Brevet FR3074869A1 — publié le 20190614

- 1 - DISPOSITIF D'AMORTISSEMENT PENDULAIRE DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION. La présente invention concerne un dispositif d'amortissement pendulaire, 5 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. 10 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. 15 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 de 20 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 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 25 d'amortissement pendulaire, en plus du système d'amortissement usuel. Par exemple, la demande de brevet FR3037114, 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 pouvant par - 2 - exemple prendre une valeur proche du rang de l'harmonique prépondérant des vibrations responsables des fortes irrégularités de rotation au voisinage du ralenti. Dans cet exemple, des pistes de roulement associées à des organes de roulement permettent un déplacement en translation des centres de gravité des 5 masses pendulaires et un mouvement de rotation de ces masses pendulaires autour de leurs centres de gravité. Au cours du fonctionnement normal du dispositif d'amortissement pendulaire, de fortes contraintes mécaniques sont exercées sur les organes de roulement par les masses pendulaires soumises à un effort centrifuge et par le support qui exerce 10 un effort de retenue radial, maintenant l'ensemble en contact. Au contraire, dans certaines configurations du dispositif, notamment lors d'un arrêt du moteur ou lors d'un ralentissement de la vitesse de rotation de la transmission, les organes de roulement chutent et provoquent des bruits indésirables lorsqu'ils viennent en contact du support. 15 Ces mêmes organes de roulement peuvent aussi venir en contact axial des masses pendulaires, ces chocs étant également sources de bruits indésirables Ces bruits indésirables sont partiellement couverts par le bruit du moteur thermique, et cela reste acceptable pour la plupart des clients, mais pas pour les clients exigeants. 20 De plus, dans le cas d'un véhicule hybride, à faible vitesse, les bruits indésirables peuvent se produire dans de nombreuses circonstances. Un moteur électrique crée moins de bruit susceptible de masquer les bruits parasites qu'un moteur thermique, et le bruit émergeant du dispositif d'amortissement pendulaire semblera plus important, de sorte que l'utilisateur final sera dérangé. Dans ce type 25 d'applications, tous les clients pourraient considérer ces bruits indésirables comme inacceptables. Afin de pallier cet inconvénient, la demanderesse propose dans la demande de brevet français FR3039872 la mise en oeuvre d'organes de roulement composites, dont une partie est formée d'un matériau de moindre densité par 30 rapport à celui d'organes de roulement monoblocs en acier. Des organes de roulement allégés permettent une diminution de l'intensité des chocs et conduisent par conséquent à une réduction des bruits indésirables. Toutefois, un matériau moins dense que l'acier, par exemple un plastique ou un élastomère, peut amoindrir la résistance mécanique des organes de roulement. - 3 - De plus, la fabrication d'organes de roulement composites par surmoulage, soudage ou collage peut être complexe à mettre en oeuvre. DESCRIPTION GENERALE DE L'INVENTION. Le but de la présente invention est donc de réaliser un dispositif d'amortissement pendulaire de transmission de véhicule automobile exempt des bruits indésirables engendrés par les organes de roulement, sans diminuer la résistance mécanique de ces derniers et en préservant leur facilité de fabrication. Ce dispositif d'amortissement pendulaire est du de type ceux comportant: 10 - un support entraîné en rotation autour d'un axe de transmission; - au moins un corps pendulaire comprenant au moins une masse pendulaire et des organes de roulement, le corps pendulaire étant mobile par rapport au support, ces organes de roulement coopérant avec: - des pistes de roulement internes solidaires de la masse pendulaire et associées 15 aux organes de roulement; - des pistes de roulement externes solidaires du support et associées aux organes de roulement. Selon l'invention la masse pendulaire ou le support comprend au moins un aimant en regard des organes de roulement au cours du mouvement. 20 Selon le principe général de l'invention, il y a création d'un effort de placage qui génère une hystérésis entre l'organe de roulement d'une part et la masse pendulaire ou le support d'autre part. L'organe de roulement n'est plus libre de se déplacer sous son propre poids quand la vitesse de rotation du support diminue en dessous d'une valeur seuil. 25 Selon l'invention, sous une attraction magnétique générée par cet aimant, l'une des faces axiales opposées de chacun des organes de roulement exclusivement est en contact au moins en partie avec la masse pendulaire ou le support. Selon l'invention, la masse pendulaire comporte avantageusement un 30 lamage comprenant l'aimant. La masse pendulaire peut également comprendre en outre un patin interposé entre l'aimant et les organes de roulement. Le patin empêche les chocs métal/métal entre la masse pendulaire et le support et/ou entre l'aimant et l'organe de roulement. De préférence, ce patin est constitué de plastique. - 4 - Dans un premier mode de réalisation du dispositif d'amortissement pendulaire selon l'invention, les organes de roulement sont monoblocs et constitués d'un métal magnétique. De préférence, les faces axiales opposées des organes de roulement 5 comportent chacune une gorge périphérique munie d'une collerette externe présentant une arête vive. Un rayon de ladite arête vive peut être de préférence inférieur à 0,3 mm. Dans un second mode de réalisation du dispositif d'amortissement pendulaire selon de l'invention, les organes de roulement sont composites avec une âme 10 centrale constituée d'un métal magnétique. De préférence, dans ce second mode de réalisation les organes de roulement sont formés de céramique autour d'une bille axiale métallique. Dans l'un et l'autre mode de réalisation du dispositif d'amortissement pendulaire selon de l'invention, l'aimant est formé avantageusement d'une pastille 15 magnétique, de préférence en ferrite. Dans tout ce qui précède, le dispositif peut comprendre deux organes roulement associés au corps pendulaire. Le dispositif est alors dit « bifilaire ». Selon une première configuration du dispositif, chaque corps pendulaire peut comprendre deux masses pendulaires agencées de part et d'autre du support. Les 20 masses pendulaires peuvent être appariées au moyen d'entretoises de roulement traversant des lumières du support. Selon une première variante, chaque organe de roulement est associé à une entretoise de liaison qui définit la piste de roulement du corps pendulaire. Une entretoise commune peut également être prévu, les deux organes de roulement 25 coopèrent alors avec ladite entretoise ménagée dans une unique lumière. Les pistes de roulement internes peuvent être formées par la ou les entretoises. Les pistes de roulement externes peuvent être formées par le (ou les) bord(s) des (de la) lumière(s). L'organe de roulement peut coopérer avec la piste de roulement solidaire du 30 support et avec la piste de roulement solidaire du corps pendulaire uniquement via sa surface extérieure. Ainsi, une même portion de cette surface extérieure peut rouler alternativement sur la piste de roulement solidaire du support et sur une piste de roulement solidaire du corps pendulaire lorsque l'organe de roulement se déplace. L'organe de roulement peut alors être uniquement sollicité en compression 35 entre les pistes de roulement. - 5 - Dans cette configuration, l'entretoise de liaison est par exemple emmanchée en force via chacune de ses extrémités axiales dans des ouvertures ménagées dans les masses pendulaires. En variante, l'organe de liaison peut être soudé, riveté ou vissé via ses extrémités axiales sur chaque masse pendulaire. 5 Selon une seconde configuration du dispositif, chaque organe de roulement coopère avec deux pistes de roulement solidaires du corps pendulaire, chaque piste de roulement étant définie par le bord d'une rainure ménagée dans une des masses pendulaires. Pour chaque organe de roulement, la piste de roulement solidaire de support est, quant à elle, définie par le bord d'une cavité du support distincte des lumières traversées par les entretoises de liaison. Les organes de roulement et les entretoises de liaison sont à distance les uns des autres. Selon cette seconde configuration, chaque organe de roulement peut alors comprendre successivement axialement: - une portion coopérant avec la piste de roulement interne définie par le bord de la 15 rainure d'une masse pendulaire, - une portion coopérant avec la piste de roulement externe définie par le bord de la cavité du support, et - une portion coopérant avec la piste de roulement interne définie par le bord de la rainure de l'autre masse pendulaire, 20 Les portions de chaque organe de roulement peuvent être cylindriques successives et de rayons différents. Dans cette seconde configuration, les organes de liaison sont par exemple des rivets, par exemple trois. Selon un troisième mode de réalisation, le corps pendulaire comprend une 25 unique masse centrale agencée entre deux flasques du support. Les flasques comportent des rainures. Les bords des rainures définissent des pistes de roulement externes. La masse centrale définit une cavité du corps pendulaire dont le bord définit la piste de roulement interne. Selon cette troisième configuration du dispositif, chaque organe de roulement 30 coopère avec deux pistes de roulement externes et avec une piste de roulement interne. Dans le deuxième et le troisième mode, les aimants peuvent être disposés dans les rainures, qui peuvent alors être borgnes. - 6 - Les organes de roulement peuvent comporter des épaulements axiaux qui peuvent être plaqués par attraction magnétique contre les flasques du support ou contre les masses pendulaires. En variante, des patins peuvent être disposés entre les organes de roulement et les 5 aimants dans les rainures. Les organes de roulement peuvent alors être plaqués contre ces patins. 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 suppression des bruits indésirables produits par les organes de roulements. 10 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. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS. La Figure 1 est une vue axiale de l'ensemble du dispositif d'amortissement pendulaire dans le premier mode de réalisation de l'invention. La Figure 2 est une vue en coupe selon A-A du dispositif d'amortissement pendulaire dans le premier mode de réalisation de l'invention montré sur la 20 Figure 1. La Figure 3 est une vue isométrique éclatée d'un corps pendulaire du dispositif d'amortissement pendulaire dans le premier mode de réalisation de l'invention montré sur Figure 1. Les Figures 4a et 4b sont respectivement des vues isométrique et en coupe 25 diamétrale d'un organe de roulement du dispositif d'amortissement pendulaire dans une variante particulière du premier mode de réalisation de l'invention. La Figure 5 est une vue en coupe du dispositif d'amortissement pendulaire dans la variante particulière du premier mode de réalisation de l'invention mettant en oeuvre l'organe de roulement montré sur les Figures 4a et 4b. 30 La Figure 6 est une vue en coupe partielle d'un dispositif d'amortissement pendulaire dans un autre mode de réalisation sans patin de l'invention. La Figure 7 est une vue en coupe partielle d'un dispositif d'amortissement pendulaire dans l'autre mode de réalisation sans patin, dans une variante où les masses pendulaires sont agencées entre les deux flasques d'un support. 35 - 7 - DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES DE L'INVENTION. De manière connue en soi, le dispositif d'amortissement pendulaire 1 selon l'invention représenté sur la Figure 1 comprend essentiellement: - un support annulaire 2 apte à être entraîné en rotation autour d'un axe XX'; 5 - des masses pendulaires 3 agencées de part et d'autre du support 2 à sa périphérie. Ces masses pendulaires 3, de la forme générale d'un segment circulaire, sont appariées au moyen d'entretoises de liaison 4 traversant des lumières 5 dans le support 2. 10 Elles sont mobiles grâce à des organes de roulement 6 constitués par des rouleaux roulant, d'une part, sur des pistes de roulement internes 7 formées sur les entretoises de liaison 4 et, d'autre part, en s'appuyant et roulant sur des pistes de roulement externes 8 formées par des bords des lumières 5 du support 2. En fonctionnement normal du dispositif d'amortissement pendulaire 1 15 représenté sur la Figure 1, les rouleaux 6 sont en contact à la fois avec les pistes de roulement internes 7 et avec les pistes de roulement externes 8. Lorsque la vitesse de rotation du dispositif pendulaire 1 est inférieure typiquement à 200 Tr/mn, les rouleaux 6 sont de moins en moins pincés entre les pistes de roulement internes et externes 7, 8, et à l'arrêt, quand les masses pendulaires 3 n'oscillent plus, certains rouleaux 6 tombent sur les pistes internes 7 (configuration non représentée), ce qui génère des bruits indésirables. Le principe général de l'invention est de plaquer les organes de roulement 6 contre les masses pendulaires 3 ou le support 2, dans des variantes du dispositif différentes de celle représentée. Pour ce faire, dans le premier mode de réalisation de l'invention, les masses pendulaires 3 comprennent chacune un aimant 9 comme le montre bien la vue en coupe de la Figure 2, afin d'exercer une attraction magnétique axiale sur les rouleaux métalliques 6. Dans l'exemple représenté, l'aimant 9 est une pastille magnétique, de 30 préférence en ferrite. Cette pastille 9 est disposée dans un lamage de chacune des masses pendulaires 3 et présente une taille suffisante de manière à rester, au moins en partie, en regard de chacun des rouleaux 6 au cours du mouvement du corps pendulaire 3, 6. - 8 - L'aimant 9 est protégé par un patin 10 en plastique interposé entre la masse pendulaire 3 et le support 2 et le rouleau 6. Ce patin 10 évite une concentration de particules métalliques entre la masse pendulaire 3 et le rouleau 6 ou le support 2, qui serait préjudiciable au fonctionnement du dispositif pendulaire 1. 5 De par les jeux existants, le rouleau 6 se place dans une position dissymétrique par rapport au support 2 entre les masses pendulaires 3, comme l'illustre la Figure 2: une seule des faces axiales opposées 11, 12 est en contact avec l'une ou l'autre des masses pendulaires 3. La pastille magnétique 9 présente une densité de flux magnétique rémanente 10 suffisante pour attirer le rouleau 6 en fonction d'une épaisseur du patin 10, quand le rouleau est en position médiane entre les masses pendulaires 3. Une seule des masses pendulaires 3, est, en variante, munie d'aimant 9, à condition que sa densité de flux magnétique rémanente soit suffisante pour attirer le rouleau 6, en fonction d'une épaisseur du patin 10, quand le rouleau est dans une 15 autre position proche de la masse pendulaire 3 opposée. Selon le principe général de l'invention, il y a création d'un effort de placage qui, combiné au coefficient de frottement entre le patin 10 et le rouleau 6, crée une hystérésis entre le rouleau 6 et la masse pendulaire 3. De la sorte, le rouleau 6 n'est plus libre de se déplacer sous son propre poids quand la vitesse de rotation 20 diminue. Dans le dispositif pendulaire 1 selon l'invention dans le premier mode de réalisation montré sur la Figure 1, les organes de roulement 6 sont monoblocs et constitués d'un métal magnétique. Cependant, dans cette situation, toute particule métallique, telle que la 25 limaille formée par l'usure des pièces métalliques, risque d'être attirée par le rouleau 6 magnétisé en étant soumis à l'attraction magnétique de l'aimant 9, et de se placer dans une zone fonctionnelle du dispositif pendulaire 1, et donc risque de dégrader sa fonction de filtrage. Afin de pallier cet inconvénient, des arêtes vives 13, susceptibles de créer 30 localement une concentration du flux magnétique sont placées hors des zones fonctionnelles. Comme le montrent bien les Figures 4a et 4b, chacune des faces axiales opposées 11, 12 d'un rouleau 14 comportent, dans la variante particulière du premier mode de réalisation: 35 - une zone centrale plane 15 de placage; - 9 - - une gorge périphérique 16 munie d'une collerette externe 17 présentant une arête vive 13; - des zones évolutives 18 plus douces près des zones de roulement 19. Un rayon de cette arête vive 13 est avantageusement inférieur à 0,3 mm. 5 Les particules métalliques attirées par l'arête vive 13 en étant rassemblées dans la gorge annulaire 16 ne perturbent pas le fonctionnement du dispositif pendulaire 1, ni au niveau du contact du rouleau 14 avec le support 2 ou l'entretoise 4, ni au niveau du contact avec la masse pendulaire 3, comme on le comprendra facilement au vu de la coupe du dispositif pendulaire 1 de la Figure 5, dans cette 10 variante particulière de premier mode de réalisation. Dans un second mode de réalisation du dispositif pendulaire 1 selon l'invention, l'inconvénient de l'attraction de particules magnétiques par un rouleau 6 métallique magnétisé est évité par une structure composite. Des organes de roulement 6 formés de céramique autour d'une bille axiale 15 métallique (non représentés) ne comportent en effet pas de pièce métallique proche de la zone de roulement 19. Dans un autre mode de réalisation du dispositif pendulaire 20, 21 selon l'invention, les masses pendulaires 3, ou le support 2, comportent des aimants 9 agencés dans des rainures de guidage borgnes 22, 26 des extrémités d'organes de 20 roulement 23 présentant des épaulements axiaux 24 comme le montrent bien les vues en coupe des Figures 6 et 7. Dans l'exemple montré sur la Figure 6, comme dans les exemples précédents, les masses pendulaires 3 du dispositif pendulaire 20 sont agencées de part et d'autre du support 2. L'un des aimants 9 solidaire de l'une des masses 25 pendulaires 3 dans l'une des rainures 22 crée une attraction magnétique qui plaque l'un des épaulements axiaux 24 contre l'une des masses pendulaires 3. Les épaulements axiaux définissent ainsi les zones de placage. Les bords des rainures définissent les pistes de roulement internes 7. Dans l'autre exemple montré sur la Figure 7, à la différence des exemples précédents, les masses pendulaires 3 du dispositif pendulaire 21 sont agencées entre deux flasques 25 du support 2. Ces flasques comportent d'autres rainures borgnes 26 dans lesquelles sont agencés les aimants 9. L'attraction magnétique créée par l'un de ces aimants 9 solidaires du support 2 plaque alors l'un des épaulements axiaux 24 d'un des organes de roulement 23 contre l'une des flasques - 10 - 25. Les bords des rainures 26 des flasques 25 définissent les pistes de roulement externes 8. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seuls modes d'exécution préférentiels décrits ci-dessus. 5 En particulier, le type d'aimant 9 en pastille ne correspond qu'à un exemple de réalisation de l'invention. D'autres types d'aimants 9, en un ou plusieurs exemplaires, différents ou non, peuvent être avantageusement mis en oeuvre tels que des aimants plats de forme carrée ou rectangulaire, ou même adaptée aux profils des chemins des 10 organes de roulement 6, 14, 23 au cours de leurs mouvements. L'invention embrasse au contraire toutes les variantes possibles de réalisation dans la limite de l'objet REVENDICATIONS1) Dispositif d'amortissement pendulaire (1, 20, 21) de transmission de véhicule automobile du de type ceux comportant: - un support (2) entraîné en rotation autour d'un axe (XX') de ladite transmission; - au moins un corps pendulaire (3, 6, 14, 23) comprenant au moins une masse pendulaire (3) et des organes de roulement (6, 14, 23), ledit corps pendulaire (3, 6, 14, 23) étant mobile par rapport audit support (2), lesdits organes de roulement (6, 14, 23) coopérant avec: - des pistes de roulement internes (7) solidaires de ladite masse pendulaire (3) et 10 associées audits organes de roulement (6, 14, 23); - des pistes de roulement externes (8) solidaires dudit support (2) et associées audits organes de roulement (6, 14, 23); caractérisé en ce que ladite masse pendulaire (3) ou ledit support (2) comprend au moins un aimant (9) en regard desdits organes de roulement (6, 14, 23) au cours 15 dudit mouvement. 2) Dispositif d'amortissement pendulaire (1, 20, 21) selon la revendication 1 précédente, caractérisé en ce que, sous une attraction magnétique générée par ledit aimant (9), l'une des faces axiales opposées (11, 12) de chacun desdits 20 organes de roulement (6, 14, 23) exclusivement est en contact au moins en partie avec ladite masse pendulaire (3) ou ledit support (2). 3) Dispositif d'amortissement pendulaire (1) selon la revendication 2 précédente, caractérisé en ce que ladite masse pendulaire (3) comporte un lamage comprenant 25 ledit aimant (9) et comprend en outre un patin (10) interposé entre ledit aimant (9) et lesdits organes de roulement (6, 14). 4) Dispositif d'amortissement pendulaire (1) selon la revendication 3 précédente, caractérisé en ce que ledit patin (10) est constitué de plastique. 30 5) Dispositif d'amortissement pendulaire (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 précédentes, caractérisé en ce que lesdits organes de roulement (6, 14) sont monoblocs et constitués d'un métal magnétique. - 12 - 6) Dispositif d'amortissement pendulaire (1) selon la revendication 5 précédente, caractérisé en ce que lesdites faces axiales opposées (11, 12) comportent chacune une gorge périphérique (16) munie d'une collerette externe (17) présentant une arête vive (13). 5 7) Dispositif d'amortissement pendulaire (1) selon la revendication 6 précédente, caractérisé en ce qu'un rayon de ladite arête vive (13) est inférieur à 0,3 mm. 8) Dispositif d'amortissement pendulaire (1, 20, 21) selon l'une quelconque des 10 revendications 1 à 4 précédentes, caractérisé en ce que lesdits organes de roulement (6, 14, 23) sont composites avec une âme centrale constituée d'un métal magnétique. 9) Dispositif d'amortissement pendulaire (1, 20, 21) selon la revendication 8 15 précédente, caractérisé en ce que lesdits organes de roulement (6, 14, 23) sont formés de céramique autour d'une bille axiale métallique. 10) Dispositif d'amortissement pendulaire (1, 20, 21) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 précédente, caractérisé en ce que ledit aimant (9) est formé 20 d'une pastille magnétique, de préférence en ferrite.