Brevet FR3090776A1 — publié le 20200626

Description Titre de l'invention : Dispositif de transmission de couple avec des ressorts en série et système de transmission de couple comprenant un tel dispositif [0001] La présente invention concerne un dispositif de transmission de couple pour un véhicule automobile. [0002] On tonnait les dispositifs de transmission de couple de type LTD (amortisseur longue course). Ces dispositifs comprennent plusieurs paires de ressorts, les organes élastiques d'une même paire étant agencés en série par l'intermédiaire d'un organe de phasage de façon à ce que les organes élastiques de chaque paire se déforment en phase les uns avec les autres. [0003] De tels dispositifs de transmission de couple sans sièges d'appui sont connus. Le document DE102016203042 divulgue un dispositif de ce type. Ce dispositif présente l'inconvénient de subir beaucoup d'usure au niveau des appuis des extrémités des ressorts, en raison des frottements au niveau des interfaces d'entrée et de sortie de chaque paire de ressort. [0004] Il est également connu dans EP 3 026 294 de disposer des sièges d'appui aux ex- trémités de chaque ressort. Ce dispositif présente l'inconvénient d'utiliser beaucoup d'espace circonférentiel pour les sièges au détriment des ressorts qui doivent donc être raccourcis. Ce dispositif de transmission de couple a donc une plus grande raideur, et un amortissement moins performant. Résumé [0005] L'objectif de l'invention est donc de fournir un dispositif de transmission de couple avec un amortissement performant et en évitant les phénomènes d'usure au niveau des extrémités des ressorts. [0006] A cet effet, l'invention vise un dispositif de transmission de couple comprenant : - un premier élément qui peut tourner autour d'un axe de rotation (X); - un deuxième élément qui peut tourner autour de l'axe de rotation (X); - un troisième élément qui peut tourner autour de l'axe de rotation (X); - un premier ressort qui est agencé entre le premier élément et le troisième élément de façon à être comprimé élastiquement lors d'une rotation relative entre le premier élément et le troisième élément, - un deuxième ressort qui est agencé entre le deuxième élément et le troisième élément de façon à être comprimé élastiquement lors d'une rotation relative entre le deuxième élément et le troisième élément, le premier ressort et le deuxième ressort étant agencés en série entre le premier élément et le deuxième élément par 2 l'intermédiaire de l'élément de transfert de couple du troisième élément, - un premier siège d'appui disposé à une première extrémité du premier ressort, d'une part entre le premier élément et le premier ressort pour transférer le couple entre le premier élément et le premier ressort dans un premier sens de rotation relative des premier élément et deuxième élément, d'autre part entre le deuxième élément et le premier ressort pour transférer le couple entre le deuxième élément et le premier ressort dans un second sens de rotation relative des premier élément et deuxième élément, - un deuxième siège d'appui disposé à une première extrémité du deuxième ressort, d'une part entre le deuxième élément et le deuxième ressort pour transférer le couple entre le deuxième élément et le deuxième ressort dans le premier sens de rotation relative des premier élément et deuxième élément , d'autre part entre le premier élément et le deuxième ressort pour transférer le couple entre le premier élément et le deuxième ressort dans le second sens de rotation relative des premier élément et deuxième élément, le dispositif de transmission de couple étant caractérisé en ce que le troisième élément comprend un élément de transfert de couple transférant directement le couple entre le premier ressort et le deuxième ressort. [0007] Autrement dit, le dispositif de transmission de couple est dépourvu de siège d'appui rapporté entre d'une part l'élément de transfert de couple du troisième élément et le premier ressort, et d'autre part entre l'élément de transfert de couple du troisième élément et le deuxième ressort. [0008] L'élément de transfert de couple est directement en contact avec le premier ressort et avec le deuxième ressort. [0009] Ainsi, cette solution permet à la fois d'obtenir un amortissement de qualité tout en limitant l'usure des ressorts. D'une part, on limite les frottement et l'hystérésis dynamique entre les ressorts et les premier et deuxièmes éléments. D'autre part, le débattement angulaire n'est pas limité par la présence d'un siège à chaque extrémité de ressort. [0010] Le dispositif de transmission de couple peut comporter également les caractéristiques additionnelles suivantes, seules ou en combinaison : [0011] Le premier ressort et le deuxième ressort sont des ressorts hélicoïdaux en acier. [0012] Le premier ressort et deuxième ressort sont agencés sur un même rayon. Autrement dit ils sont disposés en série dans une direction circonférentielle. [0013] L'élément de transfert de couple est métallique, par exemple en acier. Ainsi l'interface d'appui provoque moins d'usure que lorsque les ressorts en acier coopèrent avec des sièges plastique. De plus le fait de mettre en oeuvre un élément de transfert de couple métallique, notamment en acier, la résistance du matériau permet de réduire la 3 dimension circonférentielle de l'élément de transfert de couple et d'utiliser ce gain de place pour augmenter la taille des ressorts, et donc la qualité de l'amortisseur. [0014] Le premier ressort et le deuxième ressort sont disposés dans un espace ouvert du dispositif de transmission de couple. Autrement dit, le premier ressort et le deuxième ressort sont disposés dans un espace non étanche, dépourvu de graisse. [0015] Selon un mode de réalisation, le premier siège et le deuxième siège sont dépourvus de pivot. Il ne pivotent alors pas radialement. [0016] Le dispositif de transmission de couple comprend une pluralité de premiers ressorts et une pluralité de deuxièmes ressorts organisés en paires de ressorts. [0017] Le troisième élément est un organe de phasage comprenant une pluralité d'éléments de transfert de couple, chaque élément de transfert de couple étant intercalé entre le premier ressort et le deuxième ressort d'une paire de ressort, le premier ressort et le deuxième ressort de chaque paire de ressorts étant agencés en série par l'intermédiaire d'un élément de transfert de couple. [0018] L'organe de phasage comporte au moins une rondelle de phasage dotée d'une portion annulaire s'étendant autour de l'axe de rotation X. [0019] Le dispositif de transmission de couple comprend une pluralité de premiers sièges d'appui disposés chacun à une première extrémité d'un premier ressort. [0020] Le dispositif de transmission de couple comprend une pluralité de deuxièmes sièges d'appui disposés chacun à une première extrémité d'un deuxième ressort. [0021] Chaque rondelle de phasage est formée dans une tôle d'acier. [0022] La portion annulaire de la rondelle de phasage se développe radialement. [0023] Chaque portion annulaire s'étend autour de l'axe de rotation radialement à l'intérieur des premier et deuxième ressorts. Ainsi, l'encombrement radial est réduit. [0024] L'un parmi le premier élément et le deuxième élément porte un disque de friction et l'autre parmi le premier élément et le deuxième élément comporte un moyeu apte à entrainer un arbre d'entrée de boite de vitesse. [0025] Selon un mode de réalisation, le premier élément comporte un voile s'étendant autour de l'axe de rotation et le deuxième élément comporte deux rondelles latérales agencées de part et d'autre du voile. [0026] L'élément de transfert de couple est situé axialement entre les rondelles latérales. [0027] Le troisième élément comporte deux rondelles de phasage décalées axialement l'une de l'autre. [0028] Le cas échéant, les deux rondelles de phasage sont agencées axialement à l'intérieur des deux rondelles latérales du deuxième élément. [0029] Le cas échéant, les deux rondelles de phasage sont agencées axialement de part et d'autre du voile. [0030] Les deux rondelles de phasage sont espacées axialement l'une de l'autre. [0031] Le cas échéant, le disque de friction est monté solidaire en rotation sur le voile, par exemple au moyen de rivets. [0032] L'élément de transfert de couple est en appui circonférentiellement contre une deuxième extrémité du premier ressort et également en appui circonférentiellement contre une deuxième extrémité du deuxième ressort. [0033] L'élément de transfert de couple fait saillie radialement depuis la portion annulaire de la rondelle de phasage. [0034] L'élément de transfert de couple comprend un premier centreur disposé dans la deuxième extrémité du premier ressort. [0035] L'élément de transfert de couple comprend un deuxième centreur disposé dans la deuxième extrémité du deuxième ressort. Ainsi les centreurs permettent d'orienter le positionnement axial des ressorts, de préférence dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation X. [0036] Un jeu axial est présent entre le premier centreur et le premier ressort et un jeu axial est présent entre le deuxième centreur et le deuxième ressort, chaque jcu axial étant inférieur à 1 mm, en particulier inférieur à 0.5 mm. De préférence, chaque jcu axial est supérieur à 0,1 mm. [0037] Les premier et deuxième sièges sont fabriqués avec du plastique, par exemple du polyamide ou du PAEK, par exemple du polyamide 6-6 ou du PEEK. [0038] Les premier et deuxième sièges peuvent être chargés en fibres, par exemple en fibres de verre ou en fibres de carbone. Par exemple, les sièges peuvent comporter entre 20% et 50% en poids de fibres, par exemple 30% de fibres de verre. [0039] Selon un autre mode de réalisation, les premier et deuxième sièges comportent un insert métallique autour duquel le plastique est surmoulé. [0040] Selon un autre mode de réalisation, les premier et deuxième sièges sont en métal. [0041] Le premier siège et le deuxième siège disposent d'une coiffe recouvrant radialement respectivement la première extrémité du premier ressort et la première extrémité du deuxième ressort. Ainsi, les sièges guident radialement les ressorts. [0042] Le premier siège et le deuxième siège comportent des nervures de guidage axial aptes à coopérer avec le premier élément et le deuxième élément. [0043] Les coiffes du premier siège et du deuxième siège comportent chacune des nervures de guidage axial aptes à coopérer avec le premier élément et le deuxième élément. [0044] Le premier siège comporte une première surface d'appui contre laquelle s'appuie une première face d'extrémité du premier ressort. [0045] Dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation X et à l'état de couple neutre, un premier jeu angulaire 01 sépare la première face d'extrémité du premier ressort et la première surface d'appui du premier siège, ce jeu angulaire étant compris entre 1 et 15°, notamment entre 3 et 10°. [0046] Le deuxième siège comporte une deuxième surface d'appui contre laquelle s'appuie une première face d'extrémité du deuxième ressort. [0047] Dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation X et à l'état de couple neutre, un deuxième jeu angulaire 02 sépare la première face d'extrémité du deuxième ressort et la deuxième surface d'appui du deuxième siège, ce jeu angulaire étant compris entre 1 et 15', notamment entre 3 et 10°. [0048] L'élément de transfert de couple comporte une troisième surface d'appui contre laquelle s'appuie une deuxième face d'extrémité du premier ressort. [0049] Dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation X et à l'état de couple neutre, un troisième jeu angulaire 03 sépare la deuxième face d'extrémité du premier ressort et la troisième surface d'appui de l'élément de transfert de couple, ce jeu angulaire étant compris entre 1 et 15', notamment entre 3 et 10°. [0050] L'élément de transfert de couple comporte une quatrième surface d'appui contre laquelle s'appuie une deuxième face d'extrémité du deuxième ressort. [0051] Dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation X et à l'état de couple neutre, un quatrième jeu angulaire 04 sépare la deuxième face d'extrémité du deuxième ressort et la quatrième surface d'appui de l'élément de transfert de couple, ce jcu angulaire étant compris entre 1 et 15°, notamment entre 3 et 10°. [0052] Ainsi, lorsque les jeux angulaires 01, 02, 03, et 04 sont compris, à l'état de couple neutre, entre 3 et 10', notamment entre 5° et 8', le décalage angulaire d'attaque des ressorts est réparti au niveau de chacune des extrémités des premier et deuxième ressorts, ce qui permet de répartir sur chaque extrémité de ressort les frottements intervenant au niveau des extrémités de ressort lorsque le jeu angulaire d'attaque est rattrapé. L'invention n'est bien entendu pas limitée à ces valeurs de jeux angulaires, l'un de ces jeux pouvant également être nul dans un autre mode de réalisation. [0053] Les première et deuxième surfaces d'appui sont des surfaces annulaires (l'appui, la première face d'extrémité du premier ressort et la première face d'extrémité du deuxième ressort étant formées respectivement par une première spire (l'extrémité du premier ressort et une première spire d'extrémité du deuxième ressort qui reposent chacune respectivement sur la première surface d'appui et la deuxième surface d'appui. Ainsi, la spire d'extrémité des ressorts repose entièrement contre le siège, ce qui limite l'usure des ressorts. [0054] Les surfaces annulaires d'appui se développent dans un plan parallèle à l'axe de rotation X. [0055] L'élément de transfert de couple comporte un premier plot supérieur et un deuxième plot supérieur faisant saille circonférentiellement dans deux directions circonférentiellement opposées, le premier plot supérieur recouvrant radialement la deuxième extrémité du premier ressort et le deuxième plot supérieur recouvrant la deuxième 6 extrémité du deuxième ressort. [0056] Le dispositif de transmission de couple comprend un troisième ressort qui est logé à l'intérieur du premier ressort. [0057] Le dispositif de transmission de couple comprend un quatrième ressort qui est logé à l'intérieur du deuxième ressort. [0058] Le dispositif de transmission de couple comprend un premier absorbeur de choc disposé à l'intérieur du premier ressort et apte à s'opposer élastiquernent à la rotation relative entre le premier élément et le troisième élément au-delà d'un premier débattement angulaire prédéterminé entre le premier élément et le troisième élément dans un premier sens de rotation relative. [0059] Le dispositif de transmission de couple comprend un deuxième absorbeur de choc disposé à l'intérieur du deuxième ressort et apte à s'opposer élastiquement à la rotation relative entre le deuxième élément et le troisième élément au-delà d'un deuxième débattement angulaire prédéterminé déhentre le deuxième élément et le troisième élément dans le premier sens de rotation relative. [0060] Chaque absorbeur de choc a une forme de colonne. [0061] Chaque absorbeur de choc est en thermoplastique, par exemple en copolycster, par exemple formé dans un matériau tel quel l'hytrcl®. [0062] Le cas échéant, le premier siège est agencé pour s'appuyer contre le troisième ressort. Le cas échéant, le deuxième siège est agencé pour s'appuyer contre le quatrième ressort. [0063] Le cas échéant, le premier absorbeur est disposé dans le troisième ressort. [0064] Le cas échéant, le deuxième absorbeur est disposé dans le quatrième ressort. [0065] Le premier ressort et/ou le deuxième ressort sont montés avec une précharge telle que leur longueur est réduite de moins de 2 mm, de préférence moins de 1 mm par rapport à leur longueur à l'état libre. [0066] Les premiers et deuxièmes sièges comportent chacun un téton de centrage des premier et deuxième ressorts. [0067] Chaque rondelle de phasage comporte une patte s'étendant radialement depuis la portion annulaire et agencée circonférentiellement entre le premier ressort et le deuxième ressort. [0068] Chaque élément de transfert de couple est formé par un insert monté sur au moins l'une des pattes de rondelle de phasage. [0069] Chaque insert est réalisé en acier, de préférence acier fritté ou moulé. [0070] Chaque insert étant serré axialement entre une patte d'une rondelle de phasage et une patte d'une autre rondelle de phasage. [0071] L'insert est assemblé avec les deux pattes de rondelle de phasage entre lesquelles il est intercalé au moyen d'un élément de fixation tel qu'un rivet. 7 [0072] Chaque insert est disposé entre deux rondelles de phasage assemblées entre elles. [0073] Des moyens de fixation sont disposés dans les éléments de transfert de couple pour assembler les rondelles de phasage entre elles. [0074] L'insert présente un corps plat disposé perpendiculairement à l'axe X. Le premier ressort et le deuxième ressort s'appuient contre deux tranches circonférentiellement opposée du corps de l'insert. Ces deux tranches forment la troisième surface d'appui et la quatrième surface d'appui. L'épaisseur (E) de cc corps est inférieure à la largeur axiale (L) des premier et deuxième ressorts. [0075] De préférence, L'épaisseur axiale (E) du corps est telle que E