Brevet FR2914036A1 — publié le 20080926

La présente invention est relative aux volants d'inertie flexibles, présents notamment dans les moteurs à combustion interne. Un volant d'inertie d'un moteur à combustion interne est un support destiné à être inséré entre le vilebrequin d'un moteur et une transmission de véhicule automobile. Il constitue l'organe d'entraînement de l'embrayage. Grâce à l'énergie stockée sous forme d'énergie cinétique dans sa masse d'inertie (généralement une couronne en fonte) et un effet de couplage entre le volant et le vilebrequin : il régularise le fonctionnement du moteur en s'opposant au lancement et à l'arrêt brutal d'un mouvement rotatif, il élimine les vibrations qui pourraient être transmises par l'intermédiaire des éléments mécaniques en contact lors du changement de vitesses, et qui suscitent des problèmes d'engagement/désengagement de l'embrayage rendant ce changement difficile, il réduit les bruits du dispositif (notamment ceux apparaissant lors du changement de vitesse), On connaît déjà de tels dispositifs. Dans la technique actuelle, la masse d'inertie d'un volant d'inertie flexible est en général formée par une couronne annulaire en fonte fixée par des vis ou des rivets sur la périphérie radialement externe d'une tôle annulaire flexible, dont la partie périphérique radialement interne comporte des trous de passage de vis de fixation sur le vilebrequin du moteur à combustion interne. La demande WO99/39111 illustre cette solution. La fixation de la couronne en fonte nécessite de multiples opérations d'usinage des trous de fixation et de vissage, ce qui rend la fabrication relativement complexe et coûteuse. En vue de réduire l'amplitude des débattements axiaux du volant d'inertie flexible lorsque celui-ci est en rotation, le brevet FR 284566 enseigne la possibilité d'insérer une rondelle d'amortissement entre la tôle et la masse annulaire. Toutefois, cette solution a l'inconvénient d'augmenter encore davantage le coût et le temps de fabrication. La présente invention a pour objet un volant d'inertie flexible qui soit de réalisation plus simple et d'un coût diminué, tout en ayant les mêmes performances que les volants d'inertie flexibles actuellement sur le marché. Afin d'atteindre ces objectifs, l'invention propose un volant d'inertie flexible d'un moteur à combustion, destiné à être placé entre le vilebrequin du moteur et une transmission de véhicule automobile, comprenant une masse d'inertie, une tôle flexible et des trous de fixation pour fixer ledit volant sur le vilebrequin, caractérisé en ce que ladite tôle est insérée à la coulée dans ladite masse d'inertie. De préférence, la tôle est en un matériau élastique, tel que l'acier, et la masse d'inertie est en fonte. Dans un premier mode de réalisation de la présente invention, la tôle et la masse d'inertie sont solidaires. En outre, la masse d'inertie est annulaire et les trous de fixations sont percés dans la tôle flexible. Dans un deuxième mode de réalisation, la tôle flexible et la masse d'inertie sont mobiles relativement l'une à l'autre. La masse d'inertie comporte une couronne annulaire, un moyeu central et au moins deux bras. L'invention propose également un procédé de réalisation du volant d'inertie flexible, dans lequel la tôle flexible est obtenue par emboutissage et la masse d'inertie est obtenue par moulage, caractérisé en ce que la tôle flexible est insérée à la coulée lors du moulage de la masse d'inertie. Selon un premier mode, ledit procédé de réalisation du volant d'inertie flexible est caractérisé en ce que, lors du moulage, on insère la tôle à la coulée suivant un procédé de fonderie qui assure une adhésion parfaite entre la tôle flexible et la masse d'inertie. Selon un deuxième mode, le procédé de réalisation du volant d'inertie flexible est caractérisé en ce que l'on réalise, avant le moulage, un traitement de surface pour les parties de la tôle flexible destinées à être en contact avec la masse d'inertie, afin d'assurer une mobilité relative de la tôle flexible par rapport à la masse d'inertie. PRESENTATION DES FIGURES La figure 1 représente un premier mode de réalisation d'un volant d'inertie flexible selon l'invention, dans lequel la masse d'inerte est annulaire. La figure 2 représente un deuxième mode de réalisation d'un volant d'inertie flexible selon l'invention, dans lequel la masse d'inertie comprend 10 un moyeu central et deux bras. La figure 3 représente une variante du deuxième mode de réalisation, dans lequel la masse d'inertie comprend un moyeu central et quatre bras. DESCRIPTION DES FIGURES 15 La figure 1 représente un premier mode de réalisation de la présente invention. Le volant d'inertie comprend une tôle 22 insérée à la coulée dans la masse d'inertie 21 annulaire. Cette tôle 22 comporte des trous 23 permettant d'insérer des moyens de fixation directe au vilebrequin 10. 20 La flexibilité du volant est obtenue grâce à la présence de la tôle 22. Cette tôle 22, d'une épaisseur généralement comprise entre 2 et 4mm, est très fine et donc élastique, ce qui confère une certaine flexibilité au volant. Elle est de préférence en acier, ou tout autre matériau élastique. Le volant flexible se comporte alors comme un volant flexible 25 classique. En effet, la flexibilité et la finesse de la tôle 22 dans la partie centrale du volant permet de découpler les excitations de la masse annulaire d'inertie 21 du vilebrequin 10, ce qui réduit les vibrations du moteur. Dans ce mode de réalisation, la tôle 22 et la masse annulaire 30 d'inertie 21 sont en parfaite adhésion au niveau de leurs interfaces et ne sont pas séparables, dans la mesure où la tôle 22 a éventuellement subi au préalable un traitement de surface spécifique. Aucune opération de vissage de la tôle 22 sur la masse annulaire d'inertie 21 n'est nécessaire, ce qui diminue les coûts de fabrication. La tôle 22, solidaire de la masse d'inertie 21, assure en outre la fonction de transmission de rotation et de couple entre le vilebrequin et l'embrayage, grâce aux trous 23 prévus pour des moyens de fixation du volant sur le vilebrequin 10. Pour réaliser le volant souple selon l'invention, il suffit de réaliser la tôle circulaire 22, puis de l'insérer à la coulée lors du moulage de la masse annulaire d'inertie 21, suivant un procédé de fonderie connu, par exemple celui utilisé pour les tambours de frein ou les bras de suspension, afin d'assurer une parfaite adhésion entre la tôle et la fonte. La figure 2 illustre un deuxième mode de réalisation selon l'invention, dans lequel la tôle 32 est à nouveau insérée à la coulée dans la masse d'inertie 31. Toutefois, ladite masse 31 comporte à présent un moyeu central 35, une couronne d'inertie annulaire 36 et deux bras 34 qui assurent la liaison entre la couronne d'inertie 36 et le moyeu 35. L'ensemble du moyeu 35, de la couronne d'inertie 36 et des deux bras 34 ne forme qu'une seule et même pièce en fonte, en contact avec la tôle 32 sans en être solidaire. Dans ce mode de réalisation, le volant d'inertie se comporte comme un volant partiellement flexible avec rondelle de Belleville. Le volant est flexible suivant l'axe de flexion du volant formé par les bras 34 de la masse d'inertie 31 (axe X sur la figure 2) grâce à la finesse et à la flexibilité de la tôle 22 insérée. Mais selon l'axe perpendiculaire audit axe formé par les bras 34 (axe Y sur la figure 2), le volant reste rigide. Contrairement au mode de réalisation précédent, c'est le moyeu central 35 qui est solidaire du vilebrequin grâce à des moyens de fixation insérés dans les trous 33. La partie extérieure de la tôle 32 est mobile radialement et circonférentiellement par rapport à la couronne annulaire d'inertie 36. C'est donc le moyeu central 35 qui assure la transmission du couple moteur du vilebrequin 10 à l'embrayage. La tôle 32 n'assure ici que la fonction d'amortissement des débattements axiaux du volant. En effet, étant donné que la tôle 32 est en contact avec la couronne annulaire d'inertie 36, sans en être solidaire, toute flexion du volant moteur crée un frottement entre les deux pièces. Ce frottement de la tôle 32 contre la fonte de la masse d'inertie 31 joue un rôle d'amortissement qui permet de réduire les débattements axiaux de l'ensemble du volant moteur, ce qui est équivalent à la fonction d'une rondelle Belleville. La figure 3 illustre une variante du deuxième mode de réalisation selon l'invention, dans lequel la tôle 42 est à nouveau insérée à la coulée dans la masse d'inertie 41. II est similaire au deuxième mode de réalisation, à l'exception de la masse 41 qui comporte à présent quatre bras 44 pour assurer la liaison entre la couronne annulaire d'inertie 46 et le moyeu 45. Le volant de cette variante est partiellement flexible selon les deux axes X et Y de la figure 3. Tout comme dans le deuxième mode de réalisation, la tôle 42 amortit les débattements axiaux de la couronne annulaire d'inertie 46, tandis que c'est le moyeu central 45 qui transmet le couple moteur du 20 vilebrequin 10 à l'embrayage. Pour réaliser le volant inséré des deux variantes proposées du deuxième mode de réalisation, on réalise la tôle circulaire 32, 42, puis, si nécessaire, on traite par graphitage les surfaces de la tôle 32 ou 42 qui sont en contact avec la masse d'inertie 31 ou 41, afin d'assurer une 25 mobilité relative entre ces deux éléments. On réalise ensuite le moulage du volant en insérant la tôle à la coulée. REVENDICATIONS 1. Volant d'inertie flexible d'un moteur à combustion, destiné à être placé entre le vilebrequin (10) du moteur et une transmission de véhicule automobile, comprenant une masse d'inertie (21, 31, 41), une tôle flexible (22, 32, 42) et des trous de fixation (23, 33, 43) pour fixer ledit volant sur le vilebrequin (10), caractérisé en ce que ladite tôle flexible (22, 32, 42) est insérée à la coulée dans ladite masse d'inertie (21, 31, 41). 2. Volant d'inertie flexible selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tôle (22) et la masse d'inertie (21) sont solidaires. 3. Volant d'inertie flexible selon la revendication 2, caractérisé en ce que la masse d'inertie (21) est annulaire et les trous de fixation (23) sont percés dans la tôle flexible (22). 4. Volant d'inertie flexible selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tôle (32, 42) et la masse d'inertie (31, 41) sont mobiles l'une par rapport à l'autre. 5. Volant d'inertie selon la revendication 4, caractérisé en ce que la masse d'inertie comporte une couronne annulaire (36, 46), un moyeu central (35, 45) et au moins deux bras (34, 44). 25 6. Volant d'inertie selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tôle (22, 32, 42) est en un matériau élastique, tel que l'acier. 7. Volant d'inertie selon l'une quelconque des revendications 30 précédentes, caractérisé en ce que la masse d'inertie (21, 31, 41) est en fonte.20 8. Procédé de réalisation du volant d'inertie flexible selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la tôle flexible (22, 32, 42) est obtenue par emboutissage et la masse d'inertie est obtenue par moulage, caractérisé en ce que la tôle flexible (22, 32, 42) est insérée à la coulée lors du moulage de la masse d'inertie (21, 31, 41). 9. Procédé de réalisation du volant d'inertie flexible selon la revendication 8, caractérisé en ce que, lors du moulage, on insère la tôle flexible (22) à la coulée suivant un procédé de fonderie qui assure une adhésion parfaite entre la tôle flexible (22) et la masse d'inertie (21). 10. Procédé de réalisation du volant d'inertie flexible selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'on réalise, avant le moulage, entre les deux étapes, un traitement de surface pour les parties de la tôle flexible (32, 42) destinées à être en contact avec la masse d'inertie (31, 41), afin d'assurer une mobilité relative de la tôle flexible (32, 42) par rapport à la masse d'inertie (31, 41).20