuie pour solliciter l'autre anneau fendu vers l'autre extrémité de l'anneau fendu qui comporte le rebord annulaire d'extrémité précité, les deux anneaux fendus étant montés l'un autour de l'autre. De préférence, les faces en contact des deux anneaux fendus sont tronconiques et conjuguées l'une de l'autre. Dans une autre forme de réalisation, les moyens de frottement comprennent deux b agues cylindriques fendues montées l'une autour d e l'autre et venant en appui radial l'une sur une bague extérieure du palier et l'autre sur la bague intérieure du palier, et des moyens élastiques disposés entre ces deux bagues cylindriques fendues et 1 es sollicitant radialement dans le sens tendant à les écarter l'une de l'autre. Dans cette forme de réalisation, les moyens élastiques sont avantageusement constitués par une lame annulaire cylindrique ondulée formant ressort et dont les ondulations sont en appui alternativement sur l'une et sur l'autre des bagues cylindriques des moyens de frottement. Les surfaces cylindriques en regard de ces bagues comportent des saillies coopérant par butée circonférentielle avec les ondulations de la lame ressort. Dans une variante de réalisation, les deux bagues cylindriques fendues des moyens de frottement sont reliées l'une à l'autre par des doigts ou voiles élastiques à configuration o ndulée o u incurvée, q ui sont formés d'une seule pièce avec les bagues cylindriques. Dans une autre forme de réalisation, les moyens élastiques comprennent des ressorts circonférentiels qui sont logés dans des évidements des surfaces en regard des bagues cylindriques fendues des moyens de frottement, ces évidements comprenant à leurs extrémités des faces d'appui sur les extrémités correspondantes des ressorts. Dans cette forme de réalisation, deux ressorts circonférentiels précités sont logés dans les évidements précités de part et d'autre des 30 fentes des bagues cylindriques des moyens de frottement. Dans une autre forme de réalisation, les moyens de frottement comprennent des rondelles plates juxtaposées axialement qui sont solidaires en rotation alternativement de l'une et de l'autre des bagues externe et interne du palier, et des moyens élastiques sollicitant axialement les rondelles en appui les unes sur les autres. De préférence, ces moyens élastiques comprennent alors une rondelle élastique du type rondelle Belleville ou analogue, qui est montée en appui sur un rebord annulaire d'extrémité d'une des bagues du palier et sur une rondelle plate précitée. 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 en coupe axiale d'un double volant amortisseur selon l'invention; - La figure 2 est une vue partielle agrandie du roulement de ce double volant amortisseur; La figure 3 est une vue en élévation de ce roulement; - La figure 4 est une vue schématique en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3; - La figure 5 est une vue partielle d'une variante de réalisation du roulement du double volant amortisseur selon l'invention; - La figure 6 est une vue partielle en coupe transversale du roulement de la figure 5; - La figure 7 est une vue schématique partielle en coupe 25 transversale d'une variante de réalisation du roulement de la figure 5; - La figure 8 est une vue schématique partielle d'une autre variante de réalisation du roulement; La figure 9 est une vue schématique partielle en coupe axiale d'une autre forme de réalisation du roulement; - La figure 10 est une vue schématique en perspective éclatée du roulement de la figure 9. Dans le premier mode de réalisation de l'invention qui est représenté schématiquement aux figures 1 à 4, la référence 10 désigne un premier volant d'inertie ou volant primaire, qui est fixé par des vis 12 sur l'extrémité d'un arbre moteur tel que le vilebrequin d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, ce volant primaire 10 étant du type flexible et étant solidaire à sa périphérie externe d'une masse d'inertie 14 qui porte une couronne de démarreur 16 ainsi que l'élément d'entrée 18 d'un amortisseur de torsion 20 reliant en rotation le volant primaire 10 à un volant d'inertie secondaire 22. Le volant secondaire 22 est centré et guidé en rotation sur le volant primaire 10 au moyen d'un palier 24 qui sera décrit plus en détail dans ce qui suit et qui est monté sur le volant primaire 10 à l'intérieur d'un cercle défini par les vis de fixation 12. L'amortisseur de torsion 20 est ici du type radial et comprend des ressorts droits 26 qui sont orientés radialement en position de repos et qui sont logés dans des boîtes cylindriques 28 dont les extrémités radialement externes sont articulées sur l'élément d'entrée 18 autour d'axes 30 qui sont parallèles à l'axe commun 32 des volants d'inertie. Les ressorts 26 logés dans les boîtes 28 sont comprimés radialement par les extrémités radialement externes de tiges cylindriques 32 qui sont engagées dans les ressorts 26 et dont les extrémités radialement internes sont montées à rotation sur le volant secondaire 22 autour d'axes 34 parallèles aux axes 30 et 32 précités. Le volant secondaire 22 porte en périphérie une masse annulaire 36 qui forme le plateau de réaction d'un embrayage (non représenté) de transmission d'un couple moteur à un arbre mené, tel que l'arbre d'entrée d'une boîte de vitesses, l'extrémité de cet arbre d'entrée 37 étant représentée en trait fantôme en figure 1 et étant partiellement engagée à l'intérieur du palier 24. Comme on le voit mieux en figure 2, le palier 24 est un roulement comprenant des billes 40 montées entre une bague cylindrique extérieure 42 et une bague cylindrique intérieure 44 dont les surfaces en regard définissent un chemin de roulement des billes 40. De façon classique, des flasques annulaires 46 sont montés entre les bagues 42, 44 de part et d'autre des billes 40 et du chemin de roulement pour éviter l'entrée de corps étrangers dans le chemin de roulement et pour contenir la graisse logée entre ces flasques. Les bagues 42, 44 du roulement sont prolongées axialement chacune d'un côté du roulement, la bague extérieure 42 comprenant un prolongement axial 48 qui s'étend jusqu'au volant primaire 10 et permet la fixation de cette bague par exemple par soudure sur le volant primaire, la bague intérieure 44 comprenant un prolongement axial 50 qui s'étend jusqu'au volant secondaire 22 pour fixation de cette bague sur le volant secondaire par soudure ou par un autre moyen approprié. Dans l'exemple de réalisation des figures 1 à 4, la bague extérieure 42 du roulement comprend un prolongement axial 52 en direction du volant secondaire 22 et délimite avec le prolongement axial 50 de la bague intérieure 44 un logement dans lequel sont montés des moyens de frottement permettant de freiner les oscillations relatives des deux volants d'inertie. Ces moyens de frottement comprennent deux anneaux fendus 54 et 56, qui sont ici montés l'un autour de l'autre, l'anneau extérieur 54 ayant une face cylindrique extérieure en appui sur le prolongement 52 de la bague extérieure 42 du roulement 24, l'anneau intérieur 56 ayant une face cylindrique interne en appui sur le prolongement axial 50 de la bague intérieure 44 du roulement 24 et les deux anneaux 54 et 56 étant en appui l'un sur l'autre par des faces tronconiques 58, 60 qui sont conjuguées l'une de l'autre et qui sont inclinées à environ 45 sur l'axe de rotation 32 dans l'exemple représenté. Une rondelle élastique 62 du type Belleville formant ressort est montée en appui sur une face radiale de l'anneau extérieur 54 et sur un rebord annulaire 64 d'extrémité de l'anneau intérieur 56 pour solliciter axialement les deux anneaux l'un par rapport à l'autre dans des directions tendant à faire augmenter le diamètre de l'anneau extérieur 54 et à réduire le diamètre intérieur de l'anneau intérieur 56. Cette rondelle élastique 62 a donc pour effet d'appliquer les anneaux 54 et 56 sur les prolongements 52, 50 de la bague extérieure 42 et de la bague intérieure 44 du roulement 24, respectivement, pour générer u n frottement sur ces bagues 42 et 44 qui freine une rotation relative entre ces bagues et donc entre les volants primaire et secondaire dont ces bagues sont solidaires. Les anneaux fendus 54 et 56 sont solidaires en rotation l'un de l'autre, par exemple au moyen d'une dent ou nervure 66 formée sur la surface interne de l'anneau extérieur 54 et engagée dans une encoche ou une rainure correspondante 68 de la surface extérieure de l'anneau intérieur 56, comme représenté en figure 4. En variante, l'anneau interne 56 peut être solidarisé en rotation avec la bague intérieure 44 du roulement. En fonctionnement, le volant primaire 10 est entraîné en rotation par l'arbre moteur sur lequel il est fixé et entraîne lui-même en rotation le volant secondaire 22 par l'intermédiaire de l'amortisseur de torsion 20. Toute oscillation relative entre les volant d'inertie 10 et 22 se traduit par une rotation relative des bagues 42 et 44 du roulement et donc par un frottement des anneaux fendus 54 et 56 sur ces bagues du roulement, ce frottement absorbant une partie de l'énergie de l'oscillation relative entre les volants d'inertie. C'est la force axiale développée par la rondelle élastique 62 qui détermine la quantité d'énergie absorbée par ce frottement. L'angle des faces tronconiques 58, 60 des anneaux fendus permet aussi de régler la force de frottement. Les moyens de frottement 54, 56 intégrés au roulement 24 servent surtout à amortir les vibrations et oscillations relatives des volants d'inertie au régime de ralenti et aux faibles charges du moteur. Quand le couple transmis est plus important, les vibrations et oscillations relatives des deux volants sont amorties par des moyens de frottement 70 représentés schématiquement en figure 1, qui font partie de l'amortisseur de torsion 20. Enfin, pour éviter toute fuite de lubrifiant ou de graisse du chemin de roulement vers les anneaux fendus 54, 56, une rondelle supplémentaire de séparation 72 peut être montée entre les prolongements axiaux 50 et 52 des bagues du roulement comme représenté en figure 2, cette rondelle 72 pouvant également servir de butée axiale à l'anneau fendu intérieur 56. Une autre forme de réalisation de l'invention a été représentée schématiquement aux figures 5 et 6. Dans ces figures, les moyens de frottement logés entre les prolongements 50 et 52 des bagues du roulement 24 comprennent deux bagues cylindriques fendues 74, 76 montées l'une autour de l'autre, et un élément élastique 78 monté entre les deux bagues fendues 74 et 76, cet élément élastique 78 étant par exemple formé d'une lame annulaire ondulée 78 comme on le voit mieux en figure 6. Des saillies 80 sont formées sur les surfaces cylindriques en regard des deux bagues 74 et 76 et coopèrent avec les ondulations de l'élément élastique 78 pour interdire o u 1 imiter u ne rotation relative e ntre ces d eux bagues fendues, et les ondulations de l'élément élastique 78 sont en appui alternativement sur la surface cylindrique interne de la bague extérieure 74 qui est poussée radialement sur le prolongement axial 52 de la bague externe du roulement 24 et sur la surface cylindrique externe de la bague interne 76, qui est appliquée radialement sur le prolongement axial 50 de la bague interne 44 du roulement 24. Les bagues 74 et 76 peuvent être calées axialement entre les bagues 42 et 44 du roulement 24, du côté du volant primaire 10, par appui sur des épaulements 82 des surfaces cylindriques en regard des bagues 42 et 44 du roulement. Du côté du volant secondaire 22, les bagues cylindriques fendues 74 et 76 peuvent comporter des doigts 84 s'étendant axialement vers le volant secondaire 22 et se terminant à faible distance de ce dernier. Le fonctionnement est identique à celui qui a été décrit pour le mode de réalisation des figures 1 à 4, la seule différence étant que les moyens élastiques 78 développent un effort radial d'appui des bagues 74 et 76 sur les bagues extérieure 42 et intérieure 44 du roulement 24. Dans la variante de réalisation représentée schématiquement en figure 7, les bagues 74 et 76 sont réunies par des voiles élastiques 86 incurvés ou ondulés qui les sollicitent radialement dans des directions opposées lorsque ces bagues 74 et 76 sont montées entre les prolongements axiaux 50 et 52 des bagues du roulement 24. Dans ce cas, au moins une des bagues 74, 76 et les voiles élastiques 86 peuvent être formés d'une seule pièce, par exemple par moulage de matière plastique. Dans la forme de réalisation représentée schématiquement en figure 8, les moyens de frottement intégrés au roulement 24 sont constitués par des rondelles de frottement 88 qui sont empilées axialement les unes sur les autres et qui sont alternativement solidaires en rotation de la bague interne 44 du roulement et de la bague externe 42 de ce roulement, et qui sont sollicitées axialement en appui les unes sur les autres et sur un épaulement d'une des bagues 42, 44 du roulement par une rondelle élastique 90 qui prend appui d'une part sur un rebord annulaire 92 formé à l'extrémité d'un prolongement axial 50 ou 52 d'une des bagues du roulement et d'autre part sur les rondelles empilées 88. Pour être solidarisées en rotation des bagues 42 et 44 du roulement 24, les rondelles de frottement 88 comprennent par exemple, à leur périphéries interne ou externe, respectivement, des dents 94 engagées dans des rainures ou fentes axiales 96 des prolongements 50 et 52 des bagues du roulement. Dans la forme de réalisation des figures 9 et 10, les moyens de frottement comprennent deux bagues cylindriques fendues 100, 102 montées l'une a utour de l'autre e ntre I es p rolongements axiaux 5 0 et 52 des bagues du roulement 24, et des moyens élastiques 104 qui relient ces deux bagues en rotation et qui les sollicitent circonférentiellement en appui 2865252sur les prolongements 52 et 5 0 respectivement des bagues 42 et 44 du roulement. Les moyens élastiques 104 sont ici formés de deux ressorts à spires qui sont disposés circonférentiellement et qui sont reçus dans des logements formés par des évidements semi-cylindriques 106, 108 des surfaces en regard des bagues 100, 102. Les ressorts 104 sont en appui à leurs extrémités sur les fonds des logements 106, 108 et ils sont précontraints dans ces logements. II sont de plus situés de part et d'autre des fentes des bagues 100 et 102, de façon à ce que les efforts circonférentiels exercés par les ressorts 104 sur les bagues 100, 102 tendent à appliquer ces bagues radialement sur la surface cylindrique interne du prolongement axial 52 de la bague externe 42 du roulement 24 et sur la surface cylindrique externe du prolongement axial 50 de la bague intérieure 44 du roulement 24, respectivement. Le fonctionnement de ces moyens de frottement est identique à celui déjà décrit en référence aux autres figures. L'invention est applicable à tout type de double volant amortisseur, en particulier à ceux à amortisseur de torsion à ressorts radiaux et à ceux à 20 amortisseur de torsion à ressorts circonférentiels. REVENDICATIONS 1. Double volant amortisseur, en particulier pour véhicule automobile, comprenant deux volants d'inertie coaxiaux (10, 22) centrés et guidés en rotation l'un par rapport à l'autre au moyen d'un palier (24), et des moyens de frottement montés entre les deux volants pour freiner leurs oscillations relatives, caractérisé en ce que les moyens de frottement (54, 66, 62, 74, 76, 78, 88, 90, 100, 102, 104) sont intégrés au palier (24). 2. Double volant amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le palier (24) est un roulement comprenant une bague extérieure (42) solidaire de l'un des volants et une bague intérieure (44) solidaire de l'autre d es volants, et en ce q ue I es moyens d e frottement p récités s ont montés entre les bagues (42, 44) du roulement. 3. Double volant amortisseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les bagues (42, 44) du roulement sont prolongées axialement sur un côté au moins du roulement et en ce que les moyens de frottement précités sont montés entre les prolongements axiaux (50, 52) des bagues du roulement. 4. Double volant amortisseur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que les moyens de frottement (54, 56) sont séparés axialement des organes roulants (40) du roulement par au moins une rondelle (72) montée de façon sensiblement étanche entre les bagues du roulement. 5. Double volant amortisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une bague (42, 44) du roulement est soudée à l'une de ses extrémités axiales sur un volant d'inertie (10, 22). 6. Double volant amortisseur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de frottement comprennent un moyen de 30 serrage élastique (62) à action axiale. 7. Double volant amortisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de friction comprennent deux a nneaux fendus (54, 56) montés entre 1 es bagues d u roulement et présentant des faces en contact (58, 60) dont au moins l'une est tronconique, et des moyens élastiques sollicitant les deux anneaux l'un vers l'autre dans une direction tendant à augmenter le diamètre d'un premier (54) des anneaux fendus et/ou à réduire le diamètre du second (56) de ces anneaux, le premier anneau fendu (54) étant en appui radial sur la bague extérieure du roulement et le second anneau fendu (56) étant en appui radial sur la bague intérieure du roulement. 8. Double volant amortisseur selon la revendication 7, caractérisé en ce que les deux anneaux fendus (54, 56) sont immobilisés en rotation l'un par rapport à l'autre ou l'un des anneaux fendus est immobilisé en rotation par rapport à l'une des bagues (42, 44) du palier. 9. Double volant amortisseur selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les moyens élastiques comprennent une rondelle élastique (62) qui prend appui sur l'un et sur l'autre de ces anneaux fendus. 10. Double volant amortisseur selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que l'un (56) d es a nneaux f endus comporte u n rebord annulaire d'extrémité (64) sur lequel les moyens élastiques (62) s'appuient pour solliciter l'autre anneau fendu (54) vers l'autre extrémité de l'anneau fendu (56) comportant ledit rebord annulaire d'extrémité (64). 11. Double volant amortisseur selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que les faces en contact (58, 60) des deux anneaux fendus sont tronconiques et conjuguées l'une de l'autre. 12. Double volant amortisseur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de frottement comprennent un moyen de serrage (78) à action radiale. 13. Double volant amortisseur selon la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens de frottement comprennent deux bagues cylindriques fendues (74, 76) montées l'une autour de l'autre et venant en appui radial l'une sur une bague extérieure (42) du palier et l'autre sur la bague intérieure (44) du palier, et des moyens élastiques (78) reliant ces deux bagues cylindriques et les sollicitant radialement dans le sens tendant à les écarter l'une de l'autre. 14. Double volant amortisseur selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens élastiques comprennent une lame annulaire cylindrique ondulée (78) formant ressort et dont les ondulations sont en appui alternativement sur l'une et sur l'autre des bagues cylindriques (74, 76) des moyens de frottement. 15. Double volant amortisseur selon la revendication 14, caractérisé en ce que les surfaces cylindriques en regard des bagues (74, 76) des moyens de frottement comprennent des saillies (80) coopérant par butée circonférentielle avec les ondulations de la lame de ressort (78). 16. Double volant amortisseur selon la revendication 13, caractérisé en ce que les deux bagues cylindriques (74, 76) des moyens de frottement sont reliées l'une à l'autre par des doigts ou des voiles élastiques (86) à configuration ondulée ou incurvée, formés d'une seule pièce avec au moins une des bagues (74, 76). 17. Double volant amortisseur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de frottement comprennent des moyens 20 de serrage élastique (104) à action circonférentielle. 18. Double volant amortisseur selon la revendication 17, caractérisé en ce que les moyens de serrage élastique comprennent des ressorts circonférentiels (104) logés dans des évidements (106, 108) des surfaces en regard de deux bagues cylindriques (100, 102) fendues montées l'une autour de l'autre entre les bagues (42, 44) du palier, ces évidements comprenant à leurs extrémités des faces d'appui sur les extrémités correspondantes des ressorts (104). 19. Double volant amortisseur selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il comprend deux ressorts circonférentiels (104) précités logés de 30 part et d'autre des fentes desdites bagues fendues (100, 102). 20. Double volant amortisseur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens de frottement comprennent des rondelles plates (88) empilées axialement, qui sont solidaires en rotation alternativement de l'une et de l'autre des bagues extérieure (42) et intérieure (44) du palier, et des moyens élastiques (90) sollicitant axialement les rondelles en appui les unes sur les autres. 21. Double volant amortisseur selon la revendication 20, caractérisé en ce que les moyens élastiques comprennent une rondelle élastique (90) du type rondelle Belleville ou analogue, montée en appui sur un rebord annulaire (92) d'extrémité d'une des bagues du palier et sur une rondelle plate (88) précitée.