Brevet FR2916504A1 — publié le 20081128

L'invention concerne un double volant amortisseur, en particulier pour véhicule automobile, comprenant deux masses d'inertie mobiles en rotation autour d'un même axe et reliées par un amortisseur de torsion comprenant des moyens à ressort et un train d'engrenages épicycloïdal. On connaît déjà un double volant amortisseur de ce type, notamment par le document FR-A-2714131 qui décrit un double volant amortisseur dont l'amortisseur de torsion comprend un train d'engrenage épicycloïdal. Dans un mode de réalisation de ce document antérieur, le pignon planétaire est entraîné en rotation par une première masse d'inertie solidaire du vilebrequin d'un moteur à combustion interne, la couronne est solidaire de la seconde masse d'inertie et des ressorts hélicoïdaux sont montés dans une chambre délimitée par la première masse d'inertie, soit entre cette première masse d'inertie et le porte-satellites, soit entre la première masse d'inertie et la couronne, soit entre la couronne et le porte-satellites. Un avantage de l'utilisation d'un train d'engrenages épicycloïdal dans l'amortisseur de torsion d'un double volant amortisseur est de permettre la transmission d'un couple entre les deux masses d'inertie avec un rapport de transmission déterminé par le train d'engrenages épicycloïdal. Les réalisations décrites dans le document FR-A-2714131 ont toutefois l'inconvénient que les ressorts de cet amortisseur de torsion, qui sont entraînés en rotation avec les masses d'inertie et qui sont situés à la périphérie externe de ces masses d'inertie, sont très sensibles aux forces centrifuges et présentent une hystérésis qui devient importante quand la vitesse de rotation augmente, avec des risques de blocage et de fonctionnement par à-coups. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. 2 Elle propose à cet effet un double volant amortisseur du type précité, comprenant deux masses d'inertie mobiles en rotation autour d'un même axe et reliées par un amortisseur de torsion comprenant des moyens à ressort et un train d'engrenages épicycloïdal constitué d'un pignon planétaire, d'une couronne extérieure et d'un porte-satellites dont les pignons sont en prise avec le pignon planétaire et avec la couronne, caractérisé en ce que les moyens à ressort sont disposés autour de la couronne dans un châssis fixe. Un avantage essentiel du double volant amortisseur selon l'invention est que les moyens à ressort de l'amortisseur de torsion ne sont pas entraînés en rotation avec les masses d'inertie et ne sont donc pas soumis à des forces centrifuges en fonctionnement. Dans ce double volant amortisseur, les moyens à ressort sont en appui d'une part sur la couronne du train épicycloïdal et d'autre part sur le châssis fixe, la rotation de la couronne par rapport au châssis fixe étant limitée par les moyens à ressort. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les moyens à ressort comprennent un ressort hélicoïdal qui est monté dans le châssis fixe autour de la couronne et qui s'étend au repos sur 360 environ autour de l'axe de rotation des masses d'inertie. Dans ce cas, le débattement angulaire de la couronne peut atteindre 120 de part et d'autre d'une position de repos, le débattement angulaire autorisé entre les deux masses d'inertie étant fonction du rapport de transmission du train épicycloïdal et pouvant être par exemple de 80 de part et d'autre d'une position de repos, lorsque le rapport de transmission du train épicycloïdal est de 1,5, ce qui correspond à des performances très supérieures à celles des doubles volants amortisseurs actuels. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les moyens à ressorts de l'amortisseur de torsion comprennent plusieurs ressorts montés bout à bout autour de la couronne. 3 Le ou les ressorts de l'amortisseur de torsion peuvent être des ressorts incurvés à l'état libre, pour faciliter leur montage autour de la couronne. Selon une autre caractéristique de l'invention, ce double volant amortisseur comprend un pré-amortisseur qui est agencé entre la masse d'inertie primaire et l'élément du train épicycloïdal qui est relié à cette masse d'inertie primaire. Cette caractéristique permet d'absorber et d'amortir les vibrations et acyclismes de rotation au ralenti et aux très faibles charges. Le double volant amortisseur selon l'invention peut être monté de façon classique dans un véhicule automobile, entre le moteur à combustion interne et une boîte de vitesses. Il peut aussi être inclus dans le moteur à combustion interne, en totalité ou en partie, ce qui présente l'avantage d'assurer la lubrification des pignons du train épicycloïdal par l'huile de lubrification du moteur. Un autre avantage du double volant amortisseur selon l'invention est de permettre de passer sans problème la fréquence de résonance au démarrage et à l'arrêt du moteur, en bloquant la masse d'inertie secondaire par rapport à la masse d'inertie primaire, ce qui peut se faire très simplement par blocage de la couronne du train épicycloïdal sur le châssis fixe. En variante, il est possible de libérer complètement la couronne du train épicycloïdal par rapport au châssis fixe, pour ainsi désolidariser totalement la masse d'inertie secondaire de la masse d'inertie primaire et passer sans difficulté la fréquence de résonance au démarrage et à l'arrêt du moteur. 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 en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique simplifiée d'un double volant amortisseur selon l'invention ; 4 - la figure 2 est une vue de face de l'amortisseur de torsion de ce double volant amortisseur, dans une position de repos ; - les figures 3 et 4 sont des vues semblables à la figure 2, représentant l'amortisseur de torsion dans deux positions différentes de fonctionnement. Le double volant amortisseur représenté schématiquement en figure 1 comprend une masse d'inertie primaire 10 fixée en bout d'un arbre moteur 12 tel que le vilebrequin d'un moteur à combustion interne M, et une masse d'inertie secondaire 14 qui est coaxiale à la masse d'inertie primaire 10 et qui est par exemple reliée par un embrayage E à l'arbre d'entrée d'une boîte de vitesses BV, les deux masses d'inertie 10, 14 étant reliées l'une à l'autre en rotation par un pré-amortisseur 16 et par un amortisseur de torsion 18. Selon l'invention, l'amortisseur de torsion 18 comprend un train d'engrenages épicycloïdal constitué d'un pignon planétaire 20, d'une couronne extérieure 22 et d'un porte-satellites 24 dont les pignons 25 sont en prise avec une denture externe du pignon planétaire 20 et avec une denture interne de la couronne 22. Dans l'exemple de la figure 1, le pré-amortisseur 16, qui est d'un type classique, est monté entre la masse d'inertie primaire 10 et le porte-satellites 24. L'axe du pignon planétaire 20 est solidaire de la masse d'inertie secondaire 14 qui peut être centrée et guidée en rotation de façon classique sur la masse d'inertie primaire 10. La couronne extérieure 22 est guidée en rotation dans un châssis fixe 26 qui entoure le train épicycloïdal. L'amortisseur de torsion 18 comprend également, dans cet exemple, un ressort 28 à spires hélicoïdales qui entoure la couronne extérieure du train épicycloïdal et qui s'étend sur 360 environ autour de l'axe de rotation du double volant amortisseur, ce ressort 28 étant par exemple logé et guidé dans une chambre annulaire du châssis fixe 26. Les extrémités du ressort 28 prennent appui d'une part sur une patte radiale 30 du châssis fixe 26 et d'autre part sur une patte radiale 32 de la couronne extérieure 22, la patte radiale 30 du châssis 26 s'étendant vers l'intérieur tandis que la patte radiale 32 de la couronne 22 s'étend vers l'extérieur. D'une façon connue, la patte radiale 32 de la couronne 22 peut 5 s'étendre dans un plan diamétral des spires d'extrémité du ressort 28, tandis que le châssis 26 présente alors deux pattes radiales 30 qui s'étendent de part et d'autre de la patte diamétrale 32 de la couronne 22, comme cela est prévu souvent dans les amortisseurs de torsion à ressorts circonférentiels. Le ressort 28 de l'amortisseur de torsion peut être incurvé à l'état libre, pour faciliter sa mise en place autour de la couronne 22. En variante, il peut s'agir d'un ressort droit à l'état libre, que l'on incurve pour son montage autour de la couronne 22. Dans une autre variante de réalisation, le ressort 28 peut être remplacé par deux ou plusieurs ressorts montés bout à bout, ces ressorts étant incurvés ou rectilignes à l'état libre. Le double volant amortisseur qui vient d'être décrit fonctionne de la façon suivante : Au repos ou au régime de ralenti ou encore pour les faibles charges, les vibrations et les acyclismes de rotation sont absorbés et amortis par le pré-amortisseur 16, tandis que le ressort 28 de l'amortisseur de torsion 18 reste dans l'état représenté en figure 2, où il s'étend sur 360 environ autour de la couronne 22, ses deux extrémités étant en appui sur la patte radiale 30 du châssis fixe et sur la patte radiale 32 de la couronne 22. Lorsque le couple transmis par le double volant amortisseur augmente, les vibrations et les acyclismes transmis par l'arbre moteur 12 à la masse d'inertie primaire 10 sont absorbés par le ressort 28 qui est comprimé dans le sens direct comme représenté en figure 3 ou dans le sens opposé comme représenté en figure 4, ces vibrations et acyclismes étant amortis par des moyens de frottement montés de façon classique dans l'amortisseur de torsion 18 entre les deux masses d'inertie, ces 6 moyens de frottement étant bien connus de l'homme du métier et n'étant pas représentés sur les dessins pour plus de clarté. Dans les figures 3 et 4, le ressort 28 est dans un état de compression maximale, ses spires étant jointives ou sensiblement jointives. Dans cet état, la rotation de la couronne 22 par rapport au châssis fixe 26 est par exemple de 120 environ. La rotation correspondante de la masse d'inertie secondaire par rapport à la masse d'inertie primaire est déterminée par le rapport de transmission du train épicycloïdal. Si ce rapport est par exemple de 1,5 (ce qui signifie que la vitesse de rotation de la masse d'inertie secondaire 14 est égale à 1,5 fois la vitesse de rotation de la masse d'inertie primaire 10), le débattement angulaire maximal possible de la masse d'inertie secondaire 14 par rapport à la masse d'inertie primaire 10 est de 80 de part et d'autre d'une position médiane lorsque le débattement angulaire de la couronne 22 par rapport au châssis fixe est de 120 de part et d'autre d'une position médiane. Les performances d'amortissement des vibrations qui en résultent sont très supérieures à celles d'un double volant amortisseur classique. Le passage par la fréquence de résonance, qui est un problème que l'on rencontre dans tous les doubles volants amortisseurs à l'arrêt et au démarrage du moteur du véhicule, peut être résolu de façon très simple dans le double volant amortisseur selon l'invention, soit par blocage en rotation de la couronne extérieure 22, soit par libération de cette couronne extérieure, la masse d'inertie secondaire étant alors soit bloquée en rotation par rapport à la masse d'inertie primaire, soit libre en rotation par rapport à cette masse d'inertie primaire au passage par la fréquence de résonance. Le blocage de la couronne extérieure 22 peut se faire par blocage de sa patte radiale 32 ou par application d'un patin de frein sur cette couronne extérieure. Sa libération en rotation est réalisable de façon simple par retrait de la patte radiale 30 du châssis fixe au passage par la fréquence de résonance. 7 Lorsque le double volant amortisseur selon l'invention est monté de façon classique dans un véhicule automobile entre le moteur et la boîte de vitesses, le train épicycloïdal de l'amortisseur de torsion doit être logé dans une chambre étanche contenant un liquide de lubrification. Lorsque le double volant amortisseur selon l'invention est inclus en totalité ou au moins en partie dans le moteur à combustion interne du véhicule, cette chambre étanche n'est plus nécessaire et la lubrification des composants du train épicycloïdal est assurée directement par l'huile moteur. On peut également utiliser, dans le double volant amortisseur selon l'invention, un fluide électro-rhéologique ou magnéto-rhéologique comme élément dissipatif de l'énergie, ces fluides étant des suspensions de particules solides dont les propriétés mécaniques sont ajustables par un champ extérieur électrique ou magnétique. REVENDICATIONS 1. Double volant amortisseur, en particulier pour véhicule automobile, comprenant deux masses d'inertie (10, 14) mobiles en rotation autour d'un même axe et reliées par un amortisseur de torsion (18) comprenant des moyens à ressort (28) et un train d'engrenages épicycloïdal constitué d'un pignon planétaire (20), d'une couronne extérieure (22) et d'un porte-satellites (24) dont les pignons (25) sont en prise avec le pignon planétaire (20) et avec la couronne (22), caractérisé en ce que les moyens à ressort (28) sont disposés autour de la couronne (22) dans un châssis fixe (26). 2. Double volant amortisseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens à ressort (28) sont en appui sur la couronne (22) et sur le châssis fixe (26). 3. Double volant amortisseur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la rotation de la couronne (22) par rapport au châssis fixe (26) est limitée par les moyens à ressort (28). 4. Double volant amortisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couronne (22) comprend une patte radiale (32) sur laquelle s'appuie les moyens à ressort (28). 5. Double volant amortisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens à ressort comprennent un ressort hélicoïdal (28) monté dans le châssis fixe (26) autour de la couronne (22). 6. Double volant amortisseur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le ressort hélicoïdal (28) s'étend au repos sur 360 environ autour de la couronne (22). 7. Double volant amortisseur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens à ressort comprennent plusieurs ressorts 30 montés bout à bout autour de la couronne (22). 9 8. Double volant amortisseur selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le ou chaque ressort est incurvé à l'état libre. 9. Double volant amortisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une des masses d'inertie (10, 14) est reliée au pignon planétaire (20) et l'autre masse d'inertie est reliée au porte-satellites (24) du train épicycloïdal. 10. Double volant amortisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un pré-amortisseur (16) est monté entre la masse d'inertie primaire (10) et l'élément du train épicycloïdal relié à cette masse d'inertie. 11. Double volant amortisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le débattement angulaire de la couronne (22) autour de l'axe de rotation est d'environ 120 de part et d'autre d'une position de repos. 12. Double volant amortisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le train épicycloïdal est logé dans une chambre étanche contenant un fluide de lubrification. 13. Double volant amortisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est inclus au moins en partie dans un moteur à combustion interne et en ce que la lubrification du train épicycloïdal est assurée par l'huile moteur. 14. Double volant amortisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de blocage en rotation de la couronne (22) du train épicycloïdal au passage par une fréquence de résonance. 15. Double volant amortisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de libre rotation de la couronne (22) du train épicycloïdal au passage par une fréquence de résonance. 16. Double volant amortisseur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'amortisseur de torsion (18) comprenddes moyens de dissipation d'énergie constitués par un fluide électrorhéologique ou magnéto-rhéologique. 10 15 20 25 30