Brevet FR3126465A1 — publié le 20230303

L’invention concerne un double volant amortisseur (1) comprenant un volant primaire (2) destiné à être fixé à un arbre moteur et un volant secondaire (3), le volant primaire (2) et le volant secondaire (3) étant mobiles en rotation l’un par rapport à l’autre autour d’un axe de rotation X, le double volant amortisseur (1) comprenant en outre des organes élastiques (8) configurés pour transmettre un couple entre le volant primaire (2) et le volant secondaire (3) et amortir les acyclismes de rotation, le double volant amortisseur (1) étant caractérisé en ce que au moins l’un parmi le volant primaire (2) et le volant secondaire (3) comporte un premier élément (17, 21) et un deuxième élément (18, 22) qui sont réalisés en tôle et présentent des épaisseurs et/ou des matériaux différents, le premier élément (17, 21) et le deuxième élément (18, 22) étant disposés bout à bout et fixés l’un à l’autre par une soudure (24, 26). Figure à publier : 1 Double volant amortisseur L’invention se rapporte au domaine des transmissions pour véhicule automobile et concerne plus particulièrement un double volant amortisseur. Arrière-plan technologique Les moteurs à explosions ne génèrent pas un couple constant et présentent des acyclismes provoqués par les explosions se succédant dans leurs cylindres. Ces acyclismes génèrent des vibrations qui sont susceptibles de se 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. Un double volant amortisseur comporte un volant primaire destiné à être fixé en bout d’un arbre moteur, un volant secondaire, coaxial au volant primaire, et des organes élastiques interposés entre le volant primaire et le volant secondaire pour transmettre un couple et amortir les acyclismes de rotation entre le volant primaire et le volant secondaire. Le volant primaire comporte une portion annulaire d’orientation radiale qui présente dans une zone interne des orifices au travers desquels passent des vis destinées à assurer la fixation du volant primaire au nez de l’arbre moteur. Le volant primaire comporte également une jupe cylindrique d’orientation axiale s’étendant axialement depuis la périphérie externe de la portion annulaire d’orientation radiale ainsi qu’un couvercle annulaire qui est soudé contre la jupe cylindrique d’orientation axiale. Le couvercle annulaire définit avec la portion annulaire d’orientation radiale et la jupe cylindrique d’orientation axiale, une chambre annulaire dans laquelle sont logés les organes élastiques. Les organes élastiques sont en appui, d’une part, contre des pattes d’appui du volant primaire et, d’autre part, contre des pattes d’appui d’un voile annulaire, ce dernier étant logé entre le couvercle et la portion annulaire d’orientation radiale du volant primaire et fixé au volant secondaire. Le volant secondaire comporte une zone radialement interne qui présente des orifices au travers desquels passent des rivets assurant la fixation du volant secondaire au voile annulaire. Il est connu de réaliser la portion annulaire d’orientation radiale ainsi que la jupe cylindrique d’orientation axiale du volant primaire d’un seul tenant. Ces parties du volant primaire sont réalisées en usinant une pièce de fonderie ou plus couramment en usinant une tôle emboutie en acier. Le volant secondaire est réalisé de manière similaire, c’est-à-dire en usinant une pièce de fonderie ou une tôle emboutie formée d’un seul tenant. Un tel procédé de fabrication des volants primaire et secondaire n’est pas satisfaisant. En effet, les volants primaire et secondaire comportent différentes zones présentant des épaisseurs différentes, l’épaisseur étant choisie en fonction de la fonctionnalité de la zone. A titre d’exemple, la jupe cylindrique d’orientation axiale du volant primaire peut présenter une épaisseur supérieure à la portion annulaire d’orientation radiale afin d’augmenter le rapport moment d’inertie sur masse du volant primaire. De même, il peut également être avantageux que la zone interne de la portion annulaire d’orientation radiale soit plus épaisse que le reste afin de renforcer la résistance de ladite zone interne qui assure la fixation du volant primaire à l’arbre moteur et subit ainsi les contraintes les plus importantes. La réalisation d’un volant ayant de telles variations d’épaisseur nécessite de nombreuses opérations d’usinage et conduit à des pertes de matière importantes, ce qui a notamment pour effet d’impacter négativement le bilan économique et environnemental des opérations de fabrication du double volant amortisseur. En outre, compte-tenu des contraintes précitées, un tel procédé de fabrication d’un volant ne permet pas de limiter au strict nécessaire l’épaisseur de certaines zones du volant, notamment dans ses zones non fonctionnelles. Ce procédé ne permet donc pas de limiter de manière optimale la masse du double volant moteur ainsi réalisé, ce qui impacte négativement les émissions de dioxyde de carbone des véhicules automobiles équipés d’un tel double volant amortisseur. Résumé Une idée à la base de l’invention est donc de proposer un double volant amortisseur ainsi qu’un procédé de fabrication d’un tel double volant amortisseur qui permettent de résoudre les inconvénients précités. Pour ce faire, selon un premier aspect, l’invention fournit un double volant amortisseur comprenant un volant primaire destiné à être fixé à un arbre moteur et un volant secondaire, le volant primaire et le volant secondaire étant mobiles en rotation l'un par rapport à l'autre autour d'un axe de rotation X, le double volant amortisseur comprenant en outre des organes élastiques configurés pour transmettre un couple entre le volant primaire et le volant secondaire et amortir les acyclismes de rotation, le double volant amortisseur étant remarquable en ce que au moins l'un parmi le volant primaire et le volant secondaire comporte un premier élément et un deuxième élément qui sont réalisés en tôle et présentent des épaisseurs et/ou des matériaux différents, le premier élément et le deuxième élément étant disposés bout à bout et fixés l'un à l'autre par une soudure. Ainsi, au moins l’un des volants primaire et secondaire du double volant amortisseur est réalisé en raboutant l’un à l’autre deux éléments d’épaisseurs et/ou de matériaux différents, ce qui permet de faciliter la fabrication dudit volant et de l’alléger. Au sens du présent document, le terme « soudure » couvre les jonctions réalisées avec ou sans apport de matière. Selon des modes de réalisation, un tel double volant amortisseur peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes. Selon un mode de réalisation, le volant primaire comporte une portion annulaire d'orientation radiale, une jupe cylindrique d'orientation axiale faisant saillie axialement depuis une périphérie externe de la portion annulaire d'orientation radiale et un couvercle fixé contre un bord libre de la jupe cylindrique d'orientation axiale, la portion annulaire d'orientation radiale comprenant une zone équipée d'orifices destinés à recevoir des organes de fixation pour la fixation du volant primaire à un arbre moteur. Dans un exemple préféré, les orifices sont réalisés dans une zone interne de la portion d'orientation radiale. Selon un mode de réalisation, la portion annulaire d'orientation radiale, la jupe cylindrique d'orientation axiale et le couvercle forment ensemble une chambre annulaire dans laquelle sont logés les organes élastiques. Selon un mode de réalisation, le double volant amortisseur comporte un voile annulaire qui est logé entre le couvercle et la portion annulaire d'orientation radiale du volant primaire et qui est fixé au volant secondaire, les organes élastiques étant en appui d'une part, contre des secteurs d'appui du volant primaire et, d'autre part, contre des pattes d'appui du voile annulaire. Selon un mode de réalisation, le premier élément et le deuxième élément appartiennent au volant primaire, le premier élément étant disposé à l'intérieur et dans le prolongement selon une direction radiale du deuxième élément, le premier élément formant la zone équipée d'orifices de la portion annulaire d'orientation radiale. De manière avantageuse, dans un tel mode de réalisation, le premier élément formant la zone équipée d'orifices de la portion annulaire d'orientation radiale présente une épaisseur supérieure à celle du deuxième élément, ce qui permet de renforcer la résistance de ladite zone qui assure la fixation du volant primaire à l'arbre moteur et subit ainsi les contraintes les plus importantes. De manière alternative ou complémentaire, le premier élément formant la zone équipée d'orifices de la portion annulaire d'orientation radiale est réalisé dans un matériau, tel qu’un acier, présentant une résistance supérieure à celle du matériau dans lequel est réalisé le deuxième élément. Selon un mode de réalisation, le premier élément comporte des découpes réparties autour de l'axe X et agencées pour diminuer la rigidité du premier élément. Ainsi, le premier élément forme une portion flexible du volant primaire permettant d'amortir les excitations dans la direction axiale. Selon un mode de réalisation avantageux, les découpes sont régulièrement réparties autour de l’axe X afin de ne pas générer de balourd. Toutefois, selon un autre mode de réalisation, les découpes peuvent également être irrégulièrement réparties autour de l’axe X. Selon un mode de réalisation alternatif, le premier élément présente une épaisseur telle qu’il forme une portion flexible du volant primaire permettant d'amortir les excitations dans la direction axiale. Dans un tel cas, les découpes sont optionnelles. Selon un mode de réalisation, le volant primaire comporte un troisième élément qui forme au moins une partie de la jupe cylindrique d'orientation axiale, le deuxième élément et le troisième élément étant réalisés en tôle et présentant des épaisseurs et/ou matériaux différents, le troisième élément et le deuxième élément étant disposés bout-à-bout et fixés l'un à l'autre par une soudure. Selon un mode de réalisation, le troisième élément qui forme au moins une partie de la jupe cylindrique d'orientation axiale présente une épaisseur supérieure à celle du deuxième élément. Ceci permet d'augmenter le rapport moment d'inertie sur masse du volant primaire. Selon un mode de réalisation alternatif ou complémentaire, le troisième élément qui forme au moins une partie de la jupe cylindrique d'orientation axiale est réalisé dans un matériau présentant une densité supérieure à celle du matériau dans lequel est réalisé le premier et le deuxième élément. Selon un mode de réalisation, le deuxième élément comporte une première portion s'étendant radialement et une deuxième portion s'étendant axialement, la première portion étant disposée dans le prolongement selon une direction radiale du premier élément et la deuxième portion étant disposée dans le prolongement selon une direction radiale du troisième élément. Selon un mode de réalisation, le troisième élément comporte une première portion s'étendant radialement et une deuxième portion s'étendant axialement, la première portion étant disposée dans le prolongement selon une direction radiale du deuxième élément. Selon un mode de réalisation, le premier élément et le deuxième élément appartiennent au volant primaire, le premier élément formant au moins une partie de la portion annulaire d'orientation radiale et le deuxième élément formant au moins une partie de la jupe cylindrique d'orientation axiale. Selon un mode de réalisation, le deuxième élément formant au moins une partie de la jupe cylindrique d'orientation axiale présente une épaisseur supérieure à celle du premier élément, ce qui permet d'augmenter le rapport moment d'inertie sur masse du volant primaire. Selon un mode de réalisation alternatif ou complémentaire, le deuxième élément qui forme au moins une partie de la jupe cylindrique d'orientation axiale est réalisé dans un matériau présentant une densité supérieure à celle du matériau dans lequel est réalisé le premier élément. Selon un mode de réalisation, le deuxième élément comporte une première portion s'étendant radialement et une deuxième portion s'étendant axialement, la première portion du deuxième élément étant disposée à l'extérieur du premier élément dans le prolongement selon une direction radiale du premier élément. Selon un mode de réalisation, le premier élément et le deuxième élément appartiennent au volant secondaire, le double volant amortisseur comportant un voile annulaire comportant des pattes d'appui coopérant avec les organes élastiques, le premier élément étant disposé à l'intérieur et dans le prolongement selon une direction radiale du deuxième élément et étant équipé d'orifices traversés par des rivets assurant la fixation du volant secondaire au voile annulaire. Selon un mode de réalisation, le premier élément équipé des orifices traversés par des rivets présente une épaisseur supérieure à celle du deuxième élément, ce qui permet de renforcer la zone du volant secondaire assurant sa fixation au voile annulaire. De manière alternative ou complémentaire, le premier élément équipé des orifices traversés par des rivets est réalisé dans un matériau, tel qu’un acier, présentant une résistance supérieure à celle du matériau dans lequel est réalisé le deuxième élément. Selon un mode de réalisation, le volant secondaire comporte en outre un troisième élément qui est disposé radialement à l'extérieur du deuxième élément et dans le prolongement selon une direction radiale du deuxième élément, le deuxième élément et le troisième élément étant réalisés en tôle et présentant des épaisseurs et/ou des matériaux différents, le troisième élément et le deuxième élément étant disposés bout-à-bout et fixés l'un à l'autre par une soudure. Selon un mode de réalisation avantageux, le troisième élément présente une épaisseur supérieure à celle du premier élément ce qui permet d'augmenter le rapport moment d'inertie sur masse du volant secondaire. Selon un mode de réalisation alternatif ou complémentaire, le troisième élément est réalisé dans un matériau présentant une densité supérieure à celle du matériau dans lequel sont réalisés le premier et le deuxième éléments. Selon un mode de réalisation, le premier élément et le deuxième élément sont chacun réalisés dans un matériau choisi parmi l’acier, l’aluminium, les alliages d’aluminium, le magnésium, les alliages de magnésium, le tungstène et les alliages de tungstène. Selon un mode de réalisation, le troisième élément est réalisé dans un matériau choisi parmi l’acier, l’aluminium, les alliages d’aluminium, le magnésium, les alliages de magnésium, le tungstène et les alliages de tungstène. Selon un mode de réalisation, le premier élément et le deuxième élément présentent une épaisseur comprise entre 2 et 10 mm. Selon un mode de réalisation, le troisième élément présente une épaisseur comprise entre 2 et 10 mm. Selon un mode de réalisation, le premier élément et le deuxième présentent des épaisseurs différentes, l’élément parmi le premier et le deuxième élément qui présente l’épaisseur la plus importante étant équipé d’un épaulement périphérique contre lequel est disposé le bord de l’autre élément. Ceci permet notamment de faciliter les opérations de soudage et de renforcer la résistance mécanique de la jonction. Selon un mode de réalisation, l’invention vise un procédé de fabrication d'un double volant amortisseur précité, comprenant une étape de mise en forme du premier élément et du deuxième élément et une étape de soudage du premier élément et du deuxième élément bout-à-bout. Selon un mode de réalisation avantageux, le premier élément et le deuxième élément sont soudés l'un à l'autre bout-à-bout avant d'être conjointement mis en forme. Ceci permet notamment de simplifier les opérations de soudage. Selon un mode de réalisation, l’étape de soudage est réalisée par soudage laser. Selon un mode de réalisation, l’étape de mise en forme est une étape d’emboutissage. Selon un mode de réalisation, le premier élément et le deuxième élément sont découpés, avantageusement par une découpe à la presse. 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 suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés. La est une vue en coupe d’un double volant amortisseur selon un mode de réalisation. La est une vue partielle en coupe du volant primaire du double volant amortisseur de la . La est une vue partielle en coupe du volant secondaire du double volant amortisseur de la . La est une vue partielle en coupe d’un volant primaire selon une deuxième variante de réalisation. La est une vue partielle en coupe d’un volant primaire selon une troisième variante de réalisation. La est une vue partielle en coupe d’un volant primaire selon une quatrième variante de réalisation. La est une vue partielle en coupe d’un volant primaire selon une cinquième variante de réalisation. La est une vue partielle en coupe d’un volant primaire selon une sixième variante de réalisation. La est une vue partielle en coupe d’un volant primaire selon une septième variante de réalisation. La est une vue en perspective d’une partie du volant primaire de la . Double volant amortisseur (1) comprenant un volant primaire (2) destiné à être fixé à un arbre moteur et un volant secondaire (3), le volant primaire (2) et le volant secondaire (3) étant mobiles en rotation l’un par rapport à l’autre autour d’un axe de rotation X, le double volant amortisseur (1) comprenant en outre des organes élastiques (8) configurés pour transmettre un couple entre le volant primaire (2) et le volant secondaire (3) et amortir les acyclismes de rotation, le double volant amortisseur (1) étant caractérisé en ce que au moins l’un parmi le volant primaire (2) et le volant secondaire (3) comporte un premier élément (17, 21) et un deuxième élément (18, 22) qui sont réalisés en tôle et présentent des épaisseurs et/ou des matériaux différents, le premier élément (17, 21) et le deuxième élément (18, 22) étant disposés bout à bout et fixés l’un à l’autre par une soudure (24, 26). Double volant amortisseur (1) selon la revendication 1, dans lequel le volant primaire (2) comporte une portion annulaire d’orientation radiale (4), une jupe cylindrique d’orientation axiale (5) faisant saillie axialement depuis une périphérie externe de la portion annulaire d’orientation radiale (4) et un couvercle (6) fixé contre un bord libre de la jupe cylindrique d’orientation axiale (5), la portion annulaire d’orientation radiale (4) comprenant une zone équipée d’orifices destinés à recevoir des organes de fixation pour la fixation du volant primaire (2) à un arbre moteur. Double volant amortisseur (1) selon la revendication 2, dans lequel le premier élément (17) et le deuxième élément (18) appartiennent au volant primaire (2), le premier élément (17) étant disposé à l’intérieur et dans le prolongement selon une direction radiale du deuxième élément (18), le premier élément (17) formant la zone équipée d’orifices de la portion annulaire d’orientation radiale (4). Double volant amortisseur (1) selon la revendication 3, dans lequel le premier élément (17) comporte des découpes (29) réparties autour de l’axe X et agencées pour diminuer la rigidité du premier élément (17). Double volant amortisseur (1) selon la revendication 3 ou 4, dans lequel le volant primaire (2) comporte un troisième élément (19) qui forme au moins une partie de la jupe cylindrique d’orientation axiale (5), le deuxième élément (18) et le troisième élément (19) étant réalisés en tôle et présentant des épaisseurs et/ou matériaux différents, le troisième élément (19) et le deuxième élément (18) étant disposés bout-à-bout et fixés l’un à l’autre par une soudure (25). Double volant amortisseur (1) selon la revendication 5, dans lequel le deuxième élément (18) comporte une première portion s’étendant radialement et une deuxième portion s’étendant axialement, la première portion étant disposée dans le prolongement selon une direction radiale du premier élément (17) et la deuxième portion étant disposée dans le prolongement selon une direction radiale du troisième élément (19). Double volant amortisseur (1) selon la revendication 5, dans lequel le troisième élément (19) comporte une première portion s’étendant radialement et une deuxième portion s’étendant axialement, la première portion étant disposée dans le prolongement selon une direction radiale du deuxième élément (18). Double volant amortisseur (1) selon la revendication 2, dans lequel le premier élément (17) et le deuxième élément (18) appartiennent au volant primaire (2), le premier élément formant au moins une partie de la portion annulaire d’orientation radiale (4) et le deuxième élément (18) formant au moins une partie de la jupe cylindrique d’orientation axiale (5). Double volant amortisseur (1) selon la revendication 8, dans lequel le deuxième élément (18) comporte une première portion s’étendant radialement et une deuxième portion s’étendant axialement, la première portion du deuxième élément (18) étant disposée à l’extérieur du premier élément (17) dans le prolongement selon une direction radiale du premier élément (17). Double volant amortisseur (1) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le premier élément (21) et le deuxième élément (22) appartiennent au volant secondaire (3), le double volant amortisseur (1) comportant un voile annulaire (9) comportant des pattes d’appui coopérant avec les organes élastiques (8), le premier élément (21) étant disposé à l’intérieur et dans le prolongement selon une direction radiale du deuxième élément (22) et étant équipé d’orifices traversés par des rivets (16) assurant la fixation du volant secondaire (3) au voile annulaire (9). Double volant amortisseur (1) selon la revendication 9 ou 10, dans lequel le volant secondaire (3) comporte en outre un troisième élément (23) qui est disposé radialement à l’extérieur du deuxième élément (22) et dans le prolongement selon une direction radiale du deuxième élément (22), le deuxième élément (22) et le troisième élément (23) étant réalisés en tôle et présentant des épaisseurs et/ou des matériaux différents, le troisième élément (23) et le deuxième élément (22) étant disposés bout-à-bout et fixés l’un à l’autre par une soudure (27). Double volant amortisseur (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel le premier élément (17) et le deuxième élément (18) présentent des épaisseurs différentes, l’élément parmi le premier et le deuxième élément qui présente l’épaisseur la plus importante étant équipé d’un épaulement périphérique (28) contre lequel est disposé le bord de l’autre élément. Procédé de fabrication d’un double volant amortisseur (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 12, comprenant une étape de mise en forme du premier élément (17, 21) et du deuxième élément (18, 22) et une étape de soudage du premier élément (17, 21) et du deuxième élément (18, 22) bout-à-bout. Procédé de fabrication selon la revendication 13, dans lequel le premier élément (17, 21) et le deuxième élément (18, 22) sont soudés l’un à l’autre bout-à-bout avant d’être conjointement mis en forme. Procédé de fabrication selon la revendication 14 ou 15, dans lequel l’étape de soudage est réalisée par soudage laser.