Brevet FR2895471A1 — publié le 20070629

DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne de manière générale les moteurs à combustion interne. Elle concerne plus particulièrement un dispositif de transmission de couple d'un moteur qui comprend un arbre menant, un volant moteur comportant un moyeu adapté à être fixé sur l'arbre menant et une masse inertielle annulaire qui, de plus grand diamètre que le moyeu, est solidaire de ce moyeu et présente une face radiale arrière orientée du côté du vilebrequin, des moyens d'amortissement des oscillations de la masse inertielle annulaire par rapport à ce moyeu, comportant au moins un organe d'amortissement reliant le moyeu à la masse inertielle annulaire et apte à se déformer élastiquement suivant la direction de l'axe de l'arbre menant. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse pour les dispositifs de transmission de couple comportant un volant moteur de type flexible. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE Pour réduire les vibrations du moteur dans le domaine de moyennes fréquences (200-1000 Hz), on utilise généralement un volant moteur dit assoupli. Pour assouplir le volant moteur il est connu de réaliser des fenêtres traversantes diamétralement opposées sur le disque ce qui permet d'avoir une flexibilité autour d'un ou de plusieurs axes privilégiés appartenant au plan moyen du volant moteur, c'est-à-dire dans le plan transversal à l'axe de l'arbre menant. Cependant, lorsque le moteur est en fonctionnement, la souplesse du volant moteur peut provoquer, par flexion de la masse inertielle, des débattements du volant moteur dans la direction axiale de l'arbre menant qui dépassent la limite tolérable. II en résulte des problèmes de tenue mécanique du volant moteur et du dispositif de friction d'embrayage. Il est donc nécessaire pour ce type de volant moteur de trouver un système d'amortissement qui permet de réduire les débattements axiaux du volant moteur sans avoir toutefois un impact significatif sur sa souplesse en flexion. Le document WO 2004/065807 décrit, dans son mode de réalisation illustré par la figure 13, un dispositif de transmission de couple d'un moteur qui comprend un volant moteur. Le volant moteur comprend un moyeu adapté à être fixé sur un arbre menant et une masse inertielle annulaire fixée au moyeu. Il est aussi prévu un organe d'amortissement des oscillations de la masse inertielle annulaire par rapport à ce moyeu, apte à se déformer élastiquement suivant la direction de l'axe de l'arbre menant, et qui comporte une partie extérieure agencée pour prendre appui contre et coopérer par friction avec la face radiale arrière de la masse inertielle annulaire du volant moteur. Toutefois, dans ce dispositif, l'organe d'amortissement est rapporté sur le moyeu du volant moteur du côté de l'embrayage, c'est-à-dire contre la face du moyeu opposée au vilebrequin. L'organe d'amortissement est donc monté lors de l'assemblage du volant moteur. Le document WO 2004/065807 ne prévoit aucune possibilité de réglage de l'effort d'appui de l'organe d'amortissement contre la masse inertielle annulaire du volant moteur. Un tel réglage serait d'ailleurs particulièrement malcommode, voire impossible, dans la mesure où, pour réaliser un tel réglage, il serait en effet nécessaire de démonter le volant moteur pour remplacer l'organe d'amortissement ou insérer les entretoises. OBJET DE L'INVENTION La présente invention propose un nouveau dispositif de transmission de couple adapté à réduire les débattements axiaux du volant moteur. À cet effet, on propose selon l'invention un dispositif de transmission de couple d'un moteur qui comprend un arbre menant, un volant moteur comportant un moyeu adapté à être fixé sur l'arbre menant et une masse inertielle annulaire qui, de plus grand diamètre que le moyeu, est solidaire de ce moyeu et présente une face radiale arrière orientée du côté du vilebrequin, des moyens d'amortissement des oscillations de la masse inertielle annulaire par rapport à ce moyeu, comportant au moins un organe d'amortissement reliant le moyeu à la masse inertielle annulaire et apte à se déformer élastiquement suivant la direction de l'axe de l'arbre menant, dispositif dans lequel l'organe d'amortissement comporte une partie centrale qui prend appui sur l'arbre menant et une partie extérieure agencée pour prendre appui contre et coopérer par friction avec la face radiale arrière de la masse inertielle annulaire du volant moteur. Lorsque le volant moteur fléchit, l'organe d'amortissement frotte sur la partie de la masse inertielle annulaire du volant moteur avec laquelle il est en appui, ce qui réduit les débattements axiaux de la masse inertielle annulaire du volant moteur. Grâce à l'organe d'amortissement apte à se déformer élastiquement, le volant moteur conserve la souplesse que lui procure sa capacité de flexion. Ainsi les amplitudes importantes des débattements axiaux de la masse inertielle sont diminuées par frottement de l'organe d'amortissement sur la masse inertielle, sans obérer de façon significative les capacités de flexion de l'ensemble du volant moteur. Cet organe d'amortissement est une pièce indépendante du volant moteur et du vilebrequin et ne devient solidaire du moyeu du volant moteur et du vilebrequin que lors de l'assemblage du dispositif de transmission. Ainsi, le montage du dispositif d'amortissement est simplifié ce qui permet de diminuer les coûts de production du dispositif de transmission. Au surplus, un tel organe d'amortissement n'utilise pour sa fixation que les vis de fixation du moyeu du volant moteur et peut donc être utilisé quel que soit le type du volant moteur sans avoir à ajouter un système de fixation supplémentaire. Enfin, le fait que la partie centrale de l'organe d'amortissement soit située entre le moyeu du volant moteur et l'arbre menant, offre, lors du montage du volant moteur sur l'arbre menant, des possibilités de réglage de l'effort de rappel élastique axial exercé par la partie extérieure de l'organe d'amortissement sur la masse inertielle annulaire du volant moteur. Selon une première caractéristique avantageuse de l'invention, le dispositif comporte des moyens pour permettre, lors de l'assemblage du volant moteur avec l'arbre menant et l'organe d'amortissement, un réglage de l'effort de rappel élastique axial de friction exercé par la partie extérieure de l'organe d'amortissement. L'organe d'amortissement peut ainsi recevoir une précontrainte ajustable de manière à assurer un contact permanent du moyen d'amortissement avec la masse inertielle annulaire du volant moteur. Le niveau de précontrainte est l'effort d'appui de l'organe d'amortissement contre la masse inertielle annulaire du volant moteur. Grâce à l'agencement de l'organe d'amortissement entre le volant moteur et l'arbre menant, on peut régler au moyen des vis de fixation du moyeu du volant moteur sur l'arbre menant, le niveau de précontrainte imposé à l'organe d'amortissement. Ainsi, on peut ajuster le niveau de frottement que l'on souhaite générer entre l'organe d'amortissement et la masse inertielle annulaire lors des oscillations de la masse inertielle. D'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du dispositif de transmission de couple selon l'invention sont les suivantes : l'arbre menant présentant un plateau de fixation, la partie centrale de l'organe d'amortissement est située entre le moyeu du volant moteur et le plateau de fixation de l'arbre menant ; - l'organe d'amortissement comporte des orifices pour le passage de vis de fixation destinées à traverser le moyeu du volant moteur et à venir se loger dans le vilebrequin ; l'organe d'amortissement comprend des languettes qui s'étendent radialement depuis la partie centrale et dont la partie terminale constitue la partie extérieure de l'organe d'amortissement ; - la partie centrale de l'organe d'amortissement est de forme annulaire et l'organe d'amortissement comprend deux languettes qui s'étendent radialement depuis la partie centrale et dont la partie terminale constitue la partie extérieure de l'organe d'amortissement ; le volant moteur présentant au moins un axe privilégié de flexion, chaque languette est disposée le long d'un axe privilégié de flexion du volant moteur ; la partie extérieure des languettes est élargie ; l'organe d'amortissement est une plaque ; la plaque est une rondelle ; il comprend une pluralité d'organe d'amortissement empilés les uns sur les autres. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION La description qui va suivre en regard des dessins annexés de plusieurs modes de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Sur les dessins annexés : la figure 1 est une vue de côté d'un volant moteur et d'un vilebrequin ; la figure 2A est une vue de face arrière du volant moteur selon un premier mode de réalisation ; -la figure 2B est une vue selon la coupe A-A du volant moteur de la figure 2A ; la figure 3 est une vue en coupe dans le plan médian du volant moteur selon un deuxième mode de réalisation ; la figure 4A est une vue en coupe dans le plan médian du volant moteur selon un troisième mode de réalisation ; la figure 4B est une vue selon la coupe B-B du volant moteur de la figure 4A ; la figure 5A est une vue en coupe dans le plan médian du volant moteur selon un quatrième mode de réalisation ; la figure 5B est une vue selon la coupe C-C du volant moteur de la figure 5A. En préliminaire, on notera que les éléments identiques ou similaires des différents modes de réalisation représentés sur les différentes figures seront, dans la mesure du possible, référencés par les mêmes signes de référence et ne seront pas décrits à chaque fois. Sur la figure 1, on a représenté une partie d'un dispositif de transmission de couple d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. Ce dispositif de transmission de couple comprend un arbre menant, ici un vilebrequin 10 pourvu d'un plateau 11 de fixation, ainsi qu'un volant moteur 20 destiné à coopérer avec un disque d'embrayage (non représenté). Comme représenté sur les figures 2A et 2B, le volant moteur 20 comporte, d'une part, un moyeu 22 adapté à être fixé au plateau 11 du vilebrequin 10 et, d'autre part, une masse inertielle 21 annulaire qui, de plus grand diamètre que le moyeu 22, est solidaire de ce moyeu 22. De même que le moyeu, la masse inertielle 21 présente une face radiale arrière 19 orientée du côté du vilebrequin 10 et une face radiale avant 18 opposée destinée à coopérer par friction avec le disque d'embrayage (non représenté). Le moyeu 22 constitue la partie centrale du volant moteur 20. Ici le volant moteur 20 comporte des ouvertures, ou fenêtres traversantes 23, 24, 25, 26 pratiquées dans le moyeu, ou partie centrale, du volant moteur. Ici, les deux fenêtres traversantes 25, 26 sont diamétralement opposées et symétriques l'une de l'autre par rapport à l'axe X perpendiculaire au plan de symétrie du vilebrequin 10 ce qui permet d'avoir une flexibilité autour de cet axe X. Similairement, les deux fenêtres traversantes 23, 24 sont diamétralement opposées et symétriques l'une de l'autre par rapport à l'axe Y, c'est-à-dire l'axe défini par l'intersection du plan moyen du volant moteur 20 et du plan de symétrie du vilebrequin 10 ce qui permet d'avoir une flexibilité autour de cet axe. Les niveaux de flexibilité autour des deux axes privilégiés X et Y peuvent être ajustés en agissant sur la dimension et la forme des fenêtres traversantes. Les positions de ces axes privilégiés l'un par rapport à l'autre et par rapport au plan du vilebrequin peuvent être ajustés afin de découpler les modes de flexion autour de chacun de ces deux axes, c'est-à-dire afin de positionner, dans le domaine des fréquences, le mode de flexion du volant autour de l'axe X suffisamment loin du mode de flexion autour de l'axe Y pour ne pas augmenter les vibrations du vilebrequin. Ce dispositif de transmission de couple comporte également des moyens d'amortissement des oscillations de la masse inertielle 21 annulaire par rapport au moyeu 22. Ces moyens d'amortissement comporte un organe d'amortissement 30 reliant le moyeu 22 à la masse inertielle 21 annulaire et apte à se déformer élastiquement suivant la direction de l'axe Al du vilebrequin 10. Avantageusement, l'organe d'amortissement 30 comporte une partie centrale 33 qui prend appui sur l'arbre menant 10 et une partie extérieure 312, 322 agencée pour prendre appui contre et coopérer par friction avec la face radiale arrière 19 de la masse inertielle 21 annulaire du volant moteur 20. Préférentiellement, la partie centrale 33 de l'organe d'amortissement 30 est située entre le moyeu 22 du volant moteur 20 et le plateau 11 de fixation du vilebrequin 10. En variante, on peut prévoir de fixer la partie centrale 33 de l'organe d'amortissement sur une autre partie du vilebrequin. Ici, l'organe d'amortissement 30 est une plaque flexible 30 réalisée dans un matériau, de l'acier par exemple, suffisamment élastique pour pouvoir se déformer sous l'effet des débattements de la masse inertielle et suffisamment résistant mécaniquement pour pouvoir tenir sous l'effet des contraintes alternées imposées par la masse inertielle en flexion. La plaque est d'un seul tenant et est obtenue par emboutissage puis découpage. La plaque présente une épaisseur faible, comprise par exemple entre 1 mm et 3 mm. Selon un premier mode de réalisation de l'invention représenté sur les figures 2A et 2B, la plaque flexible 30 comprend des languettes 31, 32 qui s'étendent radialement depuis la partie centrale 33 et dont la partie terminale constitue la partie extérieure 312, 322 de l'organe d'amortissement. La partie centrale 33 est ici en forme de couronne et relie entre elles les deux languettes. Ces languettes 31, 32 comprennent également une partie intermédiaire 311, 321 inclinée par rapport à la partie terminale de la languette correspondante et par rapport à la partie centrale 33 de la plaque 30. Le moyeu 22 du volant 20 comporte des orifices pour le passage des vis de fixation 12. La couronne de fixation est pourvue de trous de passage 34 destinés à être positionnés en vis-à-vis des orifices de fixation du moyeu 22 du volant moteur 20, afin de laisser passer des éléments 12 de centrage et de fixation du volant moteur 20 sur le vilebrequin, pour sa fixation entre le moyeu 22 du volant moteur 20 et le plateau 11 du vilebrequin 10. Comme représenté sur la figure 2A, chaque languette est disposée le long d'un axe privilégié de flexion du volant moteur 20, ici l'axe Y. En variante, on pourrait aussi prévoir de disposer des languettes suivant l'axe X. Le montage du dispositif de transmission est réalisé de la façon suivante. La partie centrale en forme de couronne de la plaque flexible est tout d'abord rapportée sur le plateau du vilebrequin. Puis le moyeu du volant moteur est positionné sur le plateau du vilebrequin en vis-à-vis de la couronne de telle sorte que les orifices de fixations du moyeu soient en face des trous de passage de la couronné de la plaque flexible pour permettre la fixation du volant moteur et de la plaque sur le plateau du vilebrequin. Lors du serrage des vis de fixation du volant moteur sur le vilebrequin, la partie intermédiaire inclinée de la languette est aplanie ce qui génère un effort de précontrainte de la languette sur la masse annulaire. Le serrage de la vis permet de régler l'aplanissement et donc le niveau de précontrainte. Par contre il peut être utile de prévoir des rondelles pour compenser un éventuel jeu entre le moyeu du volant moteur et la partie centrale de la plaque, suivant le niveau de serrage souhaité. Ainsi, grâce à l'effort de précontrainte généré on assure un contact permanent du moyen d'amortissement avec la masse inertielle annulaire du volant 25 moteur. En fonctionnement, lorsque le volant moteur 20 vibre en flexion autour de l'axe perpendiculaire au plan de symétrie du vilebrequin 10, la masse annulaire 21 bouge axialement par rapport à son moyeu 22 et tente de tirer les languettes 31, 32 également dans le sens axial. De ce fait un effort de cisaillement est créé entre 30 les languettes 31, 32 et la masse annulaire 21. Au-delà d'une certaine limite, les languettes 31, 32 glissent par rapport à la masse annulaire 21 et créent donc un frottement sur la masse annulaire. Ces frottements alternatifs permettent d'atténuer les mouvements de la masse annulaire 21 dans le sens axial et donc de réduire les débattements axiaux du volant moteur 20 en flexion. Selon un deuxième mode de réalisation représenté sur la figure 3, qui est une variante du premier mode de réalisation (figures 2A et 2B), on peut prévoir d'utiliser une plaque 60 pourvue de languettes 61, 62 dont les parties extérieures 63, 64 sont élargies à leur extrémité destinée à être en appui sur la face radiale arrière 19 de la masse inertielle 21. Ainsi les surfaces de contact entre les languettes et la masse inertielle annulaire sont augmentées. On peut aussi selon un troisième mode de réalisation représenté sur lés figures 4A et 4B réaliser un empilement de plaques flexibles. Ici une deuxième plaque flexible 40 est empilée sur la première plaque flexible 30. Les languettes 31, 41 et 32, 42 de chacune de ces plaques 30, 40 sont superposées l'une avec l'autre, ce qui permet d'augmenter le frottement lors de l'oscillation du volant moteur autour de son axe de flexion Y. Les surfaces des parties des languettes et des parties de la masse inertielle annulaire destinées à être en contact peuvent être adaptées pour favoriser le contact entre ces deux pièces au moyen d'un processus d'usinage adéquat et/ou par dépose d'un revêtement spécifique. On peut aussi prévoir que la masse inertielle annulaire soit pourvue d'aménagements spécifiques (non représentés) pour recevoir les extrémités des languettes afin d'améliorer la tenue en endurance des interfaces entre les languettes en acier et la masse annulaire en fonte. Selon un quatrième mode de réalisation représenté sur les figures 5A et 5B, la plaque flexible est une rondelle 50, c'est-à-dire un disque évidé au niveau du passage du vilebrequin et des vis de fixations. Cette rondelle 50 est en contact avec l'ensemble de la face radiale arrière du moyeu 22 et de la masse inertielle 21 annulaire du volant moteur 20. La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit. Ici le volant moteur est ajouré. En variante, on peut prévoir d'utiliser l'organe d'amortissement tel que décrit ci-dessus avec un volant moteur plein. Au surplus, le volant moteur est ici monobloc, mais, en variante, on peut prévoir que la masse inertielle annulaire et le moyeu du volant moteur forment des pièces distinctes. De même l'organe d'amortissement est monobloc, mais, en variante, il pourrait être constitué de plusieurs pièces. Enfin, l'organe d'amortissement tel que décrit ci-dessus peut être utilisé avec un volant moteur souple comprenant une masse annulaire et un flasque annulaire flexible. REVENDICATIONS 1. Dispositif de transmission de couple d'un moteur comprenant : - un arbre menant (10), - un volant moteur (20) comportant un moyeu (22) adapté à être fixé sur l'arbre menant (10) et une masse inertielle (21) annulaire qui, de plus grand diamètre que le moyeu (22), est solidaire de ce moyeu (22) et présente une face radiale arrière (19) orientée du côté du vilebrequin, - des moyens d'amortissement des oscillations de la masse inertielle (21) annulaire par rapport à ce moyeu (22), comportant au moins un organe d'amortissement (30 ; 40 ; 50 ; 60) reliant le moyeu (22) à la masse inertielle (21) annulaire et apte à se déformer élastiquement suivant la direction de l'axe (Al) de l'arbre menant (10), caractérisé en ce que l'organe d'amortissement (30 ; 40 ; 50 ; 60) comporte une partie centrale (33) qui prend appui sur l'arbre menant (10) et une partie extérieure (312, 322 ; 63, 64) agencée pour prendre appui contre et coopérer par friction avec la face radiale arrière (19) de la masse inertielle (21) annulaire du volant moteur (20). 2. Dispositif de transmission de couple selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, l'arbre menant (10) présentant un plateau (11) de fixation, la partie centrale (33) de l'organe d'amortissement (30 ; 40 ; 50) est située entre le moyeu (22) du volant moteur (20) et le plateau (11) de fixation de l'arbre menant (10). 3. Dispositif de transmission de couple selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (12) pour permettre, lors de l'assemblage du volant moteur (20) avec l'arbre menant (11) et l'organe d'amortissement (30 ; 40 ; 50 ; 60), un réglage de l'effort de rappel élastique axial de friction exercé par la partie extérieure (312, 322 ; 63, 64) de l'organe d'amortissement. 4. Dispositif de transmission de couple selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe d'amortissement (30 ; 40 ; 50 ; 60) comporte des orifices (34) pour le passage de vis de fixation destinées à traverser le moyeu (22) du volant moteur (20) et à venir se loger dans le vilebrequin. 5. Dispositif de transmission de couple selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe d'amortissement (30 ; 40 ; 60) comprend des languettes (31, 32 ; 41; 42 ; 61, 62) qui s'étendent radialement depuis la partie centrale (33) et dont la partie terminale constitue la partie extérieure (312, 322 ; 63, 64) de l'organe d'amortissement (30 ; 40 ; 60). 6. Dispositif de transmission de couple selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la partie centrale (33) de l'organe d'amortissement (30 ; 40 ; 60) est de forme annulaire et l'organe d'amortissement (30 ; 40 ; 60) comprend deux languettes (31, 32 ; 41; 42 ; 61, 62). 7. Dispositif de transmission de couple selon l'une des deux revendications précédentes, caractérisé en ce que, le volant moteur (20) présentant au moins un axe privilégié (X, Y) de flexion, chaque languette est disposée le long d'un axe (Y) privilégié de flexion du volant moteur (20). 8. Dispositif de transmission de couple selon l'une des trois revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie extérieure (63, 64) des languettes (61 ; 62 ) est élargie. 9. Dispositif de transmission de couple selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'organe d'amortissement (30 ; 40 ; 50 ; 60) est une plaque (30 ; 40 ; 50 ; 60). 10. Dispositif de transmission de couple selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la plaque est une rondelle (50). 11. Dispositif de transmission de couple comprenant une pluralité d'organe d'amortissement (30 ; 40 ; 50 ; 60) selon l'une des revendications précédentes empilés les uns sur les autres.