Brevet FR3071575A1 — publié le 20190329

DISPOSITIF D'AMORTISSEMENT DE TORSION AAMORTISSEUR PRINCIPAL ET AMORTISSEUR ADDITIONNEL L'invention a trait au domaine de la transmission de couple dans les dispositifs motorisés et concerne un dispositif d'amortissement de torsion pour une chaine de transmission de véhicule. Les véhicules motorisés comportent généralement de tels dispositifs d'amortissement de torsion qui peuvent être intégrés dans divers éléments de la chaine de transmission. Par exemple, un volant moteur à double volant amortisseur, un disque d'embrayage, ou un limiteur de couple, peuvent inclure un dispositif d'amortissement de torsion permettant le filtrage des acyclismes du moteur et autres oscillations de torsion. Ce filtrage est typiquement réalisé par un ou plusieurs amortisseurs de torsion qui sont des combinés ressorts-amortisseurs travaillant en torsion et permettant, au cours de la transmission du couple, un mouvement de rotation relative d'un premier élément tournant de transmission d'un couple, couplé en amont de la chaine de transmission, et d'un deuxième élément tournant de transmission du couple, couplé en aval de la chaine de transmission. La rotation relative peut être permise par des ressorts et l'amortissement peut être réalisé par un dispositif de frottement doté de rondelles de frottement mises en charge axiale par des rondelles élastiques, de sorte à dissiper par frottement une partie de l'énergie accumulée dans les ressorts. Le couple s'opposant à une rotation relative des deux éléments tournants est fonction de l'angle de cette rotation relative selon une courbe caractéristique de chaque 20 dispositif d'amortissement de torsion. Lors de la conception d'un tel dispositif d'amortissement de torsion, une attention particulière est portée sur le choix, le dimensionnement, et la disposition des ressorts, pour obtenir une courbe caractéristique adaptée à une application particulière. L'invention a pour but d'améliorer les dispositifs d'amortissement de torsion 25 de l'art antérieur en proposant un tel dispositif dont la courbe caractéristique est modulable. A cet effet, l'invention vise un dispositif d'amortissement de torsion pour une chaine de transmission de véhicule, comprenant : 2 - un premier élément tournant de transmission d'un couple ; - un deuxième élément tournant de transmission du couple ; - un amortisseur principal comportant au moins un ressort principal interposé entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant, et autorisant, 5 lorsqu'il se déforme, une rotation relative autour d'un axe de rotation entre les premier et deuxième éléments tournants. Le dispositif d'amortissement de torsion comporte en outre : - un troisième élément tournant de transmission du couple monté rotatif par rapport au premier et au deuxième éléments tournants autour dudit axe de rotation ; 10 - un amortisseur additionnel comportant au moins un ressort additionnel monté à la fois dans le premier élément tournant et dans le troisième élément tournant ; les deuxième et troisième éléments tournants comportant respectivement une première butée et une deuxième butée complémentaire, agencées de sorte que : lorsque le débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments tournants est 15 supérieur à zéro et inférieur à un premier seuil de débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments tournants depuis une position angulaire relative de repos des premier et deuxième éléments tournants pour laquelle aucun couple n'est transmis, ledit au moins un ressort principal est comprimé tandis que le troisième élément tournant est couplé en rotation avec le premier élément tournant via le ressort additionnel non comprimé ; et lorsque le débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments tournants est supérieur audit premier seuil, la première butée et la deuxième butée complémentaire sont en appui l'une contre l'autre, le ou moins un ressort principal étant comprimé et le au moins un ressort additionnel étant comprimé en parallèle entre le premier élément tournant et le troisième élément tournant. Autrement dit, les deuxième et troisième éléments tournants comportant respectivement une première butée et une deuxième butée complémentaire, agencées de sorte que : - lorsque le débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments tournants, depuis une position angulaire relative de repos des premier et deuxième 30 éléments tournants pour laquelle aucun couple n'est transmis, est supérieur à zéro et 3 inférieur à un premier seuil, le ressort additionnel permet au premier élément d'entrainer le troisième élément en rotation par rapport au deuxième élément, sans déformation du ressort ; et lorsque le débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments 5 tournants, depuis une position angulaire relative de repos des premier et deuxième éléments tournants pour laquelle aucun couple n'est transmis, est supérieur à zéro et supérieur à un premier seuil, la première butée et la deuxième butée complémentaire sont en appui l'une contre l'autre et le au moins un ressort additionnel se déforme en parallèle du ressort principal entre d'une part le premier élément tournant et d'autre part 10 le deuxième élément tournant via le troisième élément tournant. Dans la description et les revendications, les termes « comprimé » ou « compression », d'une part, et « précontraint » ou « précontrainte » d'autre part, lorsqu'ils se réfèrent aux ressorts, sont employés comme suit : - la précontrainte d'un ressort désigne le fait que ce ressort est monté dans 15 un ou plusieurs logements qui sont plus petits que la longueur initiale du ressort, ce dernier exerçant donc, par son élasticité, une force contre les parois des logements ; - la compression d'un ressort désigne le fait que ce ressort est comprimé par rapprochement de deux parties mobiles. La précontrainte d'un ressort est donc effective même lorsque le dispositif 20 d'amortissement de torsion est au repos, sans qu'aucun couple ne soit transmis. La compression d'un ressort, elle, n'a lieu qu'en cours de transmission de couple, des parties mobiles les unes par rapport aux autres, modifient la configuration des logements du ressorts et compriment celui-ci. Un dispositif d'amortissement de torsion selon l'invention présente, pour une 25 rotation relative des premier et deuxième éléments tournants depuis une position angulaire de repos des amortisseurs pour laquelle aucun couple n'est transmis jusqu'à une position de fin de course des amortisseurs, deux phases de fonctionnement : - une première phase de fonctionnement pour laquelle le débattement angulaire entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant est 30 inférieur audit premier seuil, l'amortisseur principal étant agencé pour être déformé au 4 cours de cette première phase tandis que le troisième élément tournant est apte à être entrainé en rotation par le premier élément tournant, sans déformation du ressort additionnel, par l'intermédiaire du ressort additionnel ; et - une deuxième phase de fonctionnement pour laquelle le couple transmis 5 est suffisant pour que le débattement angulaire entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant soit supérieur audit premier seuil, la déformation de l'amortisseur principal se poursuivant au cours de cette deuxième phase tandis que la rotation relative entre le troisième élément tournant et le deuxième élément tournant est empêché par un appui de la première butée contre la deuxième butée complémentaire, 10 de sorte que le couple transmis permette de déformer également le ressort additionnel et autorise une rotation relative entre d'une part le premier élément de transmission et d'autre part les deuxième et troisième éléments tournants. Une augmentation de la raideur du dispositif d'amortissement est ainsi obtenue de manière fiable et stable lors de la deuxième phase de fonctionnement où 15 l'amortisseur principal et l'amortisseur additionnel travaillent simultanément, tandis que seul l'amortisseur principal travaille lors de la première phase de fonctionnement. Un tel dispositif remplace avantageusement une butée de fin de course entre les premier et deuxième éléments tournants en évitant tout choc mécanique et vibrations associées. 20 Cette deuxième phase de fonctionnement est particulièrement avantageuse dans le cas d'un amortisseur principal à grand débattement, par exemple à plus de 30 degrés de course angulaire d'amortissement. Le dispositif d'amortissement de torsion peut comporter les caractéristiques additionnelles suivantes, seules ou en combinaison : 25 - le premier élément tournant comporte au moins un premier logement additionnel et en ce que le troisième élément tournant comporte au moins un deuxième logement additionnel, les au moins un premier et deuxième logements additionnels étant agencés axialement en vis-à-vis de sorte que le au moins un ressort additionnel soit inséré dans ces logements en vis-à-vis ; 5 - le premier élément tournant comporte au moins un bras s'étendant radialement et agencé circonférenciellement entre deux ressorts principaux, un desdits premiers logements additionnels étant formé sur ce bras ; - le premier élément tournant comporte au moins un bras s'étendant 5 radialement, un ressort principal étant en appui circonférentiel directement ou indirectement contre ce bras, un deuxième logements additionnel étant formé sur ce bras ; - le au moins un ressort principal et le au moins un ressort additionnel sont agencés de sorte que au moins une portion du ressort additionnel se trouve radialement 10 dans un même plan perpendiculaire audit axe qu'une portion du ressort principal. Le ressort additionnel additionnel dans son ensemble se trouve radialement dans un même plan perpendiculaire audit axe qu'une portion du ressort principal ; - le au moins un ressort principal comporte un bord radial externe et un bord radial interne et le au moins un ressort additionnel est agencé au moins en partie dans 15 un tore centré sur ledit axe et délimité radialement par les bords radiaux interne et externe du au moins un ressort principal ; - l'amortisseur principal comporte au moins deux ressorts principaux et un ressort additionnel est agencé circonférenciellement entre deux ressorts principaux ; - l'amortisseur principal comporte au moins deux groupes de ressorts 20 principaux, les ressorts principaux étant agencés en série dans chaque groupe, et un ressort additionnel est agencé circonférenciellement entre deux groupes de ressorts principaux ; - les ressorts principaux sont agencés en série dans chaque groupe par l'intermédiaire d'un élément de phasage, reliant dans chaque groupe deux ressorts 25 principaux consécutifs agencés en série ; - les ressorts principaux de l'amortisseur principal sont répartis dans un premier étage de ressorts et un deuxième étage de ressorts, le premier étage de ressorts et le deuxième étage de ressorts étant agencés en série par l'intermédiaire d'un élément de phasage, le dispositif d'amortissement de torsion étant agencé de sorte que, lorsque le débattement angulaire entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant atteint un troisième seuil de débattement angulaire entre le premier 6 élément tournant et le deuxième élément tournant depuis une position angulaire relative de repos prise par le deuxième élément tournant et le premier élément lorsqu'aucun couple n'est transmis, le deuxième étage de ressorts cesse de se comprimer. Ainsi, en passant d'une phase de fonctionnement avec deux étages en série 5 à une phase de fonctionnement avec un seul étage de ressort au niveau de l'amortisseur principal, on peut augmenter la raideur angulaire de l'amortisseur. Par exemple lorsque les ressorts des premier et deuxième étage est identique, la raideur de l'amortisseur principal double lorsque le débattement angulaire entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant augmente au delà du troisième seuil. Ceci 10 peut permettre notamment de réduire la taille du ressort additionnel ou bien de réduire la qualité de son fil. - le dispositif d'amortissement de torsion est agencé de sorte que le deuxième étage de ressorts cesse de se comprimer lorsque le débattement angulaire entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant augmente au delà 15 du troisième seuil. - le dispositif d'amortissement de torsion est agencé de sorte que le deuxième étage de ressorts cesse de se comprimer pour tout débattement angulaire entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant supérieur au troisième seuil. 20 - le dispositif d'amortissement de torsion est agencé de sorte que le premier étage de ressorts poursuit sa compression lorsque le débattement angulaire entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant dépasse le troisième seuil. - le deuxième étage de ressorts cesse de se comprimer lorsque le débattement angulaire entre l'élément de phasage et le deuxième élément tournant 25 atteint un quatrième seuil de débattement angulaire entre le l'élément de phasage et le deuxième élément tournant depuis une position angulaire relative de repos prise par l'élément de phasage et le deuxième élément tournant lorsqu'aucun couple n'est transmis. - le troisième seuil de débattement angulaire entre le premier élément 30 tournant et le deuxième élément tournant est inférieur ou égal au premier seuil de débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments tournants. 7 Ainsi, en passant d'une phase de fonctionnement avec deux étages en série à une phase de fonctionnement avec un seul étage de ressort au niveau de l'amortisseur principal, et cela avant que les première butée et deuxième butée complémentaire soient en appui l'une contre l'autre, on augmente la raideur angulaire 5 de l'amortisseur dans toute la plage de débattement angulaire pour laquelle une raideur plus importante est souhaitée, c'est-à-dire la plage angulaire de débattement pour laquelle le ressort additionnel est comprimé. - le troisième seuil de débattement angulaire entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant est inférieur ou supérieur au premier seuil de 10 débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments tournants. On obtient une courbes d'amortissement avec trois raideurs successives. - l'angle séparant le premier seuil de débattement angulaire (A1) et le troisième seuil de débattement angulaire (A3) est avantageusement inférieur à 10 degrés, de préférence inférieur à 5 degrés. Ceci permet de générer une pente de 15 raccordement et de créer une transition entre la raideur angulaire de début de course et la raideur angulaire de fin de course. - le troisième seuil de débattement angulaire entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant est inférieur ou égal au premier seuil de débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments tournants. 20 - le deuxième étage de ressorts comporte des ressorts à spires et le deuxième étage de l'amortisseur principal est agencé de sorte que les ressorts du deuxième étage atteignent leur limite de compression, notamment avec leurs spires jointives, lorsque le débattement angulaire entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant atteint le troisième seuil. 25 - le deuxième élément tournant et l'élément de phasage comportent respectivement une troisième butée et une quatrième butée, agencées de sorte que: lorsque le débattement angulaire entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant atteint un troisième seuil de débattement angulaire entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant depuis une position angulaire relative 30 de repos prise par le deuxième élément tournant et le premier élément lorsqu'aucun couple n'est transmis, la troisième butée et la quatrième butée sont en appui l'une contre l'autre et le deuxième étage de ressorts cesse de se comprimer lorsque le 8 débattement angulaire entre le premier élément tournant et le deuxième élément tournant augmente au delà du troisième seuil. - la troisième butée est formée par une patte solidaire en rotation du deuxième élément tournant. Cette patte peut s'étendre axialement. 5 - la quatrième butée est formée par une patte solidaire en rotation de l'élément de phasage. Cette patte peut s'étendre radialement. - selon un mode de réalisation la raideur angulaire du premier étage de ressorts est différente de la raideur du deuxième étage de ressorts. - lorsque les premier et troisième seuil sont tels que le troisième seuil A3 est 10 inférieur au premier seuil, et lorsque la courbe caractéristique d'amortissement présente, dans un sens de transmission, trois pentes successives de raideurs respectives K1, K2 et K3 ; K1 étant la raideur obtenue pour un débattement angulaire inférieur au troisième seuil, K2 étant la raideur obtenue pour un débattement angulaire supérieur au troisième seuil et inférieur au premier seuil, et K3 étant la raideur obtenue 15 pour un débattement angulaire supérieur au premier seuil; on a 1 REVENDICATIONS1. Dispositif d'amortissement de torsion pour une chaine de transmission de 5 véhicule, comprenant : - un premier élément tournant (7) de transmission d'un couple ; - un deuxième élément tournant (9, 10) de transmission du couple ; - un amortisseur principal comportant au moins un ressort principal (13) interposé entre le premier élément tournant (7) et le deuxième élément tournant (9, 10), 10 et autorisant, lorsqu'il se déforme, une rotation relative autour d'un axe de rotation (X) entre les premier (7) et deuxième (9, 10) éléments tournants ; le dispositif d'amortissement de torsion étant caractérisé en ce qu'il comporte en outre : - un troisième élément tournant (23) de transmission du couple monté rotatif 15 par rapport au premier (7) et au deuxième (9, 10) éléments tournants autour dudit axe de rotation (X) ; - un amortisseur additionnel comportant au moins un ressort additionnel (25) monté à la fois dans le premier élément tournant (7) et dans le troisième élément tournant (23) ; 20 les deuxième (9, 10) et troisième (23) éléments tournants comportant respectivement une première butée (39) et une deuxième butée complémentaire (40), agencées de sorte que : lorsque le débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments tournants est supérieur à zéro et inférieur à un premier seuil (A1) de débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments tournants depuis une 25 position angulaire relative de repos des premier et deuxième éléments tournants pour laquelle aucun couple n'est transmis, ledit au moins un ressort principal (13) est comprimé tandis que le troisième élément tournant (23) est couplé en rotation avec le premier élément tournant (7) via le ressort additionnel (25) non comprimé ; et lorsque le débattement angulaire entre les premier et deuxième éléments tournants est supérieur 29 audit premier seuil (A1), la première butée et la deuxième butée complémentaire sont en appui l'une contre l'autre, le au moins un ressort principal (13) étant comprimé et le au moins un ressort additionnel (25) étant comprimé en parallèle entre le premier élément tournant (7) et le troisième élément tournant (23). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier élément tournant (7) comporte au moins un premier logement additionnel et en ce que le troisième élément tournant (23) comporte au moins un deuxième logement additionnel, les au moins un premier et deuxième logements additionnels étant agencés axialement en vis-à-vis de sorte que le au moins un ressort additionnel (25) soit inséré dans ces logements en vis-à-vis. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier élément tournant (7) comporte au moins un bras (43) s'étendant radialement et agencé circonférenciellement entre deux ressorts principaux (13), un desdits premiers logements additionnels étant formé sur ce bras (43). 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le au moins un ressort principal (13) et le au moins un ressort additionnel (25) sont agencés de sorte que au moins une portion du ressort additionnel (25) se trouve radialement dans un même plan perpendiculaire audit axe (X) qu'une portion du ressort principal (13). 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le au moins un ressort principal (13) comporte un bord radial externe et un bord radial interne et le au moins un ressort additionnel (25) est agencé au moins en partie dans un tore centré sur ledit axe (X) et délimité radialement par les bords radiaux interne et externe du au moins un ressort principal (13). 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'amortisseur principal comporte au moins deux ressorts principaux (13) agencés en série et en ce qu'un ressort additionnel (25) est agencé circonférenciellement entre deux ressorts principaux (13). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'amortisseur 30 principal comporte au moins deux groupes de ressorts principaux (13), les ressorts principaux étant agencés en série dans chaque groupe, et en ce qu'un ressort additionnel (25) est agencé circonférenciellement entre deux ressorts de deux groupes de ressorts principaux (13). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les ressorts principaux (13) sont agencés en série dans chaque groupe par l'intermédiaire d'un 5 élément de phasage (13), reliant dans chaque groupe deux ressorts principaux consécutifs agencés en série. 9. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les ressorts principaux de l'amortisseur principal sont répartis dans un premier étage (El) de ressorts et un deuxième étage (E2) de ressorts, le premier étage de ressorts (El ) et 10 le deuxième étage (E2) de ressorts étant agencés en série par l'intermédiaire d'un élément de phasage (13), le dispositif d'amortissement de torsion étant agencé de sorte que, lorsque le débattement angulaire entre le premier élément tournant (7) et le deuxième élément tournant (9,10) atteint un troisième seuil (A3, A3') de débattement angulaire entre le premier élément tournant (7) et le deuxième élément tournant (9, 10) 15 depuis une position angulaire relative de repos prise par le deuxième élément tournant (9, 10) et le premier élément lorsqu'aucun couple n'est transmis, le deuxième étage de ressorts (E2) cesse de se comprimer. 10 Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le troisième seuil (A3, A3') de débattement angulaire entre le premier élément tournant (7) 20 et le deuxième élément tournant (9, 10) est inférieur ou supérieur au premier seuil (A1), et l'angle séparant le premier seuil de débattement angulaire (A1) et le troisième seuil de débattepment angulaire (A3) est inférieur à 10 degrés, de préférence inférieur à 5 degrés. 11 Dispositif selon l'une des revendications 9 à10, caractérisé en ce que le 25 deuxième élément tournant (9, 10) et l'élément de phasage (13) comportent respectivement une troisième butée (52) et une quatrième butée (51), agencées de sorte que : lorsque le débattement angulaire entre le premier élément tournant (7) et le deuxième élément tournant (9,10) atteint un troisième seuil (A3, A3') de débattement angulaire entre le premier élément tournant (7) et le deuxième élément tournant (9, 10) 30 depuis une position angulaire relative de repos prise par le deuxième élément tournant (9, 10) et le premier élément lorsqu'aucun couple n'est transmis, la troisième butée (52) et la quatrième butée (51) sont en appui l'une contre l'autre et le deuxième étage de 31 ressorts (E2) cesse de se comprimer lorsque le débattement angulaire entre le premier élément tournant (7) et le deuxième élément tournant (9, 10) augmente au delà du troisième seuil (A3). 12 Dispositif selon l'une des revendications 9 à 11 caractérisé en ce que, 5 lorsque les premier et troisième seuil (A1, A3) sont tels que le troisième seuil (A3) est inférieur au premier seuil (A1), et lorsque la courbe caractéristique d'amortissement présente, dans un sens de transmission, trois pentes successives de raideurs respectives K1, K2 et K3 ; K1 étant la raideur obtenue pour un débattement angulaire inférieur au troisième seuil (A3), K2 étant la raideur obtenue pour un débattement 10 angulaire supérieur au troisième seuil (A3) et inférieur au premier seuil (A1), et K3 étant la raideur obtenue pour un débattement angulaire supérieur au premier seuil (A1); on a 1