Brevet FR2870902A1 — publié le 20051202

Dispositif de roulement de volant d'inertie. La présente invention concerne le domaine des volants d'inertie à deux masses, généralement munis d'amortisseurs d'oscillations de torsion. Ces volants bi-masse sont montés entre le vilebrequin d'un moteur à combustion interne et la boîte de vitesses afin de découpler la boîte de vitesses des vibrations et oscillations de torsion dues en particulier aux acyclismes du moteur. Le volant comporte deux disques ou plateaux montés l'un à côté de l'autre et de façon concentrique au moyen d'un palier. Les plateaux primaire et secondaire sont angulairement liés par des ressorts d'amortissement de torsion. L'ensemble des plateaux tourne en rotation autour d'un axe commun, le plateau secondaire pouvant se déplacer angulairement dans une certaine plage angulaire limitée par rapport au plateau primaire lors de l'amortissement des oscillations. Un tel dispositif est connu par le document FR-A-2 754 034. Toutefois, ce mécanisme comprend un grand nombre de pièces dont de nombreuses pièces usinées particulièrement onéreuses et occupe un espace important. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. La présente invention propose un volant d'inertie bi-masse et un roulement de volant d'inertie de faible masse, d'encombrement réduit, comprenant un petit nombre de pièces à assembler, de montage simple et de fabrication économique. Le dispositif de roulement de volant d'inertie, selon un aspect de l'invention, comprend un rangée d'éléments roulants disposés entre deux bagues, et un système générateur de friction, disposé dans le roulement, les bagues du roulement étant en tôle emboutie. L'utilisation de roulement à bagues en tôle emboutie, d'épaisseur sensiblement constante, permet de réaliser des gains substantiels de masse et une réduction des coûts de fabrication. En effet, de simples bagues embouties ayant subi un traitement thermique suffisent pour ce type d'application, alors qu'un roulement conventionnel à bagues 2870902 2 massives à gorges profondes doit subir des opérations de tournage, de traitement thermique et de rectification. L'intégration au roulement du système générateur de friction permet un gain de place par rapport au système conventionnel, permet de réduire le nombre de pièces assemblées chez l'équipementier et simplifie la structure interne du volant d'inertie. Dans un mode de réalisation de l'invention, l'une des bagues dépasse axialement l'autre bague d'un côté du roulement, tandis que de l'autre côté, l'autre bague dépasse axialement la première bague. On facilite ainsi la fixation de chaque bague sur un plateau de volant d'inertie correspondant. Dans un mode de réalisation de l'invention, le système générateur de friction est disposé radialement entre les deux bagues du roulement. Le système générateur de friction peut être fixé sur l'une des bagues et en contact de frottement avec l'autre bague. Dans un mode de réalisation de l'invention, le système générateur de friction comprend une couronne pourvue d'ondulations radiales dont les sommets viennent élastiquement en appui sur des portées de la bague intérieure et de la bague extérieure. Dans un mode de réalisation de l'invention, le système générateur de friction est disposé axialement entre une surface radiale de l'une des bagues et une surface radiale d'un élément fixé sur l'autre bague. Dans un mode de réalisation de l'invention, le système générateur de friction comprend une rondelle axialement élastique. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le système générateur de friction comprend une rondelle à ondulations axiales. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le système générateur de friction comprend une rondelle élastique tronconique. Dans un mode de réalisation de l'invention, le dispositif comprend une rondelle frein fixée sur l'autre bague. La rondelle frein peut être en contact avec l'organe de friction. 2870902 3 L'intégration du système générateur de friction dans le roulement permet de réduire le nombre de pièces à assembler chez l'équipementier qui fabrique le volant d'inertie. L'invention propose également un volant d'inertie comprenant un plateau primaire, un plateau secondaire et un palier à roulement pourvu d'une rangée d'éléments roulants disposés entre deux bagues. Le palier à roulement comprend, en outre, un système générateur de friction disposé entre les bagues dudit roulement, les bagues dudit roulement étant en tôle emboutie. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels: -la figure 1 est une vue partielle en coupe axiale d'un volant d'inertie selon un aspect de l'invention; -la figure 2 est une vue en coupe radiale selon II-II de la figure 1 d'un roulement selon un aspect de l'invention; -les figures 3 et 4 sont des vues en coupe axiale de volant d'inertie selon d'autres modes de réalisation de l'invention. Comme on peut le voir sur la figure 1, le volant d'inertie comprend un plateau primaire 1, se présentant sous la forme d'une pièce métallique circulaire radiale, un plateau secondaire 2 métallique, de forme semblable, et un palier à roulement 3 disposé entre le plateau primaire 1 et le plateau secondaire 2. Le palier à roulement 3 est de type à contact oblique et comprend une bague extérieure 4, une bague intérieure 5, pourvues respectivement de chemins de roulement intérieur 6 et extérieur 7, une rangée d'éléments roulants 8, ici des billes, disposés entre les chemins de roulement 6 et 7, une cage 9 de maintien de l'espacement circonférentiel des éléments roulants 8 réalisée par exemple en matériau synthétique, un organe de friction 10, un joint 12 disposé à l'extrémité axiale de l'une des bagues et un joint labyrinthe 13 disposé à l'extrémité opposée au joint 12. On pourrait bien entendu prévoir un roulement ne comportant pas de cage et dans lequel les billes 8 seraient jointives. Plus précisément, la bague extérieure 4 réalisée en tôle d'acier emboutie comprend une portion axiale 4a formant l'extrémité libre de la bague extérieure 4 du côté du plateau primaire 1 et dans l'alésage de laquelle est fixé le joint 12 représenté de façon schématique, une portion sensiblement toroïdale 4b sur la surface intérieure de laquelle est formé le chemin de roulement 6, une portion axiale 4c présentant un diamètre inférieur à celui de la portion axiale 4a et dont l'alésage est en contact avec l'organe de friction 10, un rebord 4d oblique dirigé vers l'intérieur, une portion axiale 4e de diamètre inférieur à celui de la portion axiale 4c et un rebord radial 4f dirigé vers l'intérieur et présentant une extrémité libre axiale formant le joint labyrinthe 13 avec la bague intérieure 5. Le rebord 4f est fixé par soudure à une surface radiale du plateau 2, par exemple par un cordon de soudure 14. En d'autres termes, la bague extérieure 4 est monobloc et présente trois portions axiales de diamètres étagés, la plus grande supportant le joint 12 et étant tangente au chemin de roulement 6 et celle présentant un diamètre intermédiaire étant en contact avec l'organe de friction 10. La bague intérieure 5 réalisée en tôle d'acier emboutie comprend une portion axiale 5a de grand diamètre fixée à une surface axiale du plateau primaire 1 par soudure, par exemple par le cordon de soudure 15, une portion radiale 5b dirigée vers l'intérieur à partir de l'extrémité de la portion axiale 5a opposée au plateau primaire 1, une courte portion axiale 5c prolongeant la portion radiale 5b à son extrémité de petit diamètre, et dirigée vers le plateau secondaire 2, le joint d'étanchéité 12 venant frotter sur la surface extérieure de la portion axiale 5c, une portion toroïdale 5d prolongeant la portion axiale 5c en direction du plateau secondaire 2, et dont la surface extérieure forme le chemin de roulement 7, une portion axiale 5f prolongeant l'extrémité de petit diamètre de la portion toroïdale 5d en direction du plateau secondaire 2, une autre portion axiale 5g, de diamètre très légèrement réduit par rapport à celui de la portion axiale 5f et dont la surface extérieure est en contact avec l'organe de friction 10. 2870902 5 La portion axiale 5g se termine par une surface radiale 5h. La surface extérieure de la portion axiale 5g, à proximité de la surface radiale 5h, forme également l'étanchéité labyrinthe 13 avec l'extrémité du rebord 4f de la bague extérieure 4. La piste de roulement 6 est disposée par rapport à un plan radial passant par le centre des éléments roulants 8, du côté du plateau secondaire 2. Au contraire, la piste de roulement 7 est disposée par rapport au même plan radial passant par le centre des éléments roulants 8, du côté du plateau primaire 1. A titre de variante, on peut prévoir de prolonger la portion axiale 4a de la bague extérieure 4 en direction de la portion radiale 5b de la bague intérieure 5 afin de former un passage étroit venant, soit en supplément du joint d'étanchéité 12, soit en remplacement. Un autre joint d'étanchéité peut également être disposé dans l'espace subsistant axialement entre l'organe de friction 10 et le rebord radial 4f de la bague extérieure 4, et radialement entre la portion axiale 4e de la bague extérieure 4 et la portion axiale 5g de la bague intérieure 5. On peut encore prévoir une cage 9, assurant une étanchéité entre les éléments roulants 8 et l'organe de friction 10, par formation de passage étroit, ou encore au moyen de lèvres frottantes. Comme on le voit plus particulièrement sur la figure 2, l'organe de friction 10 se présente sous la forme d'un élément ondulé radialement, ledit organe 10 étant précontraint radialement entre la bague extérieure 4 et la bague intérieure 5 du roulement. L'organe de friction peut être une rondelle ou encore un anneau ouvert. Les ondulations viennent alternativement en contact avec l'alésage de la portion axiale 4c de la bague extérieure 4 et la surface extérieure cylindrique de la portion axiale 5g de la bague intérieure 5. Un tel organe de friction est particulièrement économique et durable. Son montage peut être effectué simplement en venant l'emmancher dans la bague extérieure avant de monter les éléments roulants 8. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 3, l'organe de friction se présente sous la forme d'un anneau de section rectangulaire en matériau synthétique disposé entre l'alésage de la portion axiale 4c et la surface extérieure de la portion axiale 5g, l'organe de friction 2870902 6 étant radialement précontraint entre la bague extérieure 4 et la bague intérieure 5 du roulement. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 4, la bague extérieure 4 comprend, en allant du plateau 1 vers le plateau 2, une portion axiale 4a, une portion toroïdale 4b dont la surface intérieure forme la piste de roulement 6, une courte portion sensiblement axiale 4c, une portion radiale dirigée vers l'intérieur 4g, une portion radiale dirigée vers l'extérieur 4h et une portion axiale 4i, de diamètre très légèrement supérieur à celui de la portion axiale 4a, et dirigée à l'opposé. Les portions radiales 4g et 4h sont voisines l'une de l'autre et viennent à proximité de la bague intérieure 5 pour former un passage étroit 13. La bague intérieure 5 se rapproche de celle illustrée sur la figure 1. L'organe de friction 10 se présente ici sous la forme d'une rondelle élastique ondulée axialement, en contact de frottement sur la surface du rebord radial 4h du côté opposé aux éléments roulants 8. Le palier à roulement 3 comprend, en outre, une rondelle frein 16, de forme annulaire, comprenant une portion radiale 16a se terminant vers l'intérieur par une portion oblique 16b divisée en une pluralité de languettes et montée à force sur la surface extérieure de la portion axiale 5e de la bague intérieure 5 et se maintenant par arc-boutement. En d'autres termes, la rondelle frein présente une forme de rondelle dont le bord intérieur est plié dans une direction axiale par rapport à la portion radiale 16a, le pliage étant effectué dans une direction opposée au sens axial du montage. La portion oblique 16b permet donc un accrochage axial ferme de la rondelle frein sur la bague intérieure 5. L'organe de friction 10 est maintenu axialement pincé entre le rebord radial 4h de la bague extérieure 4 et la portion radiale 16a de la rondelle frein 16. En outre, le roulement 3 est ainsi mis sous une légère précontrainte axiale, ce qui facilite sa manipulation et son transport et peut s'avérer favorable à son bon fonctionnement. Le passage étroit 13 formé entre les bagues extérieure 4 et intérieure 5 est situé entre les éléments roulants 8 et l'organe de friction 10, ce qui évite l'intrusion, à proximité des éléments roulants 8, d'éventuelles particules métalliques dus au frottement de l'organe de friction 10 sur la bague extérieure 4 ou la rondelle frein 16. La portion axiale 4i de la bague extérieure 4 fait saillie au-delà de l'extrémité libre de la portion axiale 5f de la bague intérieure 5 et peut ainsi être fixée, par exemple par soudure, sur le plateau secondaire 2. La portion axiale 5a de la bague intérieure 5 fait saillie axialement au-delà de l'extrémité libre de la portion axiale 4a de la bague extérieure 4 et peut ainsi être fixée, par exemple par soudure, sur le plateau primaire 1. On comprend donc qu'il est particulièrement avantageux que l'une des bagues dépasse axialement d'un côté par rapport à l'autre, et que l'autre bague dépasse du côté opposé par rapport à la première. En outre, on peut aisément prévoir des joints d'étanchéité frottants, même présentant un frottement important, dans la mesure où un tel frottement peut participer à l'amortissement des oscillations et vibrations. A titre d'exemple, on pourrait prévoir, dans le mode de réalisation de la figure 5, d'ajouter un joint d'étanchéité entre les portions axiales 4i et 5f des bagues extérieure 4 et intérieure 5, respectivement, afin d'éviter l'intrusion d'éléments étrangers à proximité de la rondelle frein 16 et de l'organe de friction 10. L'invention permet donc de réaliser un volant d'inertie de structure simple, de coût de fabrication raisonnable, les bagues de roulement en tôle emboutie étant en effet plus économiques que les bagues usinées munies de gorges profondes. En outre, le roulement incorpore le système d'amortissement en torsion, ce qui réduit considérablement le nombre de pièces à assembler chez le constructeur de volant d'inertie et procure des gains appréciables en ce qui concerne le temps de montage et l'encombrement global du dispositif. REVENDICATIONS 1-Dispositif de roulement (3) de volant d'inertie, comprenant une rangée d'éléments roulants (8) disposés entre deux bagues (4, 5), caractérisé par le fait qu'il comprend, en outre, un système générateur de friction (10), disposé dans ledit roulement, les bagues dudit roulement étant en tôle emboutie. 2-Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'une des bagues dépasse axialement de l'autre bague d'un côté du roulement, tandis que de l'autre côté, l'autre bague dépasse axialement de la première bague. 3-Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le système générateur de friction (10) est disposé radialement entre les deux bagues du roulement. 4-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le système générateur de friction (10) comprend une couronne pourvue d'ondulations radiales dont les sommets viennent élastiquement en appui sur des portées de la bague intérieure et de la bague extérieure. 5-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le système générateur de friction (10) est disposé axialement entre une surface radiale de l'une des bagues et une surface radiale d'un élément fixé sur l'autre bague. 6-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le système générateur de friction (10) comprend une rondelle axialement élastique. 7-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le système générateur de friction (10) comprend une rondelle à ondulation axiale. 8-Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le système générateur de friction (10) comprend une rondelle élastique tronconique. 9-Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend une rondelle frein (16) fixée sur l'autre bague. 10-Volant d'inertie comprenant un plateau primaire (1), un plateau secondaire (2) et un palier à roulement (3) pourvu d'une rangée d'éléments roulants (8) disposés entre deux bagues, caractérisé par le fait que le palier à roulement comprend, en outre, un système générateur de friction (10) disposé entre les bagues dudit roulement, les bagues dudit roulement étant en tôle emboutie.