Brevet FR3067081A1 — publié le 20181207

DISPOSITIF D'AMORTISSEMENT D'OSCILLATIONS DE TORSION, PROCEDE D'ASSEMBLAGE DE CE DISPOSITIF ET SON UTILISATION DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION. La présente invention concerne un dispositif d'amortissement d'oscillations de torsion, ainsi que son procédé d'assemblage et son utilisation dans le domaine de l'automobile. ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION. 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 oscillations de torsion 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 oscillations 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 25 d'amortissement pendulaire, en plus du système d'amortissement usuel. Par exemple, la demande de brevet FR2981714, au nom de la demanderesse, divulgue un dispositif d'amortissement d'oscillations de torsion comprenant des moyens d'amortissement pendulaire constitués par des masses pendulaires montées de façon mobile sur un support annulaire agencé entre un 30 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 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 35 pouvant par exemple prendre une valeur proche du rang de l'harmonique 3067081 - 2 - prépondérant des vibrations responsables des fortes irrégularités de rotation au voisinage du ralenti. Dans les véhicules équipés d'une boîte de vitesses automatique, le système classique d'amortissement à ressort et le dispositif d'amortissement pendulaire sont 5 généralement associés à l'intérieur d'un carter du convertisseur de couple et de l'embrayage de verrouillage. Un tel ensemble est par exemple décrit par la société demanderesse dans la demande de brevet américain US2016/0116040. Le convertisseur de couple avec embrayage de verrouillage décrit comporte des caractéristiques tendant à 10 l'amélioration des performances et à la réduction des coûts, notamment en diminuant son encombrement en combinant des fonctions d'un ou plusieurs éléments en un seul. Toutefois, il est apparu à l'entité inventive que des améliorations visant en particulier une nouvelle réduction des coûts de fabrication étaient encore possibles. 15 DESCRIPTION GENERALE DE L'INVENTION. Le but de la présente invention est donc de réaliser un dispositif d'amortissement d'oscillations de torsion, utilisé notamment dans un convertisseur de couple, à un coût minimum. 20 Ce dispositif est du type de ceux aptes à être entraînés autour d'un axe de rotation entre un arbre menant et un arbre mené, comportant: - des premiers moyens d'amortissement élastique comprenant des premiers organes élastiques à action circonférentielle agencés en périphérie entre un premier élément d'entrée et un premier élément de sortie; - des seconds moyens d'amortissement élastique comprenant des seconds organes élastiques à action circonférentielle agencés en partie centrale entre un second élément d'entrée solidaire du premier élément de sortie et un second élément de sortie; - des moyens d'amortissement pendulaire comprenant au moins un corps 30 pendulaire agencé radialement entre les premiers et seconds moyens d'amortissement élastique sur un support entraîné en rotation autour de l'axe de rotation. Selon l'invention, une pièce unique solidaire de l'arbre mené forme le premier élément de sortie, le support et le second élément d'entrée. 3067081 - 3 - Selon l'invention encore, cette pièce unique réalise une fonction de rondelle de guidage des premiers organes élastiques et une fonction de voile des seconds organes élastiques. Le corps pendulaire comprend de préférence deux masses pendulaires 5 agencées de part et d'autre de son support. Dans un premier mode de réalisation du dispositif d'amortissement d'oscillations de torsion selon l'invention, la pièce unique est monobloc; alternativement, dans un second mode de réalisation, elle est composite. L'invention concerne également un procédé d'assemblage du dispositif 10 d'amortissement d'oscillations de torsion décrit ci-dessus dans son second mode de réalisation, dans lequel cette pièce unique est constituée de composants distincts réunis au cours d'une étape préalable de fabrication. Selon ce procédé d'assemblage, les composants sont formés de deux anneaux issus d'une même tôle et emboutis au cours de l'étape préalable de 15 fabrication. Selon l'invention, ces anneaux sont destinés à former chacun au moins partiellement le premier élément de sortie et le second élément d'entrée. De préférence, les anneaux sont réunis par rivetage ou par soudure. En variante, selon l'invention, dans le procédé d'assemblage du dispositif 20 d'amortissement d'oscillations de torsion dans son second mode de réalisation, l'un des composants est destiné à former le support en étant rapporté au moyen d'au moins une entretoise, au cours de l'étape préalable de fabrication, sur un autre des composants destiné à former le premier élément de sortie et le second élément d'entrée. 25 On tirera bénéfice de l'utilisation du dispositif d'amortissement d'oscillations de torsion décrit précédemment quand l'arbre mené est relié à une turbine d'un convertisseur de couple hydrocinétique d'un véhicule automobile. Une utilisation quand l'arbre moteur est relié à un embrayage de verrouillage est également avantageuse. Ces quelques spécifications essentielles auront rendu évidents pour l'homme de métier les avantages apportés par le dispositif d'amortissement d'oscillations de torsion selon l'invention par rapport à l'état de la technique antérieur aux plans de la simplicité de conception et de la facilité de réalisation en vue d'une minimisation des coûts. 3067081 - 4 - 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. 5 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS. La Figure 1 est une vue radiale partielle d'un dispositif d'amortissement d'oscillations de torsion intégré dans un convertisseur de couple connu de l'état de la technique. 10 La Figure 2a est une vue radiale partielle d'un dispositif d'amortissement d'oscillations de torsion, apte à être intégré dans un convertisseur de couple, dans un premier mode de réalisation de l'invention. La Figure 2b est une vue radiale partielle d'un dispositif d'amortissement d'oscillations de torsion, apte à être intégré dans convertisseur de couple, dans un 15 second mode de réalisation de l'invention. La Figure 2c est une vue radiale partielle d'un dispositif d'amortissement d'oscillations de torsion, apte à être intégré dans convertisseur de couple, dans une variante du second mode de réalisation de l'invention montré sur la Figure 2b. 20 DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES DE L'INVENTION. L'exemple de convertisseur de couple de type hydrocinétique avec un embrayage de verrouillage 1 intégrant un dispositif d'amortissement d'oscillations de torsion connu de l'état de la technique précité est représenté sur la Figure 1. Il comprend essentiellement dans un carter 2 rempli d'huile et entraîné en 25 rotation autour d'un axe de rotation XX' par un arbre menant 3: - une turbine 4, un impulseur 5 et un réacteur 6 du convertisseur hydrocinétique 7 entraînant un arbre de sortie 8; - des premiers ressorts hélicoïdaux 9 agencés circonférentiellement à la périphérie du carter 2 entre un élément annulaire 10 en sortie de l'embrayage de 30 verrouillage, et un élément intermédiaire 11; - des seconds ressorts hélicoïdaux 12 agencés dans une partie centrale du carter 2 entre l'élément intermédiaire 11 et un moyeu 13. Dans cet exemple, l'élément annulaire 10 est relié à la turbine 4 et l'élément intermédiaire 11 est constitué de deux disques 14 en vis-à-vis solidaires du 3067081 - 5 - moyeu 13. Dans une version non représentée du convertisseur de couple 1, le carter 2 peut intégrer un dispositif d'amortissement pendulaire monté sur l'élément intermédiaire 11. Dans un but de réduction des coûts de fabrication, l'entité inventive a été 5 amenée à simplifier la conception de l'élément intermédiaire 11 tout en permettant une liaison directe de celui-ci avec la turbine 4, ce qui a également pour résultat de simplifier l'élément annulaire 10 qui n'a plus besoin d'être relié à cette turbine 4. Les détails de l'élément intermédiaire modifié 15 mis en oeuvre dans le dispositif d'amortissement d'oscillations de torsion 16 selon l'invention sont montrés 10 sur les Figures 2a, 2 b et 2c dans différentes versions. Dans le premier mode de réalisation préféré de l'invention montré sur la Figure 2a, l'élément intermédiaire modifié 15 est une pièce unique et monobloc 17 de forme annulaire qui réalise dans une partie périphérique 18 une fonction de rondelle de guidage pour les premiers ressorts hélicoïdaux 9 et dans une partie 15 centrale 19 une fonction de voile pour les seconds ressorts hélicoïdaux 12, tout en supportant des masses pendulaires 20 du dispositif d'amortissement pendulaire et en étant solidaire de la turbine 4. Les masses pendulaires 20 sont agencées de part et d'autre d'une partie médiane de cette pièce unique 17, c'est-à-dire entre les premiers et seconds 20 ressorts hélicoïdaux 9, 12. Pour réaliser les fonctions précitées, cette pièce unique monobloc 17 comprend de nombreuses lumières, notamment celles permettant le fonctionnement du dispositif d'amortissement pendulaire 20, et de nombreuses pattes, notamment celles en prise avec les extrémités des seconds ressorts 25 hélicoïdaux 12, qui sont toutes obtenues par emboutissage d'une tôle. Pour des raisons de process, un nombre d'opérations d'emboutissage est limité à six. Par conséquent, afin de simplifier ces opérations d'emboutissage, dans un second mode de réalisation préféré de l'invention montré sur la Figure 2b, l'élément intermédiaire modifié 15 est une pièce unique composite réalisée dans 30 une étape préalable de fabrication par soudure ou rivetage 21 de deux anneaux 22, 23 issus d'une même tôle, l'un étant destiné à former la rondelle de guidage 22 des premiers ressorts hélicoïdaux 9, et l'autre étant destiné à former le voile 23 des seconds ressorts hélicoïdaux 12. Dans une variante du second mode de réalisation de l'invention montré sur la 35 Figure 2c, l'élément intermédiaire modifié 15 est également une pièce unique 3067081 - 6 - composite réalisée dans une étape préalable de fabrication à partir de plusieurs éléments distincts: - une pièce annulaire 24 similaire à la pièce unique monobloc 17 destinée à réaliser les fonctions de guidage par sa partie périphérique 18 et de voile par sa 5 partie centrale 19, hormis une fonction de support direct des masses pendulaires 20; - une pièce de support 25 destinée à supporter les masses pendulaires 20; - une ou plusieurs entretoises 26 rapportant la pièce de support 25 sur la pièce annulaire 24. 10 Dans l'un et l'autre des modes de réalisation, le dispositif d'amortissement d'oscillations de torsion 16 selon l'invention permet de minimiser les coûts de fabrication, et procure un avantage concurrentiel dans des applications de convertisseurs de couple pour des véhicules automobiles. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seuls modes d'exécution 15 préférentiels décrits ci-dessus. En particulier, les moyens d'amortissement élastique constitués par les ressorts hélicoïdaux et les moyens d'amortissement pendulaire constitués par les masses pendulaires duales, décrits ne correspondent qu'à des exemples de réalisation préférés de l'invention. 20 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 d'oscillations de torsion (1, 16) du type de ceux aptes à être entraînés autour d'un axe de rotation (XX') entre un arbre menant (3) et un 5 arbre mené (4), comportant: - des premiers moyens d'amortissement élastique comprenant des premiers organes élastiques (9) à action circonférentielle agencés en périphérie entre un premier élément d'entrée (10) et un premier élément de sortie (11, 15, 18, 22); - des seconds moyens d'amortissement élastique comprenant des seconds 10 organes élastiques (12) à action circonférentielle agencés en partie centrale entre un second élément d'entrée (11, 15, 19, 23) solidaire dudit premier élément de sortie (11, 15, 18, 22) et un second élément de sortie (13); - des moyens d'amortissement pendulaire comprenant au moins un corps pendulaire (20) agencé radialement entre lesdits premiers et seconds moyens 15 d'amortissement élastique (9, 12) sur un support (11, 15) entraîné en rotation autour dudit axe de rotation (XX'); caractérisé en ce qu'une pièce unique (15) solidaire dudit arbre mené (4) forme ledit premier élément de sortie (18, 22), ledit support (25) et ledit second élément d'entrée (19, 23). 20 2) Dispositif d'amortissement d'oscillations de torsion (16) selon la revendication 1 précédente, caractérisé en ce que ladite pièce unique (15) réalise une fonction de rondelle de guidage (18, 22) desdits premiers organes élastiques (9) et une fonction de voile (19, 23) desdits seconds organes élastiques (12). 3) Dispositif d'amortissement d'oscillations de torsion (16) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 précédentes, caractérisé en ce que ledit corps pendulaire comprend deux masses pendulaires (20) agencées de part et d'autre dudit support (15, 25). 4) Dispositif d'amortissement d'oscillations de torsion (16) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 précédentes, caractérisé en ce que ladite pièce unique (15) est composite (22, 23, 24, 25, 26). 25 30 3067081 - 8 - 5) Dispositif d'amortissement d'oscillations de torsion (16) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 précédentes, caractérisé en ce que ladite pièce unique (15) est monobloc (17). 6) Procédé d'assemblage du dispositif d'amortissement d'oscillations de torsion (16) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 précédentes, caractérisé en ce que ladite pièce unique (15) est constituée de composants distincts (22, 23; 24, 25, 26) réunis au cours d'une étape préalable de fabrication. 7) Procédé d'assemblage du dispositif d'amortissement d'oscillations de torsion (16) selon la revendication 6 précédente, caractérisé en ce que lesdits composants (22, 23) sont formés de deux anneaux (22, 23) issus d'une même tôle et emboutis au cours de ladite étape préalable de fabrication. 8) Procédé d'assemblage du dispositif d'amortissement d'oscillations de torsion (16) selon la revendication 7 précédente, caractérisé en ce que lesdits anneaux (22, 23) sont destinés à former chacun au moins partiellement ledit premier élément de sortie (22) et ledit second élément d'entrée (23). 9) Procédé d'assemblage du dispositif d'amortissement d'oscillations de torsion (16) selon la revendication 7 précédente, caractérisé en ce que lesdits anneaux (22, 23) sont réunis par rivetage ou par soudure. 10) Procédé d'assemblage du dispositif d'amortissement d'oscillations de torsion (16) selon la revendication 6 précédente, caractérisé en ce qu'un desdits composants (24, 25) est destiné à former ledit support (25) en étant rapporté au moyen d'au moins une entretoise (26) au cours de ladite étape préalable de fabrication sur un autre desdits composants (24, 25) destiné à former ledit premier élément de sortie (18) et ledit second élément d'entrée (19). 11) Utilisation du dispositif d'amortissement d'oscillations de torsion (16) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 précédentes, caractérisée en ce que ledit arbre mené est relié à une turbine (4) d'un convertisseur de couple hydrocinétique d'un véhicule automobile. 3067081 - 9 - 1 2) Utilisation du dispositif d'amortissement d'oscillations de torsion (16) selon la revendication 11 précédente, caractérisée en ce que ledit arbre menant (3) est relié à un embrayage de verrouillage.