Brevet FR2919700A1 — publié le 20090206

-1- La présente invention concerne un dispositif de couplage d'un moteur avec une boîte de vitesses d'un véhicule automobile, en particulier un dispositif de couplage à double volant moteur. Habituellement, un dispositif de couplage comporte un volant moteur couplé à un vilebrequin d'un moteur du véhicule automobile. Afin de filtrer les bruits et les vibrations provenant de ce moteur, le volant moteur peut comporter de manière classique des organes primaire et secondaire de volant moteur, couplés entre eux par des moyens d'amortissement. Un tel volant moteur est appelé double volant amortisseur. Un dispositif de couplage à double volant amortisseur est par exemple décrit dans FR-A-2 787 843. Dans ce document, l'organe primaire du double volant amortisseur, solidarisé en rotation avec le vilebrequin du moteur, est flexible axialement. La flexibilité axiale de l'organe primaire permet de réduire les vibrations transmises par le moteur au dispositif de couplage, afin de réduire les bruits et les vibrations indésirables habituellement transmises jusqu'à la pédale d'embrayage. Cette flexibilité axiale permet également de découpler les vibrations axiales du vilebrequin de celles du volant moteur. Ainsi, elle permet notamment de réduire les contraintes axiales appliquées par le dispositif de couplage au vilebrequin du moteur, de telles contraintes ayant habituellement pour effet de freiner la rotation du vilebrequin. Ceci permet d'éviter une surconsommation du moteur. En outre, la flexibilité axiale de l'organe primaire permet de compenser les défauts d'alignement et les dispersions de cotes axiales des différents éléments du dispositif de couplage. Afin d'amortir les composantes axiales de vibrations de l'organe primaire, le dispositif comporte en outre un organe élastique axialement, sollicité axialement contre l'organe primaire. En se déformant axialement, la surface -2- d'appui annulaire de l'organe primaire se déforme radialement, si bien que cet organe élastique engendre des frottements radiaux avec cet organe primaire en se déformant axialement. Par ailleurs, les moyens d'amortissement comportent une rondelle de frottement élastique axialement, intercalée entre les organes primaire et secondaire de façon à dissiper de l'énergie lorsque ces organes primaire et secondaire se déplacent angulairement l'un par rapport à l'autre. L'invention a notamment pour but de perfectionner un tel dispositif de couplage, en le simplifiant tout en améliorant son efficacité pour filtrer les bruits et les vibrations provenant du moteur. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de couplage d'un organe rotatif menant avec un organe rotatif mené de véhicule automobile, du type à double volant amortisseur, caractérisé en ce que : - le double volant amortisseur comporte des organes primaire et secondaire de volant moteur, de formes générales de révolution et sensiblement coaxiaux, - l'organe primaire de volant moteur comporte au moins une partie flexible axialement reliée à l'organe rotatif menant, - le dispositif de couplage comporte un organe élastique axialement, intercalé axialement entre des premier et second éléments liés en rotation avec la partie flexible axialement, de façon à être sollicité axialement contre ces premier et second éléments et à engendrer des frottements radiaux avec au moins l'un des premier et second éléments par déformation axiale de cet organe élastique, - l'organe élastique axialement sollicite axialement au moins une surface de frottement, portée par un premier organe de frottement de forme générale de révolution susceptible d'être entraîné en rotation par l'organe secondaire de volant moteur, contre au moins une surface complémentaire liée en rotation à l'organe primaire de volant moteur. Ainsi, l'organe élastique assure à la fois une fonction d'amortissement axial des vibrations et une fonction de sollicitation d'un organe de frottement -3- contre une surface complémentaire de frottement. On notera que le fait de solliciter un organe de frottement contre une surface complémentaire à l'aide de l'organe élastique permet de dissiper l'énergie à l'aide de surfaces plus étendues que dans le cas d'un simple frottement d'une rondelle élastique axialement contre les organes primaire et secondaire. On obtient ainsi une dissipation d'énergie plus importante, donc des moyens d'amortissement plus efficace. Par ailleurs, le fait que l'organe élastique assure simultanément deux fonctions permet de limiter le nombre d'éléments nécessaires pour assurer ces fonctions. Ainsi, on réduit l'encombrement et le coût du dispositif. Un dispositif de couplage selon l'invention peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes. - L'organe primaire de volant moteur comporte un volant primaire de forme générale de révolution, et un organe de liaison formant la partie flexible axialement, de forme générale de révolution, reliant le volant primaire à l'organe rotatif menant. -L'organe secondaire de volant moteur comporte un volant secondaire. - Le premier organe de frottement comporte deux surfaces de frottement opposées liées en rotation à l'organe secondaire de volant moteur, ces deux surfaces de frottement étant sollicitées par l'organe élastique axialement contre deux surfaces complémentaires liées en rotation à l'organe primaire de volant moteur, les surfaces de frottement étant agencées entre les surfaces complémentaires. En ajoutant des surfaces de frottement, on améliore encore l'efficacité des moyens d'amortissement. - Le premier organe de frottement est lié en rotation à l'organe secondaire de volant moteur avec un jeu circonférentiel prédéterminé. Ainsi, le frottement n'a lieu qu'à partir d'un débattement prédéterminé entre les organes primaire et secondaire de volant moteur. Il est ainsi possible de mieux maîtriser la fonction de dissipation d'énergie. -4- - Le premier élément est la partie flexible axialement, l'organe élastique axialement étant sollicité axialement contre cette partie flexible axialement et engendrant des frottements radiaux avec cette partie flexible axialement par déformation axiale de cet organe élastique. -L'une des surfaces complémentaires est portée par l'organe primaire de volant moteur, et l'autre surface complémentaire est portée par un second organe de frottement, de forme générale de révolution, lié en rotation à l'organe primaire de volant moteur. - Le premier élément est un prolongement radial de l'organe primaire et le second élément est un second organe de frottement, de forme générale de révolution, lié en rotation à l'organe primaire de volant moteur. - L'une des surfaces complémentaires est portée par la partie flexible axialement, et l'autre surface complémentaire est portée par le second organe de frottement. - Le dispositif de couplage comporte des moyens d'amortissement à effet circonférentiel couplant les organes primaire et secondaire de volant moteur. - Les moyens d'amortissement comportent des organes élastiques à effet circonférentiel, agencés entre des premiers moyens d'appui ménagés sur l'organe primaire et des seconds moyens d'appui ménagés sur un voile apte à entraîner l'organe secondaire en rotation. - Le dispositif de couplage comporte un logement étanche pour les organes élastiques. - Le dispositif de couplage comporte un organe formant moyeu, lié en rotation à l'organe primaire, destiné à porter des moyens de guidage en rotation de l'organe secondaire, comprenant par exemple un organe à roulement dont une première bague est liée en rotation au moyeu et une seconde bague est liée en rotation à l'organe secondaire. - L'organe élastique axialement est une rondelle de type Belleville. -5- - L'organe rotatif menant est un vilebrequin du moteur du véhicule automobile, et l'organe rotatif mené est un arbre de boîte de vitesses du véhicule automobile. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un dispositif de couplage selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue d'un détail de moyens de frottement du dispositif de la figure 1, - la figure 3 est une vue similaire à la figure 1 d'un dispositif de couplage selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. On a représenté sur la figure 1 un dispositif 10 de couplage d'un organe rotatif menant 12, tel qu'un vilebrequin classique lié au moteur d'un véhicule automobile, avec un organe rotatif mené 14, tel qu'un arbre classique de boîte de vitesses de ce véhicule automobile, selon un premier mode de réalisation de l'invention. Le dispositif 10 comporte un volant moteur 15 solidarisé en rotation avec le vilebrequin 12. Ce volant moteur 15 est un double volant amortisseur. Il comprend des organes primaire 15A et secondaire 15B de volant moteur, de formes générales de révolution et sensiblement coaxiaux. L'organe primaire 15A de volant moteur comporte une partie rigide formant un volant primaire 16A de forme générale de révolution, et une partie flexible axialement formant un organe de liaison 17, par exemple en tôle, de forme générale de révolution. Le dispositif 10 comporte des premiers moyens 20 de solidarisation en rotation de l'organe de liaison 17 avec le vilebrequin 12, et des seconds moyens 22 de solidarisation en rotation de cet organe de liaison 17 avec l'organe primaire 15A. De préférence, les moyens de solidarisation 20, 22 comportent des vis coopérant avec des orifices taraudés complémentaires ménagés respectivement dans le vilebrequin 12 et le volant primaire 16A. -6- Ainsi, le volant primaire 16A est lié en rotation avec le vilebrequin 12 par l'intermédiaire de l'organe de liaison 17, flexible axialement. Cet organe de liaison 17 assure notamment une fonction de filtration entre le vilebrequin et le volant primaire. De préférence, l'organe de liaison 17 a une raideur axiale comprise dans la plage de 1000 à 4000 N/mm. L'organe secondaire 15B de volant moteur comporte un volant secondaire 16B monté rotatif sur un organe 18 formant moyeu lié en rotation au volant primaire 16A. Par exemple, l'organe 18 est lié au volant primaire 16A à l'aide des moyens de solidarisation 20 de l'organe de liaison 17 avec le vilebrequin 12. Des moyens 23 de guidage en rotation du volant secondaire 16B sont agencés sur le moyeu 18. De préférence, ces moyens 23 de guidage en rotation comportent un roulement, par exemple à billes, comprenant une bague extérieure solidarisée au volant secondaire 16B et une bague intérieure solidarisée au moyeu 18 du volant primaire 16A. En variante, les moyens 23 de guidage en rotation pourraient comporter un palier glissant classique. Le volant secondaire 16B est de manière classique lié en rotation avec un plateau de pression (non représenté), et comporte un plateau de réaction 24. Ces plateaux de pression et de réaction 24 sont destinés à pincer un disque de friction (non représenté) lié en rotation avec l'arbre de boîte de vitesses 14. Ainsi, le disque de friction peut se déplacer axialement entre une position d'embrayage, dans laquelle il est pincé entre les plateaux de pression et de réaction 24 (l'arbre de boîte étant alors entraîné en rotation par le vilebrequin), et une position de débrayage, dans laquelle il est libre. Les volants primaire 16A et secondaire 16B sont couplés grâce à des moyens d'amortissement 26 à effet circonférentiel, destinés à réduire les vibrations provenant du moteur. Les moyens d'amortissement 26 comportent des moyens élastiques 28 et des moyens de frottement 30. Les moyens élastiques 28 comprennent des premiers organes élastiques 32 à effet circonférentiel, intercalés circonférentiellement entre des premiers moyens d'appui circonférentiel ménagés sur le volant primaire 16A et des seconds moyens d'appui circonférentiel ménagés sur un voile 34 flottant. -7- Les moyens élastiques 28 comprennent également des seconds organes élastiques 36 à effet circonférentiel, destinés à coupler le voile flottant 34 avec le volant secondaire 16B. En effet, ces organes élastiques 36 sont intercalés circonférentiellement entre le voile flottant 34 et des rondelles de guidage 38 liées en rotation avec le volant secondaire 16B à l'aide d'organes 39 de solidarisation, comportant par exemple des rivets. Habituellement, la raideur des premiers organes élastiques 32 est supérieure à celle des seconds organes élastiques 36. De préférence, les moyens élastiques 28 sont logés dans un logement étanche 40 délimité par le volant moteur 16A, des organes d'étanchéité 42 et un organe d'obturation 44. Ce logement étanche 40 est rempli de lubrifiant, de préférence de graisse, afin de limiter l'usure des moyens élastiques 28. Les moyens de frottement 30 comportent un premier organe de frottement 46 de forme générale de révolution, susceptible d'être entraîné en rotation par le volant secondaire 16B. En effet, ce premier organe de frottement 46 est lié en rotation avec le volant secondaire 16B, par exemple à l'aide des organes de solidarisation 39, de préférence avec un jeu circonférentiel prédéterminé. Grâce à ce jeu circonférentiel, les moyens de frottement 30 ne sont activés qu'au delà d'un débattement angulaire prédéterminé entre les volants primaire 16A et secondaire 16B. Le premier organe de frottement 46 présente des première 46A et seconde 46B surfaces de frottement opposées, destinées à coopérer par frottement avec des première 47A et seconde 47B surfaces complémentaires liées en rotation au volant primaire 16A. Les surfaces de frottement 46A, 46B sont agencées entre les surfaces complémentaires 47A, 47B. La première surface complémentaire 47A est portée par un premier organe complémentaire 48, de préférence formé par un prolongement radial du volant primaire 16A. La seconde surface complémentaire 47B est portée par un second organe de frottement 50, de forme générale de révolution, lié en rotation au volant primaire 16A, par exemple par coopération de cannelures complémentaires. -8- Le dispositif de couplage 10 comporte également un organe 52 élastique axialement, de préférence une rondelle Belleville, intercalé axialement en appui entre un premier élément, par exemple l'organe de liaison 17, et un second élément, par exemple le second organe de frottement 50, de façon à solliciter axialement les surfaces de frottement 46A, 46B contre les surfaces complémentaires 47A, 47B. De préférence, l'organe élastique 52 est précontraint lors de son montage entre l'organe de liaison 17 et le second organe de frottement 50, de façon que l'organe élastique exerce une sollicitation maximale contre l'organe de liaison 17 et le second organe de frottement 50, et de façon que sa position de travail optimal soit celle correspondant sensiblement au sommet de sa courbe de charge. On notera que, puisque l'organe élastique axialement 52 est également sollicité en appui contre l'organe de liaison 17, cet organe élastique axialement 52 est apte à engendrer des frottements radiaux avec cet organe de liaison 17, en se déformant axialement. En effet, la surface de contact annulaire entre l'organe de liaison 17 et cet organe 52, qui est formé par une rondelle Belleville, est apte à s'étendre radialement lorsque l'organe 52 se déforme axialement, si bien que cet organe élastique 52 engendre des frottements radiaux avec cet organe de liaison 17. L'organe élastique axialement 52 assure donc à la fois une fonction de sollicitation axiale des surfaces de frottement 46A, 46B contre les surfaces complémentaires 47A, 47B et une fonction d'amortissement d'un débattement axial de l'organe de liaison 17. On a représenté sur la figure 3 un dispositif de couplage selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Sur cette figure 3, les éléments analogues à ceux des figures précédentes sont désignés par des références identiques. Conformément au deuxième mode de réalisation de l'invention, le premier organe de frottement 46 est agencé dans le dispositif 10 de façon que ses première 46A et seconde 46B surfaces de frottement coopèrent par -9- frottement avec des première 47A et seconde 47B surfaces complémentaires telles que : - la première surface complémentaire 47A est portée par l'organe de liaison 17, et - la seconde surface complémentaire 47B est portée par le second organe de frottement 50. Un organe 52 élastique axialement, de préférence une rondelle Belleville, est intercalé axialement en appui entre un premier élément, par exemple le second organe de frottement 50, et un second élément, par exemple le prolongement radial 48 du volant primaire 16A, de façon à solliciter axialement les surfaces de frottement 46A, 46B contre les surfaces complémentaires 47A, 47B. On notera que, puisque l'organe élastique axialement 52 est également sollicité en appui entre le second organe de frottement 50 et le prolongement radial 48, qui sont liés en rotation avec l'organe de liaison 17, cet organe élastique axialement 52 est apte à engendrer des frottements radiaux avec ces éléments, en se déformant axialement. L'organe élastique axialement 52 assure ainsi une fonction d'amortissement d'un débattement axial de l'organe de liaison 17. On notera enfin que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation précédemment décrit. En effet, diverses variantes pourraient être apportées au dispositif de couplage sans sortir du cadre des revendications. Par exemple, les moyens d'amortissement pourraient comporter plusieurs organes de frottement liés en rotation au volant secondaire, empilés entre plusieurs organes de frottement liés en rotation au volant primaire, sollicités les uns contre les autres par l'organe élastique axialement. REVENDICATIONS 1. Dispositif (10) de couplage d'un organe rotatif menant (12) avec un organe rotatif mené (14) de véhicule automobile, du type à double volant amortisseur (15), dans lequel : - le double volant amortisseur (15) comporte des organes primaire (15A) et secondaire (15B) de volant moteur, de formes générales de révolution et sensiblement coaxiaux, - l'organe primaire (15A) de volant moteur comporte au moins une partie (17) flexible axialement reliée à l'organe rotatif menant (12), - le dispositif de couplage (10) comporte un organe (52) élastique axialement, intercalé axialement entre des premier (17 ; 50) et second (50 ; 48) éléments liés en rotation avec la partie (17) flexible axialement, de façon à être sollicité axialement contre ces premier (17 ; 50) et second éléments (50 ; 48) et à engendrer des frottements radiaux avec au moins l'un des premier (17 ; 50) et second (50 ; 48) éléments par déformation axiale de cet organe élastique (52), caractérisé en ce que l'organe (52) élastique axialement sollicite axialement au moins une surface de frottement (46A, 46B), portée par un premier organe de frottement (46) de forme générale de révolution susceptible d'être entraîné en rotation par l'organe secondaire (15B) de volant moteur, contre au moins une surface complémentaire (47A, 47B) liée en rotation à l'organe primaire (15A) de volant moteur. 2. Dispositif de couplage (10) selon la revendication 1, dans lequel : -l'organe primaire (15A) de volant moteur comporte un volant primaire (16A) et un organe de liaison (17) formant la partie flexible axialement, reliant le volant primaire (16A) à l'organe rotatif menant (12), -l'organe secondaire (15B) de volant moteur comporte un volant secondaire (16B). 3. Dispositif de couplage (10) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le premier organe de frottement (46) comporte deux surfaces de frottementopposées (46A, 46B), ces deux surfaces de frottement (46A, 46B) étant sollicitées par l'organe (52) élastique axialement contre deux surfaces complémentaires (47A, 47B) liées en rotation à l'organe primaire (15A) de volant moteur, les surfaces de frottement (46A, 46B) étant agencées entre les surfaces complémentaires (47A, 47B). 4. Dispositif de couplage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier organe de frottement (46) est lié en rotation à l'organe secondaire (15B) de volant moteur avec un jeu circonférentiel prédéterminé. 5. Dispositif de couplage (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle le premier élément est la partie flexible axialement (17), l'organe (52) élastique axialement étant sollicité axialement contre cette partie (17) flexible axialement et engendrant des frottements radiaux avec cette partie (17) flexible axialement par déformation axiale de cet organe élastique (52). 6. Dispositif de couplage (10) selon la revendication 5, dans lequel l'une des surfaces complémentaires (47A) est portée par l'organe primaire (15A) de volant moteur, et l'autre surface complémentaire (47B) est portée par un second organe de frottement (50), de forme générale de révolution, lié en rotation à l'organe primaire (15A) de volant moteur. 7. Dispositif de couplage (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le premier élément est un prolongement radial (48) de l'organe primaire (15A) et le second élément est un second organe de frottement (50), de forme générale de révolution, lié en rotation à l'organe primaire (15A) de volant moteur. 8. Dispositif de couplage (10) selon la revendication 7, dans lequel l'une des surfaces complémentaires (47A) est portée par la partie (17) flexible axialement, et l'autre surface complémentaire (47B) est portée par le second organe de frottement (50). 9. Dispositif de couplage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant des moyens d'amortissement (26) à effet circonférentiel couplant les organes primaire (15A) et secondaire (15B) de volant moteur.-12- 10. Dispositif de couplage (10) selon la revendication 9, dans lequel les moyens d'amortissement (26) comportent des organes élastiques (32) à effet circonférentiel, agencés entre des premiers moyens d'appui ménagés sur l'organe primaire (15A) et des seconds moyens d'appui ménagés sur un voile (34) apte à entraîner l'organe secondaire (15B) en rotation. 11. Dispositif de couplage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant un organe (18) formant moyeu, lié en rotation à l'organe primaire (15A), destiné à porter des moyens (23) de guidage en rotation de l'organe secondaire (15B), comprenant par exemple un organe à roulement dont une première bague est liée en rotation au moyeu (18) et une seconde bague est liée en rotation à l'organe secondaire (15B). 12. Dispositif de couplage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'organe (52) élastique axialement est une rondelle de type Belleville. 13. Dispositif de couplage (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'organe rotatif menant (12) est un vilebrequin du moteur du véhicule automobile, et l'organe rotatif mené (14) est un arbre de boîte de vitesses du véhicule automobile.