Brevet FR3053089A1 — publié le 20171229

L'invention se rapporte à un dispositif d'amortissement, notamment en torsion, pour véhicule automobile. Notamment, l'invention concerne un perfectionnement des amortisseurs de torsion à deux étages de ressorts ainsi qu'un appareil hydrocinétique comprenant un tel amortisseur. EXPOSÉ DE L'INVENTION [0001] Un dispositif d'amortissement de couple pour un véhicule automobile comporte, de façon traditionnelle, un élément d'entrée de couple destiné à être couplé à un arbre moteur, un élément de sortie de couple destiné à être couplé à un arbre d'entrée d'une boîte de vitesses ; l'élément de sortie de couple et l'élément d'entrée de couple étant aptes à pivoter l'un par rapport à l'autre autour d'un axe, et des moyens élastiques montés entre l'élément d'entrée de couple et l'élément de sortie de couple. [0002] Par ailleurs, un moteur à explosion génère des acyclismes du fait des explosions successives dans les cylindres du moteur, ces acyclismes variant 15 notamment en fonction du nombre de cylindres. Des moyens élastiques tels que des ressorts hélicoïdaux permettent, notamment, d'amortir de tels acyclismes. Les ressorts sont généralement logés dans des cavités ou des fenêtres ménagées dans les rondelles et qui s'étendent de façon circonférentielle ou selon des directions 20 sensiblement orthoradiales. [0003] En présence d'un couple moteur, les rondelles sont soumises à des efforts tangentiels conduisant à une compression des ressorts et à un débattement angulaire relatif des deux rondelles . 25 Il est souvent préférable d'éviter que les spires desdits ressorts soient jointives lors du fonctionnement du dispositif, de façon à éviter toute dégradation des performances desdits ressorts. 3053089 2 [0004] Pour autant, les spires des ressorts deviennent jointives lorsque le couple transmis par l'amortisseur est trop important, et ces spires subissent alors un écrasement provoquant ainsi une fatigue et une usure prématurée des ressorts. La limitation du débattement angulaire à l'aide de moyens de butées permet 5 notamment d'éviter un tel phénomène. [0005] Un tel dispositif d'amortissement intégré est décrit, notamment, dans les FR 2972035 et FR 2972036 qui décrivent des amortisseurs de torsion associés à deux rondelles de guidage et un voile intercalaire. 10 Dans ces amortisseurs, la compression des ressorts est limitée par des butées de fin de course qui coopèrent avec les extrémités des ressorts et qui sont réalisées sur des pièces destinées à être rapportées sur au moins l'une des rondelles et fixées entre les logements des ressorts au moyen de rivets. [0006] Cependant, ce mode de réalisation est problématique non seulement d'un point de vue économique et logistique car il est nécessaire de fabriquer une pièce indépendante mais aussi sur le plan industriel du fait que cette pièce doit être ensuite rivetée sur l'une des rondelles et vient alourdir l'amortisseur de torsion. [0007] En outre, cette solution n'est pas adaptée aux amortisseurs dans lesquels la rondelle de guidage et la rondelle de phasage ou le voile ne présentent pas la même structure et dont les diamètres sont notablement différents. [0008] En effet, dans de tels amortisseurs, la rondelle intérieure dite de phasage présente un diamètre inférieur à celui de la rondelle dite de guidage et est montée coaxialement sur cette dernière ce qui nécessite un agencement spécifique des butées pour ne pas gêner leur liberté de débattement angulaire. [0009] L'invention a pour but de fournir une alternative simple, efficace et économique aux dispositifs de transmission de couple de l'art antérieur tout en remédiant aux problèmes techniques précités. 3053089 3 A cet effet, l'invention propose des modifications des structures respectives des rondelles de façon à intégrer les butées de fin de course de façon optimale et sans entraîner de surcharge ni d'interférence néfaste entre les rondelles et/ou le voile. [0010] Ce but est atteint, selon l'invention, au moyen d'un dispositif 5 d'amortissement à plusieurs étages de compression, comprenant au moins deux rondelles coaxiales, respectivement une rondelle radialement intérieure de phasage et une rondelle radialement saillante de guidage, lesdites rondelles ayant une liberté de débattement angulaire relative, ladite rondelle saillante étant pourvue de logements périphériques de réception de ressorts hélicoïdaux présentant, à leurs 10 extrémités longitudinales, des faces transversales d'appui qui délimitent des zones de liaison intercalaires, caractérisé en ce qu'au moins l'une desdites zones de liaison intercalaires de la rondelle saillante se prolonge radialement par une patte orthogonale destinée à se déplacer circonférentiellement dans une encoche ménagée en regard sur le pourtour de ladite rondelle intérieure et à venir en butée contre ses 15 bords d'extrémités longitudinales pour limiter la course du débattement. [0011] Selon une première variante, les zones de liaison intercalaires de la rondelle saillante comprennent des bossages. [0012] Selon une caractéristique avantageuse, la patte s'étend de façon sensiblement parallèle à l'axe de débattement angulaire des rondelles. 20 [0013] Selon une caractéristique spécifique, la patte de la rondelle saillante a une hauteur supérieure ou égale à l'épaisseur de ladite rondelle intérieure. [0014] Selon une autre variante, le dispositif d'amortissement comporte plusieurs étages de compression, et la rondelle intérieure est pourvue de logements périphériques pour des ressorts hélicoïdaux présentant, à leurs extrémités 25 longitudinales, des faces transversales d'appui qui délimitent des zones de liaison intercalaires. [0015] Selon une caractéristique avantageuse, l'encoche de la rondelle intérieure est centrée sur l'axe médian de la zone de liaison intercalaire correspondante de ladite rondelle intérieure. 3053089 4 [0016] De préférence, les logements des ressorts de la rondelle intérieure sont sous forme de fenêtres traversantes. Les logements des ressorts de la rondelle saillante sont sous forme de cavités au moins partiellement tubulaires. [0017] Avantageusement, la patte et l'encoche sont agencées dans l'espace radial 5 intercalaire situé entre les logements périphériques de la rondelle intérieure et les logements périphériques de la rondelle saillante. Ainsi il est possible d'agencer les moyens de butée dans un espace restreint, entre deux rangées de ressort. [0018] Selon une autre caractéristique, la patte de la rondelle saillante se raccorde à la zone de liaison intercalaire en regard via des portions coudées. 10 [0019] Selon une autre caractéristique, la rondelle saillante présente des orifices traversants pratiqués au droit des pattes. [0020] Selon une variante spécifique, la patte est réalisée d'une seule pièce avec la rondelle saillante. [0021] Selon une variante préférentielle, la rondelle saillante comporte trois 15 pattes équidistantes coopérant avec trois encoches correspondantes portées par ladite rondelle intérieure. [0022] Selon une variante, la zone de liaison intercalaire est ajourée pour autoriser un fléchissement de la patte lors de la mise en butée des rondelles saillante et intérieure. 20 [0023] Un autre objet de l'invention est un appareil hydrocinétique de véhicule automobile comprenant un dispositif d'amortissement tel que défini ci-dessus. [0024] Le dispositif de l'invention permet de faciliter le procédé de fabrication et les opérations d'assemblage des composants de l'amortisseur du fait de l'intégration de moyens assurant les butées de fin de course directement sur les rondelles et en 25 évitant ainsi la mise à bloc des ressorts. 3053089 5 [0025] Par ailleurs, les rondelles de guidage et de phasage conservent leurs propriétés mécaniques intrinsèques puisqu'aucune pièce supplémentaire n'est rapportée. [0026] En outre, le dispositif de l'invention apporte un gain notable d'efficacité 5 des ressorts tout en prolongeant leur durée de vie du fait de la protection apportée aux ressorts du premier étage en cas de surcouple. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [0027] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui va suivre, en référence aux figures annexées et détaillées 10 ci-après. La figure 1 représente une vue en perspective éclatée d'un mode de réalisation de l'amortisseur de torsion selon l'invention. La figure 2 est une vue en perspective de dessus de la rondelle de guidage du dispositif de l'invention selon le mode de la figure 1. 15 La figure 3 est une vue de dessous de la rondelle de guidage 4 de la figure 1. Les figures 4A et 4B sont des vues de détail, respectivement, de dessus de la rondelle de guidage et en coupe partielle selon le plan III-III (figure 3) de l'amortisseur. La figure 5 est une vue en perspective de dessus de l'agencement de la rondelle intérieure 1 et de la rondelle de guidage 2, sans les ressorts. 20 Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE REALISATION [0028] Naturellement, les modes de réalisation illustrés par les figures présentées ci-dessus et décrits ci-après ne sont donnés qu'à titre d'exemples non limitatif. Il est 25 explicitement prévu que l'on puisse combiner entre eux ces différents modes pour en proposer d'autres. 3053089 6 [0029] Les dispositifs d'amortissement de couple pour véhicules automobiles sont destinés à filtrer les vibrations en provenance du moteur. [0030] Ils comportent, de façon traditionnelle, un élément d'entrée de couple destiné à être couplé à un arbre moteur, un élément de sortie de couple destiné à être 5 couplé à un arbre d'entrée d'une boîte de vitesses (non représentés ici), via un dispositif d'amortissement. [0031] Dans le domaine auquel s'intéresse l'invention, le dispositif d'amortissement peut comprendre plusieurs étages d'amortissement, chacun comprenant un jeu de ressorts de raideur déterminée. 10 L'élément de sortie de couple et l'élément d'entrée de couple sont alors aptes à pivoter l'un par rapport à l'autre autour d'un axe de révolution et le premier étage ainsi que le second étage d'amortissement élastique sont montés en série entre l'élément d'entrée de couple et l'élément de sortie de couple. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 5, l'amortisseur présente deux 15 étages avec deux rangées de ressorts R1 et R2 e série. Chaque étage d'amortissement est ici pourvu d'au moins une rondelle située axialement de part et d'autre d'organes élastiques associés à cet étage d'amortissement, les efforts transitant notamment au travers desdites rondelles. [0032] Pour transmettre le couple entre les deux rangées de ressorts, 20 l'amortisseur comporte, d'une part, une rondelle radialement intérieure 1, dite de phasage, et d'autre part une rondelle 2 débordante ou saillante, de plus grand diamètre, dite de guidage, guidant la rangée de ressorts R2, comme illustré par les figures 1 et 5. Ces deux rondelles sont montées en contact l'une avec l'autre et de façon coaxiale sur 25 le moyeu central en emprisonnant éventuellement un voile de sortie intercalaire 3. Elles possèdent une liberté de débattement angulaire l'une relativement à l'autre autour de l'axe central de rotation (figure 1). Dans cette configuration, la rondelle saillante 2 forme une boîte au centre de laquelle est disposée la rondelle intérieure 1, comme illustré par la figure 5, D'autres 3053089 7 composants cylindriques ou annulaires tels qu'une rondelle de guidage 4 solidaire en rotation de la rondelle intérieure 1, viennent fermer cette boîte, comme illustré par la figure 1. La rondelle de guidage 4 comporte des pattes 41 par lesquelles le couple est transmis des ressorts R2 à la rondelle intérieure 1. La rondelle 4 porte ici un système 5 d'amortissement pendulaire D pourvu de masselottes oscillantes F. [0033] Chacune de ces rondelles 1 et 2 est, ici, dans les modes de réalisation représentés, pourvue de logements périphériques 10, 20 destinés à recevoir des ressorts hélicoïdaux R1, R2 (représentés schématiquement sur la figure 1 et visibles en coupe sur la figure 4B). 10 [0034] Toutefois, selon une variante de l'invention, la rondelle intérieure 1 pourrait être dépourvue de logement pour des ressorts et assurer une fonction de voile traditionnel. [0035] De préférence, les logements 10 des ressorts R1 de la rondelle intérieure 1 sont sous forme de fenêtres traversantes tandis que les logements 20 des ressorts R2 15 de la rondelle saillante 2 sont sous forme de cavités au moins partiellement tubulaires. Les parois tubulaires de ces logements 20 épousent ainsi partiellement l'enveloppe extérieure cylindrique des ressorts R2 en formant des oeillères, comme illustré par les figures 1 et 4B en assurant leur retenue transversale sur la rondelle 2 même en présence de fortes contraintes de compression. 20 [0036] Les logements 20 ménagés sur la rondelle saillante 2 sont positionnés au- delà du rayon de la rondelle intérieure 1, comme illustré par les figures . [0037] Les logements 10, 20 présentent, à leurs extrémités longitudinales, des faces transversales d'appui et de calage des ressorts R1, R2. [0038] Sur la rondelle intérieure 1, ces faces d'appui sont constituées des rebords 25 longitudinaux 10a des fenêtres 10 associés aux créneaux périphériques du voile 3 participant aussi au maintien des ressorts R1, comme illustré par la figure 1. 3053089 8 [0039] Sur la rondelle saillante 2, les faces 22a d'appui longitudinal des ressorts R2 délimitent, entre deux ressorts adjacents, des zones de liaison intercalaires circonférentielles 22 formées ici de bossages 22b. Ces bossages 22b sont, de préférence, réalisés par emboutissage local de la rondelle 2 5 et présentent ici une face supérieure plane s'étendant de façon sensiblement radiale. [0040] Le cas échéant, la retenue longitudinale des ressorts R2 du second étage est renforcée par la présence de languettes rentrantes 23 réalisées sur le pourtour en saillie 2a de la rondelle 2, comme dans la variante illustrée par la figure 5. [0041] L'invention vise à perfectionner le dispositif d'amortissement en modifiant 10 la structure des rondelles 1, 2 en vue d'y intégrer des moyens formant butées de fin de course. [0042] Les modifications susceptibles d'être apportées aux composants du dispositif d'amortissement prises isolément ou en combinaison, vont être décrites de façon détaillée ci-après. 15 [0043] En présence d'un couple, les rondelles sont soumises à des contraintes de torsion se traduisant par un débattement angulaire de l'une relativement à l'autre. [0044] Les perfectionnements apportés par l'invention visent à assurer la limitation de la course de débattement angulaire entre les deux rondelles en s'affranchissant de la présence d'éléments fonctionnels rapportés. 20 [0045] Dans cet objectif, au moins l'une et, ici les trois zones de liaison intercalaires 22, de la rondelle saillante 2 sont prolongées radialement et vers le centre par des pattes orthogonales 21. Ces pattes sont angulairement équidistantes et s'étendent perpendiculairement au plan de la rondelle 2 en direction de la rondelle 1 et donc de façon sensiblement parallèle à l'axe de débattement angulaire des 25 rondelles 1, 2. Les pattes 21 sont destinées à se loger et à se déplacer tangentiellement dans des encoches 12 ménagées en regard sur le pourtour de la rondelle intérieure 1, comme illustré par les figures 4B et 5. 3053089 9 [0046] Ce déplacement s'effectue, de préférence, sans contact entre les pattes 21 et la face des encoches 12 en regard et les pattes 21 ont une hauteur supérieure ou égale à l'épaisseur de la rondelle intérieure 1 pour ne pas interférer avec les autres composants. 5 [0047] En fin de course du débattement, les pattes 21 viennent alors en butée contre les bords d'extrémités longitudinales 12a des encoches 12 pour limiter la compression des ressorts R2. [0048] Les pattes 21 et les encoche 12 sont agencées dans l'espace radial intercalaire situé entre les logements périphériques de la rondelle intérieure et les 10 logements périphériques de la rondelle saillante. Ainsi il est possible d'agencer les moyens de butée dans un espace restreint, entre les deux rangées de ressort R1 et R2. [0049] Il est entendu que, selon l'invention, la longueur des encoches 12 et, subsidiairement, la largeur des pattes 21 seront déterminées au préalable en fonction de la longueur de course de débattement admissible ou recherchée pour les ressorts 15 utilisés. [0050] Les encoches 12 de la rondelle intérieure 1 sont centrées sur l'axe médian des zones de liaison intercalaires circonférentielles situées entre deux logements 10 de ressorts R1 adjacents. Ces encoches s'étendent au-delà des rebords longitudinaux 10a des fenêtres 10. 20 [0051] Les pattes 21 de la rondelle saillante 2 sont déportées vers le centre par rapport aux logements 20 et se raccordent aux faces d'appui 22a des ressorts R2 via des tronçons curvilignes formant des portions coudées 21a (figures 2 et 4a). [0052] Ce profil particulier résulte notamment d'une opération consistant à mettre en forme la patte 21 par pliage à partir d'une rondelle initialement plane. Dans 25 l'exemple représenté, le pliage est de 90 degrés mais cet exemple n'est pas limitatif. Cette opération est facilitée par la présence, sur la rondelle saillante 2, d'orifices traversants 24 dans lesquels s'étendent les pattes 21 avant pliage et qui sont situés ensuite au droit de la position finale des pattes 21. 3053089 10 [0053] Selon une variante non représentée, au moins certaines des zones de liaison intercalaires 22 pourraient être ajourées pour gagner en flexibilité et autoriser un contact simultané des différentes pattes équidistantes lors de la mise en butée. 5 REVENDICATIONS1. Dispositif d'amortissement, notamment en torsion, pour véhicule automobile, comprenant au moins deux rondelles coaxiales, respectivement une rondelle radialement intérieure (1) de phasage et une rondelle radialement saillante (2) de guidage, lesdites rondelles ayant une liberté de débattement angulaire relative, ladite rondelle radialement saillante (2) étant pourvue de logements périphériques (20) pour des ressorts hélicoïdaux (R2) présentant, à leurs extrémités longitudinales, des faces transversales d'appui (22a) qui délimitent des zones de liaison intercalaires, caractérisé en ce qu'au moins l'une desdites zones de liaison intercalaires (22) de la rondelle saillante (2) se prolonge radialement par une patte (21) destinée à se déplacer circonférentiellement dans une encoche (12) ménagée en regard sur le pourtour de ladite rondelle intérieure (1) et à venir en butée contre ses bords d'extrémités longitudinales (12a) pour limiter la course du débattement. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites zones de liaison intercalaires (22) de la rondelle saillante (2) comprennent des bossages. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite patte (21) s'étend de façon sensiblement parallèle à l'axe de débattement angulaire des rondelles (1, 2). Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite patte (21) a une hauteur supérieure ou égale à l'épaisseur de ladite rondelle intérieure (1). Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs étages de compression, et en ce que ladite rondelle intérieure (1) est pourvue de logements périphériques (10) pour des ressorts hélicoïdaux (R1) présentant, à leurs extrémités longitudinales, des faces transversales d'appui (12a) qui délimitent des zones de liaison intercalaires. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite encoche (12) de la rondelle intérieure (1) est centrée sur l'axe médian de la zone de liaison intercalaire de la rondelle intérieure. 10 15 2. 3. 20 4. 25 5. 30 6. 3053089 12 7. Dispositif selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que lesdits logements (10) des ressorts (R1) de la rondelle intérieure (1) sont sous forme de fenêtres traversantes. 8. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la patte et 5 l'encoche sont agencés dans l'espace radial intercalaire situé entre les logements périphériques de la rondelle intérieure et les logements périphériques de la rondelle saillante. 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits logements (20) des ressorts (R2) de la rondelle saillante (2) sont sous forme de cavités au moins partiellement tubulaires. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite patte (21) de la rondelle saillante (2) se raccorde à la zone de liaison intercalaire (22) via des portions coudées (21a). 11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite rondelle saillante (2) présente des orifices traversants (24) situés au droit des pattes (21). 12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite patte (21) est réalisée d'une seule pièce avec la rondelle saillante (2). 13. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite rondelle saillante (2) comporte trois pattes (21) équidistantes coopérant avec trois encoches (12) correspondantes portées par ladite rondelle intérieure (1). 14. Appareil hydrocinétique pour véhicule automobile comprenant un dispositif d'amortissement selon l'une des revendications précédentes. 30