Brevet FR3086716A1 — publié le 20200403

DOUBLE VOLANT AMORTISSEUR, ET PROCEDE DE FABRICATION D'UN DOUBLE VOLANT AMORTISSEUR Domaine technique L'invention se rapporte un double volant amortisseur, et un procédé de 5 fabrication d'un double volant amortisseur. Arrière-plan technologique Les moteurs à explosions ne génèrent pas un couple constant et présentent des acyclismes provoquées par les explosions se succédant dans leurs cylindres. Ces acyclismes génèrent des vibrations qui sont susceptibles de se 10 transmettre à la boîte de vitesses et d'engendrer ainsi des chocs, bruits et nuisances sonores, particulièrement indésirables. Afin de diminuer les effets indésirables des vibrations et améliorer le confort de conduite des véhicules automobiles, certaines transmissions de véhicule automobile sont équipées d'un double volant amortisseur. 15 Un double volant amortisseur est par exemple décrit dans le document W02011124805. Ce double volant amortisseur comporte un volant d'inertie primaire destiné à être fixé au bout du vilebrequin du moteur, un volant d'inertie secondaire, coaxial au volant primaire, et formant le plateau de réaction d'un dispositif embrayage et des organes élastiques aptes à transmettre un couple et amortir les 20 acyclismes de rotation entre le volant primaire et le volant secondaire. Le volant primaire comporte un fond et un couvercle définissant une chambre annulaire dans laquelle sont logés les organes élastiques. Par ailleurs, le double volant amortisseur comporte également un voile annulaire qui est fixé au volant secondaire et qui est disposé axialement entre le fond et le couvercle du volant primaire. Le voile 25 annulaire comporte des pattes radiales d'appui coopérant avec les organes élastiques. La fixation du volant secondaire sur le voile est réalisée après avoir préalablement logé le voile annulaire entre le couvercle et le fond du volant primaire. Dès lors afin de permettre le rivetage du volant secondaire sur le voile, le fond du 30 volant primaire comporte une pluralité d'orifices qui sont disposés en regard des rivets afin de permettre le passage d'un outil de sertissage apte à permettre l'opération de rivetage. 2 Afin d'empêcher l'entrée d'eau ou de pollutions, susceptibles d'altérer le fonctionnement du double volant amortisseur, à l'intérieur de la chambre annulaire, un bouchon est emmanché dans chacun des orifices. Les bouchons sont réalisés dans une tôle métallique et sont chacun emmanchés à force au moyen d'une presse dans un orifice respectif. L'opération d'emmanchement des bouchons dans les orifices du volant primaire est relativement longue à mettre en oeuvre et implique un allongement important du cycle de fabrication d'un double volant amortisseur. De plus, l'opération d'emmanchement est susceptible d'engendrer des déformations du volant primaire dues aux efforts d'emmanchement exercé par la presse. Enfin, les défauts géométriques qui sont susceptibles d'affecter le volant primaire et/ou les bouchons nuisent à l'efficacité de l'étanchéité et ne permettent pas d'assurer une fixation fiable des bouchons dans les orifices du volant primaire. Un tel double volant amortisseur n'est donc pas pleinement satisfaisant. Résumé Une idée à la base de l'invention est de remplacer les rivets de fixation du volant secondaire par un autre moyen de fixation dit aveugle ou semi aveugle c'est-à-dire ne nécessitant un accès que d'un seul côté tout en garantissant au moins la même solidité et en conservant le caractère non démontable. Selon un mode de réalisation, l'invention fournit un double volant amortisseur comprenant un volant primaire destiné à être fixé en bout d'un arbre moteur pour être entrainé en rotation par cet arbre moteur, un volant secondaire monté coaxialement en rotation par rapport au volant primaire, et des organes élastiques montés entre un élément primaire du volant primaire et un voile fixé solidairement au volant secondaire afin d'assurer une liaison en rotation entre le volant primaire et le volant secondaire. Le volant primaire comporte un fond et une partie cylindrique fermée par un couvercle, le fond et le couvercle s'étendant radialement tandis que la partie cylindrique s'étend axialement pour définir une chambre annulaire contenant les organes élastiques. Le voile relié aux organes élastiques est placé en partie dans la chambre annulaire, le volant secondaire étant située en dehors de la chambre annulaire et relié au voile par une ouverture circulaire située dans le couvercle. Le voile est fixé au volant secondaire par une pluralité de boulons à bague écrasée sur tige cannelée. 3 Dans différents modes de réalisation préférés, le double volant amortisseur comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : Le voile et le volant secondaire peuvent comporter chacun une pluralité de trous d'un même diamètre dans lesquels sont placés la pluralité de boulons à bague 5 écrasée. Les boulons à bague écrasée et les trous peuvent être circonférentiellement équirépartis. La tige cannelée des boulons peut comporter une partie lisse dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre des trous. 10 Chaque boulon peut comporter une tête solidaire de la tige cannelée et d'un diamètre supérieur au diamètre des trous, et dans lequel les têtes des tiges cannelées sont placées en face du fond et les bagues écrasées sont placées sur un côté opposé au fond de l'ensemble composé du voile et du volant secondaire. Les tiges des boulons à bague écrasée sont mises en place sur le disque de 15 transmission d'effort avant que celui-ci ne soit placé dans le volant primaire. Ainsi, la fixation peut se faire par écrasement de la bague sans avoir accès à l'autre côté. Les tiges peuvent être des tiges d'acier au carbone. Les tiges peuvent être montées parallèlement à un axe de rotation des volants primaire et secondaire. 20 Dans un mode de réalisation particulier, le double volant amortisseur comporte des rondelles d'étanchéité de forme tronconique montées entre le voile, d'une part, et le fond et le couvercle, d'autre part, lesdites rondelles d'étanchéité étant fixées au voile par les boulons à bague écrasée. Selon un autre mode de réalisation, l'invention fournit un procédé de 25 fabrication d'un double volant amortisseur qui comporte les étapes de : assemblage d'une partie cylindrique avec un fond en forme de disque pour former une partie d'un volant primaire, fourniture dans la partie du volant primaire d'un ensemble comportant un voile relié à des éléments élastique, le voile étant au préalable muni 30 de tiges cannelées, fourniture et scellement d'un couvercle sur la partie cylindrique, le couvercle étant en forme de disque disposant d'une ouverte circulaire 4 centrale, le fond et le couvercle s'étendant radialement tandis que la partie cylindrique s'étend axialement pour définir une chambre annulaire contenant les organes élastiques et le voile, l'ouverture circulaire centrale du couvercle permettant d'accéder au voile et aux 5 tiges cannelées, fourniture d'un volant secondaire munis de trous au-dessus du couvercle les tiges cannelées étant insérées dans les trous du volant secondaire, fourniture de bagues sur les tiges cannelées et fixation du volant 10 secondaire sur le voile par écrasement des bagues sur les tiges cannelées. Brève description des figures L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description 15 suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l'invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés. - Les figures 1 à 3 montre une vue en coupe d'un double volant amortisseur à différent stade de montage selon un mode préféré de réalisation, 20 Description détaillée de modes de réalisation Dans la description et les revendications, on utilisera, les termes "externe" et "interne" ainsi que les orientations "axiale" et "radiale" pour désigner, selon les définitions données dans la description, des éléments du double volant amortisseur. Par convention, l'orientation "radiale" est dirigée orthogonalement à l'axe X de 25 rotation du double volant amortisseur déterminant l'orientation "axiale" et, de l'intérieur vers l'extérieur en s'éloignant dudit axe, l'orientation "circonférentielle" est dirigée orthogonalement à l'axe du double volant amortisseur et orthogonalement à la direction radiale. Les termes "externe" et "interne" sont utilisés pour définir la position relative d'un élément par rapport à un autre, par référence à l'axe X de 30 rotation du double volant amortisseur, un élément proche de l'axe est ainsi qualifié d'interne par opposition à un élément externe situé radialement en périphérie. Les figures 1 à 3 représentent trois demi-vues en coupe radiale d'un double volant amortisseur selon un mode préféré de réalisation. La figure 1 illustre le 5 double volant amortisseur monté alors que les figures 2 et 3 représentent ce même volant en cours de montage. Ces trois figures 1 à 3 représentent un même mode de réalisation, un même repère correspondant à un même élément. Le double volant amortisseur 1 comprend un volant d'inertie primaire 2 5 destiné à être fixé au bout d'un vilebrequin d'un moteur à combustion, non représenté, et un volant d'inertie secondaire 3 qui est destiné à former le plateau de réaction d'un dispositif embrayage, non représenté, relié à l'arbre d'entrée d'une boîte de vitesses. Les volants primaire 2 et secondaire 3 sont mobiles autour de l'axe de 10 rotation X et sont, en outre, mobiles en rotation l'un par rapport à l'autre, autour dudit axe X. Le volant secondaire 3 est centré et guidé en rotation sur le volant primaire 1 au moyen d'un palier 4, tel qu'un palier à roulement comme dans le mode de réalisation représenté. Le volant primaire 2 comporte un moyeu 5 central, radialement interne, portant le palier de centrage 4 du volant secondaire 3 et un 15 fond 6 s'étendant radialement. Selon une variante non représentée, le volant secondaire peut disposer d'un moyeu coaxial au moyeu 5 sans prendre appui sur celui-ci. C'est notamment le cas lorsque le volant d'inertie secondaire 3 n'assure pas la fonction de plateau de réaction du dispositif embrayage. 20 Dans le mode de réalisation représenté, le moyeu 5 est un élément rapporté qui est fixé contre le fond 6 du volant primaire 2 par rivetage. Le moyeu 5 comporte une partie tubulaire 10 portant le palier 4 de centrage du volant secondaire 3 et une partie radiale 7 s'étendant radialement vers l'extérieur à partir de l'extrémité de la partie tubulaire 10. La partie radiale 7 est rivetée contre le fond 6 25 du volant primaire 2. Par ailleurs, le volant primaire 2 comporte un élément primaire ayant une portion cylindrique 8 et une portion radiale 12. La portion cylindrique s'étend axialement depuis la périphérie externe de la portion radiale 12 jusqu'à une extrémité opposée au fond 6 et soudée à un couvercle 9 annulaire. Le couvercle 9 30 définit avec la portion radiale 12 et la portion cylindrique 8, une chambre annulaire 11 dans laquelle sont logés les organes élastiques, non représentés, du double volant amortisseur 1. 6 Les organes élastiques sont, par exemple, des ressorts hélicoïdaux courbes qui sont par exemple circonférentiellement répartis autour de l'axe X. Chacun des organes élastiques s'étend entre des pattes d'appui 13 d'un voile 14 solidaire en rotation du volant secondaire 3 et des sièges d'appui, non représentés, 5 portés par l'élément primaire. Le volant secondaire 3 est située en dehors de la chambre annulaire 11 et rendu solidaire du voile 14 par des moyens de fixation placés au niveau d'une ouverture circulaire située au centre du couvercle 9. L'homme du métier se reportera à l'état de la technique pour les différents modes de réalisation possible pour coupler l'élément primaire 2 au voile 14 par 10 l'intermédiaire d'organes élastiques. A titre d'exemple, les demande de brevet FR 2 885 194 et FR 2 986 591 montrent des exemples de double volant amortisseur dont la fixation des éléments élastiques peut être utilisée dans le présent mode . Dans l'exemple représenté, le volant primaire 2 est équipé d'une couronne dentée 15 pour l'entraînement en rotation du volant primaire 2, à l'aide d'un 15 démarreur. La couronne dentée 15 est ici rapportée par soudage contre du couvercle 9. Egalement, une couronne de synchronisation 16 s'étend axialement à partir d'un bord extérieur du couvercle 9 et recouvre la portion cylindrique 8. La couronne de synchronisation 16 comporte des éléments des synchronisation, par exemple des doigts ou des fenêtres, destinés à interagir avec un capteur 20 électromagnétique ou optique afin de déterminer la position et/ou la vitesse de l'arbre moteur. De nombreuses variantes existent pour le positionnement de la couronne dentée 15 et la couronne de synchronisation 16. La couronne dentée 15 peut être placée à la place de la couronne de synchronisation 16 et réciproquement. En outre, 25 la couronne de synchronisation 16 peut être supprimée Dès lors qu'un autre moyen de synchronisation de l'arbre moteur et de mesure de vitesse de rotation est utilisé. Dans l'exemple décrit, l'étanchéité de la chambre annulaire 11 est ici réalisée par deux rondelles d'étanchéité 17 qui sont fixées sur le voile 14, respectivement de part et d'autre de celui-ci. Les deux rondelles d'étanchéité 16 30 sont réalisées par des tôles tronconiques élastiquement déformables. Le bord interne de chaque rondelle est fixé au voile 14 et le bord externe de chaque rondelle d'étanchéité 17 est plaqué contre une zone d'appui 18 ou 19. La zone d'appui 18 et 19 sont solidaires respectivement du fond 6 et du couverte 9. Ces zones d'appui 18 7 et 19 peuvent être des pièces respectivement du fond 6 ou du couvercle 9 ou être réaliser par la forme du fond 6 et du couvercle 9. Le voile 14 est solidairement fixé au volant secondaire par l'intermédiaire de boulons à bague écrasée 20 sur tige cannelée. L'utilisation de boulons à bague 5 écrasée 20 sur tige cannelé en remplacement des rivets utilisés dans l'état de la technique pour fixer le voile au volant secondaire est particulièrement avantageuse dans la présente invention. Dans l'exemple présenté sur les figures 1 à 3, les rondelles d'étanchéité 17 sont également fixées sur le voile à l'aide des mêmes tiges cannelées. Cependant, les rondelles d'étanchéité sont optionnelles et peuvent, 10 en outre, être montées différemment. Pour distribuer l'effort de transmission de couple, plusieurs boulons à bague 20 sont utilisés. A titre d'exemple, neuf boulons à bagues sont circonférentiellement équirépartis. Comme on peut le voir sur les figures 1 à 3, le fond 6 ne comporte pas de 15 trous et donc il n'est plus nécessaire de rajouter des bouchons pour les combler. Lors du montage du double volant amortisseur 1, il convient d'assembler l'élément primaire 2 avec le fond 6 et le moyeu 5. Un rivetage conventionnel peut être utilisé pour fixer le fond 6, d'une part, à la partie radiale 7 du moyeu 5 et, d'autre part, à la portion radiale 8 de l'élément primaire 2 20 Ensuite, il convient de placer les éléments élastiques, le voile 14 et les rondelles d'étanchéité 17 à l'intérieur de la chambre annulaire 11. Les tiges cannelées 21 sont insérées dans des trous du voile 14 et des rondelles d'étanchéité 17 avant d'introduire l'ensemble dans la chambre annulaire 11 avec les têtes 22 des tiges cannelées 21 dirigées pour faire face au fond 6, comme montré sur la figure 2. 25 Le couvercle 9 peut ensuite être soudé sur la portion cylindrique 8 ainsi que la couronne dentée 15. Puis, le volant secondaire 3 est positionné sur les tiges cannelées 21 restées apparentes grâce à l'ouverture circulaire du couvercle 9, comme montré sur la figure 3. A cet effet le voile 14 et le volant secondaire 3 disposent de trous en vis-à-vis destinés à recevoir les tiges 21. Une fois le volant 30 secondaire positionné, des bagues 23 sont placées sur les tiges cannelées 21 pour y être écrasées. La tige cannelée 21 est munie d'une tête 22 à une extrémité. Partant de la tête 22, la tige comporte une partie lisse qui s'étend jusqu'à une première partie 8 cannelée. La tige comporte une zone de rupture 24 placée entre la première partie cannelée et une deuxième partie cannelée. Les première et deuxième parties cannelées comportent des cannelures radiales qui constituent des points d'accrochage. La zone de rupture 24 est une zone encore plus amincie que les 5 cannelures afin d'être moins résistante que le reste de la tige 21. La partie lisse est la partie la plus résistante de la tige. Dans le mode de réalisation préféré, la partie lisse a une longueur ne dépasse pas l'épaisseur de l'ensemble à fixer, constitué du voile 14 et du volant secondaire 3, éventuellement de l'ajout des rondelles d'étanchéité 17. Le diamètre des trous du voile 14 et du 10 volant secondaire 3 est sensiblement du même diamètre que la partie lisse. Toutefois un ajustement un peu plus étroit peu être réaliser sur le voile 14 afin d'assurer plus facilement un maintien en position de tiges 21 lors du placement du voile 14 dans la chambre annulaire 11. La transmission de couple et les variations de transmission de couple 15 exercent un effort de cisaillement sur la tige 21 au niveau de l'interface entre le voile 14 et le volant secondaire 3. Préférentiellement, l'interface entre le voile 14 et le volant secondaire 3 se situe au niveau de la partie lisse. Par rapport à des rivets conventionnels, les tiges 21 peuvent avoir une très grande résistance mécanique car elles ne sont pas déformées, ce qui permet, à nombre égal et à taille égale de 20 trous, d'augmenter la transmission de couple par rapport à des rivets conventionnels. Les tiges cannelées sont par exemple réalisées en acier au carbone. Sur la figure 3, le boulon 20 est montré non riveté. La tige 21 passe à travers les trous du voile 14 et du volant secondaire 3. Une bague 23 lisse est 25 enfilée sur la tige 21. Puis, une tête de riveteuse (non représentée) est amenée sur la tige 21 jusqu'à venir en contact avec la bague 23, la tête 22 de la tige 21 n'étant pas forcément en contact avec le voile 14. La riveteuse est une machine disposant d'une pince pour attraper la deuxième partie cannelée de la tige 21 et d'une bague de pressage dont le diamètre 30 intérieur est inférieur au diamètre extérieur de la bague 23 tout en étant conique à l'embouchure. Un vérin pneumatique permet de tirer sur la pince tout en poussant sur la bague de pressage. 9 Pour écraser la bague, la riveteuse commence par refermer sa pince sur la deuxième partie cannelée et puis tire sur la tige 21 tout en poussant sur la bague de pressage amenant ainsi la tête 22 de la tige 21 en contact avec le voile 14 tout en exerçant un serrage de la bague 23 sur le volant secondaire 3 et par conséquent un 5 serrage du volant secondaire 3 sur le voile 14. La riveteuse continue de tirer sur la tige 21 tout en poussant sur la bague de pressage jusqu' à ce que la bague 23 se déforme pour pouvoir rentrer dans la bague de serrage. En se déformant, la bague 23 s'écrase sur la première partie de la tige cannelée 21, le métal de la bague 23 rentrant dans les cannelures de la 10 première partie cannelée de la tige, rivetant ainsi la bague 23 sur la tige cannelée 21. Cet écrasement de la bague 23 se produit jusqu'à ce que la bague de pressage arrive en contact avec le volant secondaire 3. La riveteuse continue de tirer sur la tige 21 jusqu'à rupture de la tige 21 au niveau de la zone de rupture 24. L'effort de traction sur la tige 21 fait rompre celle-ci 15 à l'endroit de sa section la plus faible qui correspond à la zone de rupture 24. La figure 1 montre le boulon à bague écrasée 20 après l'écrasement de la bague 23. Ce type de montage n'est pas démontable sauf à sectionner la tige 21. Pour accélérer l'opération de rivetage, il est possible d'utiliser une riveteuse à têtes multiples. Autrement dit la riveteuse dispose d'autant de têtes qu'il y a de 20 bagues 23 à écraser, les têtes étant espacées à l'identique des trous de fixation du voile et du volant secondaire. Ainsi toutes les bagues sont écrasées simultanément. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs 25 combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. L'usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n'exclut pas la présence d'autres éléments ou d'autres étapes que ceux énoncés dans une revendication. L'usage de l'article indéfini « un » ou « une » pour un élément ou une étape n'exclut pas, sauf mention contraire, la 30 présence d'une pluralité de tels éléments ou étapes. Dans les revendications, REVENDICATIONS1 Double volant amortisseur (1) comprenant un volant primaire (2) destiné à être fixé en bout d'un arbre moteur pour être entrainé en rotation par cet arbre moteur, un volant secondaire (3) monté coaxialement en rotation par rapport au volant primaire (2), et des organes élastiques montés entre un élément primaire du volant primaire (2) et un voile (14) fixé solidairement au volant secondaire (3) afin d'assurer une liaison en rotation entre le volant primaire (2) et le volant secondaire (3), le volant primaire (2) comportant un fond (6) et une partie cylindrique (8) fermée par un couvercle (9), le fond (6) et le couvercle (9) s'étendant radialement tandis que la partie cylindrique s'étend axialement pour définir une chambre annulaire contenant les organes élastiques, le voile (14) relié aux organes élastiques étant placé en partie dans la chambre annulaire (11), le volant secondaire (3) étant située en dehors de la chambre annulaire (11) et relié au voile (14) par une ouverture circulaire située dans le couvercle (9), dans lequel le voile (14) est fixé au volant secondaire (3) par une pluralité de boulons à bague écrasée (20) sur tige cannelée (21). 2 Double volant amortisseur selon la revendication 1, dans lequel le voile (14) et le volant secondaire (3) comportent chacun une pluralité de trous d'un même diamètre dans lesquels sont placés la pluralité de boulons à bague écrasée. 3 Double volant amortisseur selon la revendication 2, dans lequel les boulons à bague écrasée (20) et les trous sont circonférentiellement équirépartis. 4 Double volant amortisseur selon la revendication 2 ou 3, dans lequel la tige cannelée (21) des boulons comporte une partie lisse dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre des trous. 5 Double volant amortisseur selon l'une des revendications 2 à 4, dans lequel chaque boulon comporte une tête (22) solidaire de la tige cannelée (21) et d'un diamètre supérieur au diamètre des trous, et dans lequel les têtes (22) des tiges cannelées (21) sont placées en face du fond (6) et les bagues écrasées sont placées sur un côté de l'ensemble composé du voile (14) et du volant secondaire (3) opposé au fond. 6 Double volant amortisseur selon l'une des revendications précédentes qui comporte des rondelles d'étanchéité (17) de forme tronconique montées entre le voile (14), d'une part, et le fond (6) et le couvercle (9), d'autre part, 11 lesdites rondelles d'étanchéité étant fixées au voile par les boulons à bague écrasée (20). 7 Double volant amortisseur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les tiges (21) sont des tiges d'acier au carbone. 5 8 Double volant amortisseur selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les tiges (21) sont montées parallèlement à un axe de rotation des volants primaire et secondaire. 9 Procédé de fabrication d'un double volant amortisseur qui comporte les étapes de : 10 - assemblage d'une partie cylindrique (8) avec un fond (6) en forme de disque pour former une partie d'un volant primaire (2) - fourniture dans la partie du volant primaire d'un ensemble comportant un voile (14) relié à des éléments élastiques, le voile (14) étant au préalable muni de tiges cannelées (21), 15 - fourniture et scellement d'un couvercle (9) sur la partie cylindrique (8), le couvercle (9) étant en forme de disque disposant d'une ouverte circulaire centrale, le fond (6) et le couvercle (9) s'étendant radialement tandis que la partie cylindrique s'étend axialement pour définir une chambre annulaire contenant les organes élastiques et le voile (14), 20 l'ouverture circulaire centrale du couvercle (9) permettant d'accéder au voile (14) et aux tiges cannelées (21), fourniture d'un volant secondaire (3) munis de trous au-dessus du couvercle (9) les tiges cannelées (21) étant insérées dans les trous du volant secondaire (3), 25 fourniture de bagues (23) sur les tiges cannelées (21) et fixation du volant secondaire (3) sur le voile (14) par écrasement des bagues (23) sur les tiges cannelées (21).