Brevet FR3069605A1 — publié le 20190201

DISPOSITIF D'AMORTISSEMENT PENDULAIRE PRE-CONTRAINT Domaine technique L'invention se rapporte à un dispositif d'amortissement pendulaire, notamment pour un embrayage d'un véhicule automobile, ainsi qu'à un dispositif d'amortissement de torsion intégrant un tel dispositif d'amortissement pendulaire. Etat de la technique Un dispositif d'amortissement pendulaire est classiquement utilisé pour filtrer les vibrations dues aux acyclismes du moteur d'un véhicule automobile. Le dispositif d'amortissement pendulaire est classiquement fixé rigidement, au moyen de rivets, à une rondelle de phasage d'un dispositif d'amortissement de torsion, en particulier un embrayage, un convertisseur de couple hydrodynamique ou un double embrayage à sec ou humide. Classiquement, il comporte un support annulaire destiné à être entraîné en rotation, et plusieurs masses oscillantes pendulaires, montées oscillantes sur le support autour d'un axe parallèle à l'axe de rotation du support. Le déplacement d'une masse oscillante par rapport au support est généralement guidé par deux organes de roulement coopérant chacun avec une piste de roulement du support et une piste de roulement de la masse oscillante. Les piste de roulement du support et de masse oscillante s'étendent de manière que les organes de roulement soient en appui centrifuge et centripète, respectivement, sur lesdites pistes. Une masse oscillante est classiquement constituée par une paire de masselottes, prenant en sandwich le support et rigidement solidaires entre elles, généralement par l'intermédiaire d'une entretoise qui définit la piste de roulement de la masse oscillante. Lorsque le dispositif d'amortissement pendulaire tourne à vitesse réduite, typiquement à moins de 800 tours/min, en particulier au démarrage, en phase de ralentissement du véhicule, lors de l'arrêt du moteur ou en cas de changement de rapport de vitesses, la force centrifuge exercée sur les masses oscillantes est réduite et ces dernières ont donc tendance à se rapprocher de l'axe de rotation. Le contact des masses oscillantes avec les pistes de roulement peut ainsi être interrompu, ce qui conduit à des bruits indésirables et à des chocs susceptibles de réduire la durée de vie du dispositif d'amortissement pendulaire. 2 Il existe donc un besoin pour un dispositif d'amortissement pendulaire résolvant, au moins partiellement, ces problèmes. Un but de l'invention est de répondre à ce besoin. Résumé de l'invention 5 A cet effet, l'invention propose un dispositif d'amortissement pendulaire, notamment destiné à être intégré dans une chaîne de transmission d'un véhicule automobile, notamment dans un embrayage, le dispositif comportant : - un support ; - une pluralité de pendules disposés autour d'un axe X de rotation du support, 10 un pendule, de préférence chaque pendule comportant - une masse oscillante ; - un organe de roulement, interposé entre ladite masse oscillante et le support de manière à rouler sur des pistes de roulement de support et de masse oscillante lors d'une oscillation de la masse oscillante par rapport au support ; 15 - un organe de placage solidaire de la masse oscillante ou du support et en appui élastique centripète ou centrifuge, respectivement, sur une piste de placage définie par le support ou par la masse oscillante, respectivement, et de même forme que ladite piste de roulement de support, au moins dans une position de repos du support dans laquelle le support est immobile et s'étend horizontalement (l'axe X 20 étant vertical), et de préférence au moins jusqu'à une vitesse de rotation du support autour de l'axe X supérieure à 300 tours/min, de préférence supérieure à 500 tours/min, de préférence supérieure à 700 tours/min, de préférence supérieure à 800 tours/min, voire quelle que soit la vitesse de rotation. A vitesse de rotation réduite, le déplacement radial de la masse oscillante est donc entravé 25 d'une part par les organes de roulement qui, en appui sur la piste de roulement de support, s'opposent à un déplacement radial à l'écart de l'axe X, et d'autre part par l'organe de placage qui, en appui sur la piste de placage s'oppose à un déplacement radial vers l'axe X. L'élasticité de l'appui permet une légère compression de la masse oscillante, mais aussi des organes de roulement. Ces derniers restent donc en contact avec les pistes de roulement de support et de masse oscillante. 3 L'élasticité de l'appui permet également, avantageusement, de compenser des jeux résultant des tolérances de fabrication ou de l'usure. La durée de vie du dispositif en est accrue. L'identité des formes des pistes de placage et de roulement de support permet 5 avantageusement de garantir une intensité de la force de compression sensiblement constante, quelle que soit la position angulaire de la masse oscillante par rapport au support lors de son mouvement d'oscillation. De préférence, ledit appui exerce une force de compression inférieure à 15 N, de préférence inférieure à 10 N et de préférence supérieure à 1 N. De préférence, cette force 10 est comprise entre 1 et 3 N pour un Double Volant Amortisseur (DVA) et comprise entre 5 et 15 N pour un primaire de camion. De préférence, la piste de placage du support est conformée pour que, dans ladite position de repos, la force de compression varie de moins de 10 N, de préférence moins de 5 N, de préférence moins de 3 N, de préférence moins de 1 N lors d'une oscillation de la masse 15 oscillante sur le support. Autrement dit, l'action de l'organe de placage est sensiblement indépendante de la position angulaire de la masse oscillante par rapport au support. Lorsque la piste de placage est définie par le support, un dispositif d'amortissement pendulaire selon l'invention peut encore comporter une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles et préférées suivantes : 20 l'organe de placage est une bille, un rouleau, ou une goupille fixée sur la masse oscillante et sur laquelle est montée un roulement, par exemple un roulement à billes, en appui sur le support, de préférence par l'intermédiaire d'un jonc élastique; l'organe de placage est un rouleau comportant des premier et deuxième pions latéraux montés à rotation dans des premier et deuxième paliers ménagés dans la masse 25 oscillante, et en particulier dans des première et deuxième masselottes de la masse oscillante, respectivement ; dans un premier mode de réalisation, la masse oscillante comporte des première et deuxième masselottes rigidement solidaires entre elles, de préférence par l'intermédiaire d'une entretoise, prenant en sandwich le support et comprimant 30 élastiquement l'organe de placage de manière à le pousser élastiquement vers l'axe X, l'épaisseur des première et deuxième masselottes étant de préférence inférieure à 7 mm, 5 mm, 4 mm, 3 mm, ou 2 mm ; 4 dans un deuxième mode de réalisation, la masse oscillante comporte un ressort, de préférence un ressort à lame, monté de façon à pousser élastiquement l'organe de placage vers l'axe X; la masse oscillante comporte des première et deuxième masselottes entre lesquelles 5 ledit ressort est monté, l'épaisseur des première et deuxième masselottes étant de préférence supérieure ou égale à 3 mm, de préférence supérieure ou égale à 4 mm. Lorsque la piste de placage est définie par la masse oscillante, un dispositif d'amortissement pendulaire selon l'invention peut encore comporter une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles préférées suivantes : 10 - l'organe de placage est une bille, un rouleau, ou une goupille fixée sur le support et sur laquelle sont montés les premier et deuxième roulements, par exemple des roulements à billes, en appui sur des première et deuxième masselottes de la masse oscillante, respectivement, de préférence par l'intermédiaire d'éléments élastiques tels que des joncs élastiques ; 15 - l'organe de placage est un rouleau monté en rotation sur le support ; - l'organe de placage est pris en sandwich entre deux parois du support, qui le compriment élastiquement de manière à le pousser à l'écart de l'axe X, l'épaisseur desdites parois étant de préférence inférieure à 2 mm, de préférence inférieure à 1 mm ; 20 - dans un autre mode de réalisation, le support comporte un ressort, de préférence un ressort à lame, monté de façon à pousser élastiquement l'organe de placage à l'écart de l'axe X; - le support comporte des parois entre lesquelles le ressort est monté. De manière générale, de préférence, l'organe de placage et/ou le support et/ou la masse 25 oscillante comporte(nt) une région en un matériau élastomère conférant une élasticité à l'appui de l'organe de placage sur la masse oscillante et/ou sur le support. L'invention concerne également un dispositif d'amortissement de torsion intégrant un dispositif d'amortissement pendulaire selon l'invention. Le dispositif d'amortissement de torsion selon l'invention est de préférence choisi parmi un 30 double volant amortisseur, un convertisseur de couple hydrodynamique et un disque de friction. 5 L'invention concerne également un véhicule automobile équipé d'un dispositif d'amortissement de torsion selon l'invention. Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la 5 description détaillée et à l'examen du dessin annexé dans lequel - la figure 1 représente, en perspective, un dispositif d'amortissement de torsion ; et - les figures 2 à 6 illustrent différents modes de réalisation de l'invention. Pour chacune des figures 2 à 6, la figure indicée « b » est une section de la figure indicée « a » suivant le plan de coupe A-A. Les figures 2c et 2d représentent des détails de la 10 figure 2a. Les figures indicées « a» représentent à chaque fois une masse oscillante dans une position centrale par rapport au mouvement d'oscillation sur le support. Pour les figures 3 à 5, la figure indicée « c» représente à chaque fois la masse oscillante dans une position extrême d'oscillation par rapport au support. 15 La figure 6 représente, dans un plan de coupe radial, une section d'un organe de placage dans un mode de réalisation particulier. Sur les différentes figures, des références identiques sont utilisées pour désigner des organes identiques ou analogues. Définitions 20 L'organe de placage est dit « solidaire » de la masse oscillante ou du support lorsqu'il ne peut en être détaché. Il peut être fixé rigidement sur la masse oscillante ou le support, ou être monté mobile sur la masse oscillante ou le support. Un « appui élastique » génère une pression d'une pièce sur une autre, à la différence d'un simple contact, l'élasticité autorisant une modification de cette pression par déplacement 25 relatif de ces deux pièces. Sauf indication contraire, "axialement" signifie "parallèlement à l'axe X de rotation du support" ; "radialement" signifie "selon un axe transversal coupant l'axe de rotation du support" ; 6 "transversal" signifie "dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du support" ; "angulairement" ou "circonférentiellement" signifient "autour de l'axe de rotation du support" ; "orthoradialement" signifie "perpendiculairement à une direction radiale et dans un 5 plan transversal". Par "plan transversal", on entend un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du support. Par "plan radial", on entend un plan contenant un axe radial et l'axe X. Par "plan axial", on entend un plan contenant l'axe X. Un « rayon » est une droite formée par l'intersection d'un plan transversal et d'un plan 10 radial. "L'épaisseur" d'une pièce fait référence à une dimension mesurée selon l'axe X. Par « appui centrifuge », on entend une force d'appui comportant une composante orientée à l'écart de l'axe X. Par « appui centripète », on entend une force d'appui comportant une composante orientée 15 vers l'axe X. Par "véhicule automobile", on entend non seulement les véhicules passagers, mais également les véhicules industriels, ce qui comprend notamment les poids lourds, les véhicules de transport en commun ou les véhicules agricoles. Sauf indication contraire, les verbes "comporter", "présenter" ou "comprendre" doivent être 20 interprétés de manière large, c'est-à-dire non limitative. Description détaillée Piste de placage définie par le support Comme représenté sur la figure 1, un dispositif d'amortissement pendulaire 10 comporte un support 12 apte à se déplacer en rotation autour d'un axe X et une pluralité de pendules 25 13, mobiles par rapport au support 12. Le support 12 présente une forme générale plane, généralement annulaire. Il présente un bord radialement extérieur 15, classiquement de forme générale circulaire, et des première et deuxième grandes faces 121 et 122 sensiblement transversales. 7 Le support est classiquement constitué par une tôle métallique découpée, généralement en acier, d'une épaisseur typiquement inférieure à 10 mm, de préférence inférieure à 9 mm, de préférence inférieure à 8 mm. Des organes annexes, comme des tampons d'amortissement et/ou des butées et/ou des 5 guides pour amortir et/ou limiter et/ou guider le mouvement d'oscillation des masses oscillantes, par exemple en polymère, peuvent être fixés à cette tôle. Chaque pendule 13 comporte une masse oscillante 14 et un ou plusieurs, par exemple deux organes de roulement 16. Classiquement, chaque masse oscillante est montée oscillante sur le support au moyen de deux organes de roulement, de préférence des rouleaux, qui 10 traversent une fenêtre de roulement 20 ménagée dans l'épaisseur du support. Chaque masse oscillante 14 comporte classiquement des première et deuxième masselottes 141 et 142, de forme généralement plane, s'étendant respectivement en regard des première et deuxième grandes faces 121 et 122 du support 12. Les première et deuxième masselottes 141 et 142 sont rigidement fixées l'une à l'autre, de 15 préférence par l'intermédiaire d'une entretoise 18. L'entretoise est prise en sandwich entre les deux masselottes et s'étend dans la fenêtre de roulement 20 du support. Elle définit une piste de roulement de masse oscillante 22. Chaque organe de roulement 16 est ainsi en appui d'une part sur une piste de roulement de support 24, de préférence définie par le contour intérieur de la fenêtre de roulement 20 du 20 support et, d'autre part, sur la piste de roulement de masse oscillante 22 définie par l'entretoise de la masse oscillante. Les masses oscillantes sont de préférence réparties équi-angulairement autour de l'axe X. De préférence, leur nombre est supérieur à 2 et/ou inférieur à 8. Le dispositif peut en particulier comporter trois, cinq ou sept masses oscillantes. Dans l'exemple représenté sur 25 la figure 1, le dispositif comporte trois masses oscillantes uniformément réparties autour de l'axe X. Le dispositif comporte, pour chaque masse oscillante, un organe de placage 30 prenant élastiquement appui sur une piste de placage 32 lorsque le support tourne autour de l'axe X à une vitesse inférieure à 800 tours par minute, et en particulier lorsque le support est à 30 l'arrêt. La piste de placage 32 est constituée par l'ensemble des points du support 8 susceptibles d'entrer en contact avec l'organe de placage 30, en particulier lors des oscillations de la masse oscillante 14. Selon l'invention, comme représenté sur la figure 2a, la forme de la piste de placage 32 est sensiblement identique à la forme des pistes de roulement de support, lorsque le dispositif 5 est observé selon l'axe X. Pour que cela soit plus clair, la piste de placage et les pistes de roulement de support ont été représentées en trait plein et épais sur la figure 2a. Dans le mode de réalisation des figures 2, 4 et 5, la piste de placage 32 est définie par le bord radialement extérieur 15 du support 12. Avantageusement, le support 12 en est allégé. Dans le mode de réalisation de la figure 3, la piste de placage 32 est définie par le bord 10 d'une fenêtre de placage 40 ménagée dans l'épaisseur du support 12. Dans le mode de réalisation de la figure 2, l'organe de placage 30 est comprimé entre les première et deuxième masselottes 141 et 142 de manière à être poussé sur la piste de placage. L'élasticité de l'appui résulte de la capacité d'écartement et de rapprochement élastique des deux masselottes l'une de l'autre. 15 Pour que l'action des masselottes sur l'organe de placage 30 se traduise par une force présentant une composante centripète, les surfaces d'appui Si et S2 des masselottes 141 et 142, respectivement, sur l'organe de placage 30 sont inclinées. Comme représenté sur la figure 2b, dans une section selon un plan radial A-A passant sensiblement au centre de l'organe de placage 30, au moins une des surfaces Si et S2, de préférence chacune des 20 surfaces Si et S2 est inclinée d'un angle a compris entre 5 et 85 degrés, de préférence supérieur à 20 degrés, à 30 degrés, à 40 degrés et/ou inférieur à 70 degrés, à 60 degrés, à 50 degrés, en valeur absolue, par rapport à un rayon R. Dans le mode de réalisation de la figure 2, l'organe de placage 30 est une bille logée dans des cuvettes 341 et 342 ménagées dans les première et deuxième masselottes 141 et 142, 25 respectivement. De préférence, les cavités 341 et 342 sont sensiblement oblongues et, de préférence encore, orientées radialement. Elles autorisent ainsi un léger déplacement radial de l'organe de placage par rapport aux masselottes lors de l'écartement ou du rapprochement des deux masselottes l'une de l'autre. Dans le mode de réalisation de la figure 2, les cavités 341 et 342 sont traversantes. Les 30 cavités 341 et 342 sont avantageusement coniques pour, par serrage axial, créer un effort radial. 9 Dans le mode de réalisation de la figure 4, l'organe de placage 30 est constitué d'un rouleau 42 d'axe Y pourvu de premier et deuxième pions 441 et 442, respectivement, logés dans des premier et deuxième paliers 461 et 462 ménagés dans les première et deuxième masselottes 141 et 142, respectivement. Le rouleau 42 peut ainsi tourner, autour de l'axe Y, 5 en restant immobile par rapport aux masselottes. Dans ce mode de réalisation, l'élasticité de l'appui de l'organe de placage sur le support 12 résulte de préférence de la compression d'un jonc 48 élastomère d'axe Y ceinturant le rouleau 42. De préférence, le jonc 48 est logé dans une rainure périphérique 50 définie sur la surface périphérique 52 du rouleau 42 qui s'étend entre les première et deuxième masselottes. 10 L'organe de placage de la figure 5 est similaire à celui de la figure 4. Cependant, l'élasticité ne résulte pas de la présence d'un jonc élastique entre l'organe de placage 30 et la piste de placage 32, mais résulte de l'appui élastique exercé par un ressort 60 solidaire de la masse oscillante 14. Dans le mode de réalisation de la figure 5, le ressort 60 est un ressort à lame dont chacune des deux extrémités est fixée sur la masse oscillante 14. Plus 15 précisément, dans le mode de réalisation de la figure 5, les extrémités du ressort 14 sont montées à rotation, selon des axes parallèles à l'axe X, autour de pivots 621 et 622, respectivement, qui s'étendent entre les deux masselottes 141 et 142. Le fonctionnement découle directement de ce qui précède. En service, les pendules oscillent sous l'effet des acyclismes du moteur. La force 20 centrifuge qui s'exerce sur les masses oscillantes dépend de la vitesse de rotation du support. Lorsque cette vitesse est élevée, typiquement à plus de 800 tours/min, les masses oscillantes poussent les organes de roulement contre la piste de roulement. Le roulement des organes de roulement est donc guidé et silencieux. Typiquement, la force exercée par une masse oscillante sur un organe de roulement est supérieure à 50 N, voire supérieure à 25 80 N, de préférence sensiblement de 100 N. L'action de l'organe de placage est faible, par exemple inférieure à 10 N, voire nulle. Lorsque la vitesse de rotation du support se réduit, la force centrifuge qui s'exerce sur les masses oscillantes diminue. Les masses oscillantes ont donc tendance à se rapprocher de l'axe X. Si elles se rapprochaient suffisamment de l'axe X, les organes de roulement 30 pourraient ne plus être serrés entre les pistes de roulement de support et de masse oscillante. 10 Cependant l'organe de placage 30 est poussé élastiquement contre le support 12 par la masse oscillante 14. L'appui de l'organe de placage 30 sur la piste de placage 32 tend à écarter la masse oscillante de l'axe X mais cet écartement est entravé par l'appui des organes de roulement sur la piste de roulement de masse oscillante. 5 Les organes de roulement 16 sont ainsi élastiquement pré-contraints, en particulier à des vitesses de rotation inférieures à 800 tours par minute. La pré-contrainte est cependant de faible intensité, typiquement inférieure à 30 Newtons en position de repos. Cette pré-contrainte est en particulier sensiblement négligeable par rapport à la pression résultant de l'action centrifuge lors de la rotation du support. 10 De manière générale, l'organe de placage 30 exerce sur le support 12 une force F comportant une composante centripète, de préférence orientée vers l'axe X, comme représenté sur la figure 2a. L'organe de placage 30 s'oppose donc au déplacement des masses oscillantes vers l'axe X. La piste de placage n'est pas nécessairement ménagée sur le support. De manière 15 équivalente, elle peut être ménagée sur la masse oscillante. L'organe de placage est alors solidaire du support. De préférence, l'organe de placage monté sur le support est configure de manière à pouvoir rouler sur la piste de placage. La figure 6 illustre un tel mode de réalisation. L'organe de placage comporte une goupille 70 fixée sur le support 12 et sur laquelle sont montés deux roulements à billes 721 et 722, 20 les première et deuxième masselottes 141 et 142 reposant sur les premier et deuxième roulements à billes, respectivement, par l'intermédiaire de premier et deuxième joncs élastiques 741 et 742. Tous les équivalents techniques décrits ci-dessus lorsque la piste de placage est définie par le support peuvent être mis en oeuvre lorsque la piste de placage est définie par la masse 25 oscillante. Comme cela apparaît clairement à présent, l'invention fournit une solution permettant d'assurer un contact permanent des organes de roulement avec les pistes de roulement, quelle que soit la vitesse de rotation du support, et en particulier lorsque la vitesse de rotation est inférieure à 800 tours par minute. Cette solution n'entrave cependant pas le bon 11 fonctionnement du dispositif, en particulier à haute vitesse de rotation, l'action de l'organe de placage étant de faible intensité. Par ailleurs, l'élasticité de l'appui permet de garantir une force de compression minimale, même lorsque les organes de roulement ou l'organe de placage s'usent. 5 Enfin, la forme des pistes de placage est définie de manière que la force de compression exercée par les organes de placage reste sensiblement constante quelle que soit la position angulaire des masses oscillantes sur le support. Le niveau de bruit, à faible vitesse de rotation, est avantageusement considérablement diminué. En outre, la durée de vie du dispositif en est augmentée. 10 Bien entendu, l'invention n'est REVENDICATIONS1. Dispositif d'amortissement pendulaire, notamment destiné à être intégré dans une chaîne de transmission d'un véhicule automobile, notamment dans un embrayage, le dispositif comportant : - un support (12) ; - une pluralité de pendules disposés autour d'un axe X de rotation du support ; un pendule (13) comportant - une masse oscillante (14) ; - un organe de roulement (16), interposé entre ladite masse oscillante et le support de manière à rouler sur des pistes de roulement de support et de masse oscillante lors d'une oscillation de la masse oscillante par rapport au support ; - un organe de placage (30) solidaire de la masse oscillante ou du support et, au moins dans une position de repos du support dans laquelle le support est immobile et s'étend horizontalement, en appui élastique centripète ou centrifuge, respectivement, sur une piste de placage (32) définie par le support ou par la masse oscillante, respectivement, et de même forme que ladite piste de roulement de support. 2. Dispositif d'amortissement pendulaire selon la revendication précédente, dans lequel ledit appui exerce une force de compression (F) inférieure à 10 N. 3. Dispositif d'amortissement pendulaire selon la revendication immédiatement précédente, dans lequel la piste de placage est conformée pour que, dans ladite position de repos, ladite force de compression varie de moins de 3 N lors d'une oscillation de la masse oscillante sur le support. 4. Dispositif d'amortissement pendulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'organe de placage est une bille, un rouleau, ou une goupille fixée sur le support et sur laquelle sont montés des premier et deuxième roulements en appui sur des première et deuxième masselottes de la masse oscillante, respectivement, de préférence par l'intermédiaire d'éléments élastiques, tels que des joncs élastiques. 13 5. Dispositif d'amortissement pendulaire selon la revendication immédiatement précédente, dans lequel l'organe de placage comporte des premier et deuxième pions latéraux montés à rotation dans des premier et deuxième paliers ménagés dans la masse oscillante. 5 6. Dispositif d'amortissement pendulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la masse oscillante comporte des première et deuxième masselottes rigidement solidaires entre elles, prenant en sandwich le support et comprimant élastiquement l'organe de placage de manière à le pousser élastiquement vers l'axe X. 10 7. Dispositif d'amortissement pendulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la masse oscillante comporte un ressort monté de façon à pousser élastiquement l'organe de placage vers l'axe X. 8. Dispositif d'amortissement pendulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'organe de placage et/ou le support et/ou la masse oscillante 15 comporte(nt) une région en un matériau élastomère conférant une élasticité à l'appui de l'organe de placage sur la masse oscillante et/ou sur le support. 9. Dispositif d'amortissement de torsion comportant un dispositif d'amortissement pendulaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, le dispositif d'amortissement de torsion étant choisi parmi un double volant amortisseur, un 20 convertisseur de couple hydrodynamique et un disque de friction. 10. Véhicule automobile équipé d'un dispositif d'amortissement de torsion selon la revendication immédiatement précédente.