Brevet FR3059381A1 — publié le 20180601

- 1 - DISPOSITIF D'AMORTISSEMENT PENDULAIRE DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention concerne un dispositif d'amortissement pendulaire, notamment de véhicule automobile. ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Un tel dispositif, également appelé oscillateur pendulaire ou pendule, est notamment destiné à équiper une transmission d'un véhicule automobile. Dans une transmission de véhicule automobile, on associe généralement au moins un système d'amortissement de torsion à un embrayage apte à relier sélectivement le moteur à une boîte de vitesses, tel qu'un embrayage à friction ou un appareil d'accouplement hydrocinétique comportant un embrayage de verrouillage. En effet, un moteur à explosion génère des acyclismes du fait des explosions se succédant dans les cylindres du moteur, ces acyclismes variant notamment en fonction du nombre de cylindres. Le système d'amortissement, qui comporte classiquement des ressorts et des éléments de friction, a par conséquent pour fonction de filtrer les vibrations dues aux acyclismes de rotation du moteur et intervient avant la transmission du couple moteur à la boîte de vitesses. Cela permet d'éviter que de telles vibrations passent dans la boîte de vitesses et y provoquent des chocs, bruits et nuisances sonores indésirables. Afin d'améliorer encore la filtration, il est connu d'utiliser un dispositif d'amortissement pendulaire, en plus du système d'amortissement usuel. Par exemple, la demande de brevet FR2986592, au nom de la demanderesse, divulgue un dispositif de transmission de couple comprenant des moyens d'amortissement pendulaire constitués par des masses pendulaires montées de façon mobile sur un support annulaire agencé entre un élément d'entrée de couple et un élément de sortie de couple, et entraîné en rotation autour de son axe. En réaction aux irrégularités ou acyclismes de rotation, chaque masse se 3059381 - 2 - déplace de manière à ce que son centre de gravité oscille de façon pendulaire. La fréquence d'oscillation de chaque masse est proportionnelle à la vitesse de rotation de l'arbre moteur, le multiple correspondant pouvant par exemple prendre une valeur proche du rang de l'harmonique prépondérant des vibrations 5 responsables des fortes irrégularités de rotation au voisinage du ralenti. Dans cet exemple, le support annulaire comprend deux tôles annulaires en vis-à-vis, assemblées par des entretoises, entre lesquelles les masses pendulaires, montées en périphérie, sont animées d'un mouvement pendulaire en fonctionnement. 10 Ces masses sont de la forme générale d'un segment circulaire et comportent chacune une paire de trous oblongs en forme d'arc, dont la concavité est tournée radialement vers l'extérieur du support. Des ouvertures oblongues, également en forme d'arc, mais dont la concavité est tournée radialement vers l'intérieur du support, sont ménagées dans 15 les tôles annulaires en regard des trous des masses pendulaires. Des rouleaux de guidage, dont la partie médiane roule à l'intérieur des trous oblongs des masses pendulaires, et dont les extrémités roulent dans les ouvertures oblongues, permettent le fonctionnement pendulaire du dispositif. Dans les différents modes de réalisation du dispositif de transmission de 20 couple de la demande de brevet précitée, les rouleaux de guidage sont maintenus axialement entre les tôles annulaires par des épaulements radiaux, ou des collerettes agencées entre les masses pendulaires et des faces intérieures de ces tôles. Pour éviter une perte des rouleaux de guidage par un écartement latéral 25 des tôles annulaires sous l'effet de la force centrifuge, l'épaisseur de ces tôles annulaires doit être d'autant plus grande qu'une vitesse de rotation en fonctionnement est élevée. Mais l'entité inventive a constaté qu'un accroissement de l'épaisseur des tôles annulaires, qui conduisait à une augmentation de l'inertie du dispositif 30 d'amortissement pendulaire, était préjudiciable au fonctionnement de la boîte de vitesses accouplée, en particulier dans le cas d'une boîte de vitesses manuelle. 3059381 - 3 - DESCRIPTION GENERALE DE L'INVENTION Le but de la présente invention est donc de réaliser un dispositif d'amortissement pendulaire apte à fonctionner à grande vitesse tout en palliant l'inconvénient ci-dessus. 5 Ce dispositif d'amortissement pendulaire de transmission de véhicule automobile est du type de ceux comprenant: - au moins un support annulaire constitué au moins de deux tôles annulaires en vis-à-vis, agencé entre un élément d'entrée de couple et un élément de sortie de couple, et entraîné en rotation autour d'un axe de la transmission; 10 - des masses pendulaires montées de façon mobile entre les tôles annulaires en périphérie, ces masses pendulaires étant de la forme générale d'un segment circulaire et comportant chacune une paire de trous oblongs en forme d'arc présentant une première concavité tournée radialement vers l'extérieur du support annulaire; 15 - des rouleaux de guidage, présentant une partie médiane roulant à l'intérieur des trous oblongs, et des extrémités roulant dans des ouvertures oblongues formées dans les tôles annulaires en regard des trous oblongs et présentant une forme d'arc ayant une seconde concavité tournée radialement vers l'intérieur du support annulaire; 20 Selon l'invention, les rouleaux de guidage du dispositif d'amortissement pendulaire comportent en outre des moyens de butée axiale empêchant un écartement latéral des tôles annulaires. Selon l'invention, ces moyens de butée axiale peuvent être constitués par des collerettes extérieures agencées aux extrémités des rouleaux de guidage 25 coopérant axialement avec des faces extérieures des tôles annulaires. Ces collerettes extérieures peuvent avoir une hauteur comprise entre 0,3 mm et 2 mm. Ces collerettes extérieures sont avantageusement rapportées sur les extrémités des rouleaux de guidage. 30 Selon l'invention, les tôles annulaires peuvent présenter une épaisseur supérieure à 1 mm, notamment sensiblement égale 1 mm. 3059381 - 4 - Selon l'invention, le dispositif peut également comporter des moyens de maintien axial des rouleaux de guidage entre les tôles annulaires. Selon l'invention, la partie médiane des rouleaux de guidage peut comporter une collerette centrale coopérant axialement avec une saignée 5 circonférentielle interne des trous oblongs définissant ainsi, au moins en partie, les moyens de maintien axial. Avantageusement, ces rouleaux de guidage comportent des épaulements radiaux coopérant axialement avec des faces intérieures des tôles annulaires. Avantageusement encore, les masses pendulaires sont constituées par 10 l'assemblage de deux éléments latéraux et d'un élément central de manière à former la saignée circonférentielle interne des trous oblongs. Alternativement, les rouleaux de guidage du dispositif d'amortissement pendulaire selon l'invention peuvent comporter des collerettes intérieures coopérant axialement avec des faces intérieures des tôles annulaires et des 15 surfaces latérales des masses pendulaires pour définir les moyens de maintien axial. L'invention concerne également une utilisation du dispositif d'amortissement pendulaire décrit ci-dessus notamment jusqu'à une vitesse de rotation de 10.000 tr/mn, notamment jusqu'à une vitesse de rotation de 15.000 20 tr/m. Ces quelques spécifications essentielles auront rendu évidents pour l'homme de métier les avantages apportés par le dispositif d'amortissement pendulaire selon l'invention par rapport à l'état de la technique antérieur, au plan de la prévention de la perte des rouleaux de guidage à des vitesses de rotation 25 élevées sous l'effet de la force centrifuge. Les spécifications détaillées de l'invention sont données dans la description qui suit en liaison avec les dessins ci-annexés. Il est à noter que ces dessins n'ont d'autre but que d'illustrer le texte de la description et ne constituent en aucune sorte une limitation de la portée de l'invention. 30 3059381 - 5 - BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La Figure 1 est une vue générale éclatée en perspective d'un dispositif d'amortissement pendulaire connu de l'état de la technique. Les Figures 2a et 2b montrent en coupe axiale des rouleaux de guidage 5 agencés dans des masses pendulaires et sur un support annulaire du dispositif d'amortissement pendulaire montré sur la Figure 1. Les Figures 3a et 3b montrent en coupe axiale des rouleaux de guidage agencés dans des masses pendulaires et sur un support annulaire d'un dispositif d'amortissement pendulaire selon l'invention. 10 La Figure 4 est une vue générale éclatée en perspective d'un dispositif d'amortissement pendulaire selon l'invention comportant des rouleaux de guidage comme ceux montrés sur la Figure 3a. DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES DE L'INVENTION. 15 L'exemple de dispositif d'amortissement pendulaire 1 précité est représenté sur la Figure 1. Il comprend un support annulaire constitué essentiellement par deux tôles annulaires 2 en vis-à-vis montées par des boulons 3 sur une pièce intermédiaire 4 qui assure la rotation de l'ensemble 2, 4 et la transmission de couple. 20 A la périphérie du support 2, 4, sont montées entre les tôles annulaires 2 des masses pendulaires 5. Ces masses pendulaires 5, de la forme générale d'un segment circulaire, sont mobiles grâce à des rouleaux de guidage 6 roulant, d'une part, au niveau de leur partie médiane 7 à l'intérieur de deux trous oblongs 8 dont elles sont munies, 25 et, d'autre part, en s'appuyant et roulant à leurs extrémité 9 sur les bords d'ouvertures oblongues 10 formées dans les tôles annulaires 2. De manière connue en soi, comme le montre bien la Figure 1, les trous oblongs 8 sont en forme d'arc présentant une première concavité tournée radialement vers l'extérieur du support 2, 4, et les ouvertures oblongues 10 sont 30 également en forme d'arc présentant une seconde concavité tournée radialement vers l'intérieur du support 2, 4, ce qui permet un mouvement pendulaire des masses pendulaires 5. 3059381 - 6 - Comme le montre bien la Figure 2a, les rouleaux de guidage 6, dans ce dispositif d'amortissement pendulaire connu, comportent des collerettes intérieures 11 qui maintiennent axialement ces rouleaux de guidage 6 entre les tôles annulaires 2, tout en évitant un frottement des masses pendulaires 5 contre 5 ces tôles annulaires 2. En variante, dans le but de limiter un encombrement axial en éliminant les collerettes intérieures 11 tout en assurant un centrage des masses pendulaires 5 et des rouleaux de guidage 6 entre les tôles annulaires 2, il est également connu de ce dispositif des masses pendulaires 5 constituées par l'assemblage de deux 10 éléments latéraux 12 et d'un élément central 13, comme montré sur la Figure 2b. Cet agencement permet de former une saignée circonférentielle 14 dans les trous oblongs 8 coopérant axialement avec une collerette centrale 15 des rouleaux de guidage 6 munis en outre d'épaulements radiaux 16 coopérant avec des faces intérieures 17 des tôles annulaires 2, pour atteindre le but recherché. 15 Certaines applications d'un tel dispositif d'amortissement pendulaire 1 nécessitent une inertie la plus réduite possible, notamment pour un accouplement à une boîte de vitesses manuelle d'un véhicule automobile. Une voie d'optimisation consiste à diminuer une épaisseur des tôles annulaires 2, par exemple jusqu'à 1 mm. 20 Mais dans ce cas, à cause d'une rigidité insuffisante des tôles annulaires 2, l'entité inventive a constaté un écartement des tôles annulaires 2 sous l'effet de la force centrifuge et une perte des rouleaux de guidage 6 en fonctionnement à une vitesse de rotation élevée, en particulier lors d'essais de sécurité à 15.000 tr/ mn. Afin de conserver une faible inertie tout en empêchant un tel écartement 25 des tôles annulaires 2 à une vitesse de rotation élevée, dans le dispositif d'amortissement pendulaire 18 selon l'invention, les rouleaux de guidage 19 comportent en outre des moyens de butée axiale 20 comme le montrent bien les Figures 3a, 3b et 4. Dans un premier mode de réalisation préféré de l'invention montré sur la 30 Figure 3a, les rouleaux de guidage 19 comportent des collerettes extérieures 20 à leurs extrémités 21. 3059381 - 7 - Ces collerettes extérieures 20 coopèrent axialement avec des faces extérieures 22 des tôles annulaires 2. Les rouleaux de guidage 19 et leurs collerettes extérieures 20 sont monobloc, ou, alternativement, comportent des collerettes extérieures 20 5 rapportées ou formées sur les extrémités 21 après un montage dans les trous oblongs 8 des masses pendulaires 5. Dans ce premier mode de réalisation, les rouleaux de guidage 19 comportent également les collerettes intérieures 11 coopérant axialement avec des faces intérieures 17 des tôles annulaires 2 et des surfaces latérales 23 des 10 masses pendulaires 5 définissant ainsi des moyens de maintien axial des rouleaux de guidage entre les tôles annulaires. Dans un second mode de réalisation préféré de l'invention montré sur la Figure 3b, les rouleaux de guidage 19 comportent aussi des collerettes extérieures 20 à leurs extrémités 21 pour empêcher l'écartement des tôles 15 annulaires 2. Toutefois, dans le but de diminuer l'encombrement axial du dispositif d'amortissement pendulaire 18 selon l'invention, les collerettes intérieures 11 sont supprimées et remplacées par des épaulements radiaux 16 de manière similaire aux rouleaux 6 connus de l'état de la technique montrés sur la Figure 2b. 20 Les masses pendulaires 5 présentent aussi dans ce second mode réalisation préféré de l'invention une structure en plusieurs éléments 12, 13 ménageant une saignée circonférentielle 14 coopérant axialement avec une collerette centrale 15 des rouleaux de guidage 19. La vue générale éclatée du dispositif d'amortissement pendulaire 18 de la 25 Figure 4, dans le premier mode de réalisation préféré de l'invention, permet de bien comprendre comment les collerettes extérieures 20 des rouleaux de guidage 19 empêchent l'écartement des tôles annulaires 2 quand ces rouleaux de guidage 19 se déplacent dans les ouvertures oblongues 10, même dans le cas de tôles annulaires 2 minces ayant une épaisseur de l'ordre de 1 mm et en fonctionnement 30 à une vitesse de rotation élevée allant jusqu'à 15.000 tr/mn. 3059381 - 8 - Dans l'un et l'autre modes de réalisation du dispositif d'amortissement pendulaire 18 selon l'invention, les collerettes extérieures 20 présentent de préférence une hauteur comprise entre 0,3 mm et 2 mm. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seuls modes 5 d'exécution préférentiels décrits ci-dessus. En particulier, le nombre de masses pendulaires 5 représentées ne correspond qu'à un exemple, et peut être différent de quatre, notamment égal à trois. Les moyens de butées axiale 20 peuvent prendre une forme différente des 10 collerettes extérieures 20 décrites, notamment celle de circlips ou d'anneaux d'arrêts associés à des gorges annulaires. L'invention embrasse au contraire toutes les variantes possibles de réalisation dans la limite de l'objet des revendications ci-après. REVENDICATIONS1) Dispositif d'amortissement pendulaire (1, 18) de transmission de véhicule automobile du de type ceux comprenant: - au moins un support annulaire (2, 4) constitué au moins de deux tôles annulaires (2) en vis-à-vis, agencé entre un élément d'entrée de couple et un élément de sortie de couple, et entraîné en rotation autour d'un axe de ladite transmission; - des masses pendulaires (5) montées de façon mobile entre lesdites tôles annulaires (2) en périphérie, lesdites masses pendulaires (5) étant de la forme générale d'un segment circulaire et comportant chacune une paire de trous oblongs (8) en forme d'arc présentant une première concavité tournée radialement vers l'extérieur dudit support annulaire (2, 4); - des rouleaux de guidage (6, 19), présentant une partie médiane (7) roulant à l'intérieur desdits trous oblongs (8), et des extrémités (9, 21) roulant dans des ouvertures oblongues (10) formées dans lesdites tôles annulaires (2) en regard desdits trous oblongs (8) et présentant une forme d'arc ayant une seconde concavité tournée radialement vers l'intérieur dudit support annulaire (2, 4); caractérisé en ce que lesdits rouleaux de guidage (19) comportent en outre des moyens de butée axiale (20) empêchant un écartement latéral desdites tôles annulaires (2). 2) Dispositif d'amortissement pendulaire (18) selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de butée axiale (20) sont constitués par des collerettes extérieures (20) agencées auxdites extrémités (21) desdits rouleaux de guidage (19) coopérant axialement avec des faces extérieures (22) desdites tôles annulaires (2). 3) Dispositif d'amortissement pendulaire (18) selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites collerettes extérieures (20) ont une hauteur comprise entre 0,3 mm et 2 mm. 3059381 -10- 4) Dispositif d'amortissement pendulaire (18) selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites collerettes extérieures (20) sont rapportées sur lesdites extrémités (21). 5) Dispositif d'amortissement pendulaire (18) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 précédentes, caractérisé en ce que lesdites tôles annulaires (2) présentent une épaisseur sensiblement égale 1 mm. 6) Utilisation d'un dispositif d'amortissement pendulaire (18) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 précédentes jusqu'à une vitesse de rotation de 15.000 tr/mn. 7) Dispositif d'amortissement pendulaire (18) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de maintien axial (11, 16) des rouleaux de guidage (6, 19) entre les tôles annulaires. 8) Dispositif d'amortissement pendulaire (18) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite partie médiane (7) desdits rouleaux de guidage (10) comporte une collerette centrale (15) coopérant axialement avec une saignée circonférentielle interne (14) desdits trous oblongs (8). 9) Dispositif d'amortissement pendulaire (18) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits rouleaux de guidage (19) comportent des épaulements radiaux (16) coopérant axialement avec des faces intérieures (17) desdites tôles annulaires (2). 10) Dispositif d'amortissement pendulaire (18) selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9 précédentes, caractérisé en ce que lesdites masses pendulaires (5) sont constituées par l'assemblage de deux éléments latéraux (12) et d'un élément central (13) de manière à former ladite saignée circonférentielle interne (14). 3059381 - 11 11) Dispositif d'amortissement pendulaire (18) selon la revendication précédente 7, caractérisé en ce que lesdits rouleaux de guidage (19) comportent des collerettes intérieures (20) coopérant axialement avec des faces intérieures (17) desdites tôles annulaires (2) et des surfaces latérales (23) desdites masses pendulaires (5).