FR3007479A1 - Dispositif de transmission de couple - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de transmission de couple (1), comportant un élément d'entrée de couple (2) et un élément de sortie de couple (3), mobiles en rotation l'un par rapport à l'autre, et des organes élastiques (24, 25) montés entre les éléments d'entrée et de sortie de couple (2, 3). L'élément d'entrée de couple (2) comporte une première partie (7) et une seconde partie (16, 19, 22) couplées en rotation par l'intermédiaire de moyens de limitation de couple (15, 15) conçus pour lier en rotation les première et seconde parties lorsque le couple transmis à ladite première partie (7) est inférieur à un seuil déterminé et conçus pour autoriser la rotation de la première partie (7) par rapport à la seconde partie (16, 19, 22) lorsque le couple transmis à ladite première partie (7) est supérieur audit seuil.

Description

La présente invention concerne un dispositif de transmission de couple, en particulier pour véhicule automobile. L'invention concerne en particulier un double volant amortisseur. La demande de brevet DE 100 33523, au nom de la Demanderesse, décrit un double volant amortisseur comportant un volant primaire et un volant secondaire, mobiles en rotation l'un par rapport à l'autre, et des organes élastiques à action radiale, montés entre lesdits volants. Le double volant amortisseur comporte en outre des moyens de limitation de couple, équipant le volant secondaire. Le volant primaire est destiné à être fixé à l'extrémité d'un vilebrequin d'un moteur à combustion interne. Le volant secondaire est destiné à être couplé à un arbre d'entrée d'une boîte de vitesses, par l'intermédiaire d'un embrayage. Plus particulièrement, le volant secondaire comporte une première partie, radialement interne, et une seconde partie, radialement externe et destinée à être couplée à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses. Les moyens de limitation de couple sont disposés entre les deux parties du volant secondaire et sont conçus pour lier en rotation les première et seconde parties de ce volant lorsque le couple transmis à ladite première partie est inférieur à un seuil déterminé et pour autoriser la rotation de la première partie par rapport à la seconde partie lorsque le couple transmis à ladite première partie est supérieur audit seuil.

Les moyens de limitation de couple comportent une rondelle élastique à action axiale, telle qu'une rondelle Belleville, apte à générer un effort presseur de manière à créer des efforts et un couple de friction entre les première et seconde parties. Plus cette rondelle élastique génère un effort presseur axial élevé, plus le seuil au-delà duquel les première et seconde parties peuvent être découplées en rotation est élevé.

La seconde partie forme un plateau de réaction contre lequel des garnitures d'un disque de friction de l'embrayage sont destinées à venir prendre appui. Une telle structure nécessite donc de monter les moyens de limitation de couple radialement à l'intérieur, dans une zone ne gênant pas l'appui des garnitures du disque de friction. Or, comme les moyens de limitation de couple utilisent des moyens de friction, leur efficacité est plus limitée lorsqu'ils sont montés radialement à l'intérieur. En effet, dans ce cas, les surfaces de friction en jeu, nécessaires à la liaison en rotation des première et seconde parties, sont relativement petites. Afin de compenser cette efficacité limitée, il est nécessaire de surdimensionner la rondelle élastique afin qu'elle applique un effort presseur axial plus important. De tels efforts importants, répartis sur des surfaces peu étendues, génèrent une usure prématurée des pièces concernées.

Par ailleurs, le frottement des garnitures du disque de friction sur la seconde partie provoque une élévation de température au voisinage immédiat de la zone de friction. On sait que l'efficacité et la durée de vie d'une rondelle élastique diminuent lorsqu'elle est soumise à des températures importantes. Par conséquent, compte tenu de l'implantation de la rondelle élastique, une telle élévation de température a nécessairement un effet néfaste sur l'efficacité et la durée de vie desdits moyens de limitation de couple. Le document DE 41 40 822 divulgue en outre un dispositif de transmission de couple de type amortisseur de torsion, comportant un élément d'entrée de couple et un élément de sortie de couple, montés pivotants l'un par rapport à l'autre, et des organes élastiques à action circonférentielle, agencés entre lesdits éléments d'entrée et de sortie de couple. Ce dispositif comporte en outre des moyens de limitation de couple montés axialement entre les éléments d'entrée et de sortie de couple, radialement à l'intérieur des organes élastiques. Comme précédemment, ces moyens de limitation du couple ont une efficacité limitée.

Outre les difficultés indiquées précédemment, due à la position radialement interne des moyens de limitation de couple, une telle structure ne peut notamment pas être appliquée au cas d'un dispositif de transmission de couple utilisant deux groupes d'organes élastiques, disposés respectivement radialement à l'extérieur et à l'intérieur, pour des raisons d'encombrement. La demande de brevet FR 2 972 038 divulgue par exemple un double volant amortisseur comportant deux groupes d'organes élastiques, respectivement radialement externes et internes.

L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique à ces problèmes. A cet effet, elle propose un dispositif de transmission de couple, comportant un élément d'entrée de couple et un élément de sortie de couple, mobiles en rotation l'un par rapport à l'autre, et des organes élastiques montés entre les éléments d'entrée et de sortie de couple, caractérisé en ce que l'élément d'entrée de couple comporte une première partie et une seconde partie couplées en rotation par l'intermédiaire de moyens de limitation de couple conçus pour lier en rotation les première et seconde parties lorsque le couple transmis à ladite première partie est inférieur à un seuil déterminé et conçus pour autoriser la rotation de la première partie par rapport à la seconde partie lorsque le couple transmis à ladite première partie est supérieur audit seuil. De manière générale, l'encombrement disponible au niveau de l'élément d'entrée de couple est plus important que celui disponible au niveau de l'élément de sortie de couple, ce qui permet de loger aisément les moyens de limitation de couple, notamment dans une zone de l'élément d'entrée de couple qui est située radialement à l'extérieur, de façon à améliorer l'efficacité des moyens de limitation de couple. Selon une caractéristique de l'invention, le dispositif de transmission de couple peut former un double volant amortisseur, l'élément d'entrée de couple étant un volant primaire, l'élément de sortie de couple étant un volant secondaire, la première partie comportant une masse d'inertie primaire s'étendant radialement, la seconde partie entourant, au moins partiellement, les organes élastiques. Dans le cas particulier du double volant amortisseur, l'invention permet d'éloigner les moyens de limitation de couple de la zone du volant secondaire soumise à des températures élevées, dues au frottement du disque de friction sur le volant secondaire. On améliore ainsi l'efficacité et la durée de vie des moyens de limitation de couple. Par ailleurs, une telle structure est compatible avec l'utilisation de deux groupes d'organes élastiques, respectivement internes et externes. Selon une autre caractéristique de l'invention, la première partie et/ou la seconde partie comportent au moins une surface s'étendant radialement, les moyens de limitation de couple comportant un élément presseur venant s'appuyer sur ladite surface radiale de façon à générer un effort de frottement et lier en rotation lesdites première et seconde parties lorsque le couple transmis à la première partie est inférieur audit seuil. Dans ce cas, l'élément presseur peut être une rondelle élastique apte à générer un effort axial, en appui direct ou indirect sur la première partie et/ou sur la seconde partie. En outre, une rondelle d'appui peut être montée entre la rondelle élastique et la première partie ou entre la rondelle élastique et la seconde partie. Par ailleurs, la rondelle élastique et/ou la rondelle d'appui peuvent être couplées en rotation à la première partie ou à la seconde partie. Préférentiellement, la seconde partie comporte au moins un organe annulaire comprenant au moins une surface radiale d'appui de l'élément presseur.

L'organe annulaire peut alors être formé par une couronne dentée, destinée à engrener avec une courroie de démarreur.

Selon une forme de réalisation de l'invention, le dispositif peut comporter un premier groupe d'organes élastiques montés entre l'élément d'entrée de couple et un voile annulaire, et un second groupe d'organes élastiques montés entre le voile annulaire et l'élément de sortie de couple, le voile annulaire étant apte à pivoter par rapport à l'élément d'entrée de couple et par rapport à l'élément de sortie de couple. Dans ce cas, le premier groupe d'organes élastiques peut être situé radialement à l'extérieur du second groupe d'organes élastiques. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une demi-vue en coupe axiale d'un double volant amortisseur selon une première forme de réalisation de l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe axiale d'un double volant amortisseur selon une deuxième forme de réalisation de l'invention, - la figure 3 est une vue en coupe axiale d'un double volant amortisseur selon une troisième forme de réalisation de l'invention, - la figure 4 est une vue en perspective d'une partie du double volant amortisseur de la figure 3, - la figure 5 est une vue en coupe axiale d'un double volant amortisseur selon une quatrième forme de réalisation de l'invention. Un double volant amortisseur 1 selon une première forme de réalisation de l'invention, en particulier pour une transmission de véhicule automobile, est représenté à la figure 1. Il comporte un volant primaire 2 et un volant secondaire 3, mobiles en rotation l'un par rapport à l'autre autour d'un axe X. Le volant primaire 2 comprend un moyeu central 4, appelé moyeu primaire, comprenant une partie tubulaire cylindrique 5 à partir de laquelle une partie radiale 6 s'étend radialement vers l'extérieur. La partie radiale 6 du moyeu primaire 4 est fixée à l'extrémité d'un vilebrequin d'un moteur à combustion interne, par l'intermédiaire de vis (non représentées). Cette partie radiale 6 est également fixée à la périphérie radialement interne d'une masse d'inertie primaire 7, de forme annulaire et s'étendant radialement. Selon une variante, la masse d'inertie primaire 7 est fixée à la partie radiale 6 par l'intermédiaire de tôles flexibles 8, comme cela est connu de l'homme du métier. De telles tôles flexibles sont visibles à la figure 5. Une tôle annulaire 9 est en outre fixée, à l'aide de rivets 10, dans une partie radialement externe de la masse d'inertie primaire 7. Cette tôle 9 comporte une première partie radiale 11 en appui sur la face arrière de la masse d'inertie primaire 7, et une seconde partie radiale 12, décalée vers l'arrière par rapport à la première partie radiale 11, de façon à former un épaulement 13. Une rondelle élastique 14 de type Belleville est montée autour de l'épaulement 13 et en avant de la seconde partie 12. Une rondelle d'appui 15 s'étendant radialement est en outre montée en avant de la rondelle Belleville 14. La périphérie radialement interne de la rondelle d'appui 15 est immobilisée en rotation sur la masse d'inertie primaire. Le volant primaire 2 comporte en outre une couronne annulaire 16 présentant une denture externe 17, destinée à engrener avec une courroie de démarreur. Cette couronne 16 comporte une jupe 18 s'étendant radialement vers l'intérieur. Cette jupe 18 comporte deux faces radiales parallèles, respectivement avant et arrière. La rondelle d'appui 15 vient en appui sur la face arrière de la jupe 18. Par ailleurs, la face avant de la jupe 18 vient en appui sur la face avant du bord périphérique externe de la masse d'inertie primaire 7. La rondelle élastique 14 est dimensionnée de telle manière que, lorsque le vilebrequin transmet au volant primaire un couple inférieur à un seuil déterminé (par exemple 400 N.m), la couronne 16 ne pivote pas par rapport à la rondelle d'appui 15 et par rapport à la masse d'inertie primaire 7. A l'inverse, lorsque le couple transmis par le vilebrequin au volant primaire 2 est supérieur au seuil précité, les forces de frottement entre les surfaces radiales en contact de la rondelle d'appui 15, de la jupe 18 et de la masse d'inertie primaire 7 ne sont plus suffisantes pour empêcher la rotation de la couronne 16 par rapport à la masse d'inertie primaire 7 et à la rondelle d'appui 15. Ces éléments forment donc des éléments de limitation de couple, interdisant la transmission d'un couple supérieur au seuil précité au travers du double volant amortisseur 1. Un tel seuil peut être atteint notamment en cas d'arrêt moteur, de démarrage avorté ou de calage du moteur. Dans de tels cas, le couple appliqué par le vilebrequin peut atteindre 1000 à 4000 N.m. La partie avant externe de la couronne 16 est soudée à un couvercle 19 du volant primaire 2. Ce couvercle 19 comporte une partie radiale 20 dont la périphérie radialement externe est prolongée à l'avant par un rebord cylindrique 21.

La face avant de la partie radiale 20 comporte deux éléments en saillie diamétralement opposés (non visibles), destinés à former des faces d'appui. Le bord libre du rebord cylindrique 21 est fixé, par exemple par soudage, à la périphérie radialement externe d'une tôle annulaire 22, plus particulièrement à la face radiale arrière de cette tôle 22. La tôle 22 comporte deux éléments en saillie axialement vers l'arrière (non visibles), diamétralement opposés, disposés en regard des éléments en saillie du couvercle 19 et formant chacun deux faces d'appui. Des moyens d'étanchéité 23 s'étendent vers l'intérieur depuis le couvercle 20 et la tôle 22, de manière à former avec ces derniers un espace interne, destiné à être rempli de graisse et servant au logement d'organes élastiques courbes 24, 25. Ces organes élastiques 24, 25 sont des ressorts de compression hélicoïdaux, montés dans l'espace interne précité. Plus particulièrement, le 30 double volant amortisseur comporte deux groupes d'organes élastiques 24, 25, un premier groupe de ressorts 24 radialement externes s'étendant circonférentiellement entre le volant primaire 2 et un voile annulaire 26 pivotant autour de l'axe X, un second groupe de ressorts 25 radialement internes s'étendant circonférentiellement entre le voile annulaire 26 et des rondelles de guidage 27 fixées, à leur périphérie interne, sur une masse d'inertie secondaire 28. Les rondelles de guidage 27 et la masse d'inertie secondaire 28 forment le volant secondaire 3. Plus particulièrement, lors du montage, les extrémités des organes élastiques 24 du premier groupe viennent en appui contre les faces d'appui définies par les organes en saillie précités du couvercle 20 et de la tôle 22.

Le couvercle 20 et la tôle annulaire 22 forment ainsi des rondelles de guidage. Des goulottes 29 incurvées en portion de cylindre sont montées entre la paroi interne du rebord cylindrique 21 et les organes élastiques 24 du premier groupe, ces goulottes 29 servant à l'appui des organes élastiques 24 précités lorsque ceux-ci se déforment par centrifugation en fonctionnement. La masse d'inertie secondaire 28 comporte en son centre un alésage 29 servant au montage et au centrage de la masse d'inertie secondaire 28 sur la partie cylindrique 5 du moyeu primaire 4, par l'intermédiaire d'un roulement à billes 30. La masse d'inertie secondaire 29 comporte une partie radiale dont la face avant 31 est destinée à l'appui d'un disque de friction d'un embrayage (non représenté). La masse d'inertie secondaire 28 comporte des trous 32 servant au montage de rivets 33. Ces rivets 33 permettent de fixer les rondelles de guidage 27 à la masse d'inertie secondaire 28. Des trous 34 sont formés dans la masse d'inertie primaire 7, en regard des rivets 33, et permettent le passage d'un outil de rivetage. Dans la forme de réalisation représentée, les organes élastiques 24, 25 sont associés à des moyens de friction 35 permettant de dissiper l'énergie par frottement, lors du pivotement du volant secondaire 3 par rapport au volant primaire 2.

300 74 79 9 Les organes élastiques 24, 25 et les moyens de friction 35 permettent d'amortir et d'absorber les vibrations et les acyclismes de rotation du moteur, comme cela est connu en soi. Selon une forme de réalisation non représentée, aucun moyen de 5 friction supplémentaire n'est ajouté, l'énergie étant dissipée en grande partie par le frottement des organes élastiques 24, 25. La figure 2 illustre une deuxième forme de réalisation du double volant amortisseur 1 selon l'invention, dans laquelle la face radiale arrière de la périphérie externe de la masse d'inertie primaire 7 est en appui sur la 10 face avant de la jupe 18 de la couronne 16. Par ailleurs, la face radiale avant de la périphérie externe de la masse d'inertie primaire 7 est en appui sur la face arrière d'une rondelle d'appui 15. La périphérie radialement interne de ladite rondelle d'appui 15 comporte deux pattes 15a, diamétralement opposées, engagées dans des évidements radiaux 19a de 15 la face arrière de la périphérie externe de la partie radiale 20 du couvercle 19, de façon à immobiliser la rondelle d'appui 15a en rotation par rapport au couvercle 19. Enfin, une rondelle élastique 14 de type Belleville vient en appui sur la face avant de la rondelle d'appui 15 et sur une surface de fond d'un renfoncement 36 ménagé dans la face arrière de la partie radiale 20 20 du couvercle 19. Comme précédemment, la rondelle élastique 14 est dimensionnée de telle manière que, lorsque le vilebrequin transmet au volant primaire 2 un couple inférieur à un seuil déterminé, la couronne 16 ne pivote pas par rapport à la masse d'inertie primaire 7. A l'inverse, lorsque le couple 25 transmis par le vilebrequin au volant primaire 2 est supérieur au seuil précité, les forces de frottement entre les surfaces radiales en contact de la rondelle d'appui 15, de la jupe 18 et de la masse d'inertie primaire 7 ne sont plus suffisantes pour empêcher la rotation de la couronne 16 par rapport à la masse d'inertie primaire 7.

30 La figure 3 représente une forme de réalisation similaire à celle de la figure 2, dans laquelle la rondelle élastique 14 de type Belleville vient directement en appui sur la face avant de la périphérie externe de la masse d'inertie primaire 7. Comme cela est mieux visible à la figure 4, la rondelle élastique 14 comporte des pattes 14a s'étendant radialement vers l'intérieur engagées dans des évidements radiaux 19a de la face arrière de la périphérie externe de la partie radiale 20 du couvercle 19, de façon à immobiliser la rondelle 14 en rotation par rapport au couvercle 19. La figure 5 représente une forme de réalisation similaire à celle de la figure 2, dans laquelle la couronne 16 est remplacée par une bague annulaire 16', dont la seule différence de structure se résume au fait qu'elle ne comporte pas de denture externe 17. Dans cette forme de réalisation, une couronne dentée 16 destinée à être entraînée par une courroie de démarreur est fixée, par exemple par soudage, sur la face avant de la périphérie radialement externe de la tôle 22. L'invention propose ainsi, au travers de ces différentes formes de réalisation, un double volant amortisseur 1 comportant des moyens de limitation de couple équipant le volant primaire 2, c'est-à-dire placés à distance de la zone de frottement 31 du disque de friction sur la masse d'inertie secondaire 28. Par ailleurs, les moyens de limitation de couple sont situés en périphérie externe du volant primaire 2. L'efficacité et la durée de vie de ces moyens de limitation de couple sont donc considérablement améliorées. En outre, de tels moyens de limitation de couple peuvent équiper des doubles volants amortisseurs 1 pourvus de deux groupes d'organes élastiques 24, 25, respectivement internes et externes. Bien entendu, il peut être prévu de remplacer ou de compléter le groupe d'organes élastiques internes 25 par des moyens d'amortissement comportant des masses pendulaires, comme cela est connu en soi. Dans ce cas, le voile annulaire 26 est fixé à la masse d'inertie secondaire 28. A titre d'exemple, le moyen d'amortissement à masses pendulaires peut être d'un type connu de l'art antérieur, comme présenté dans le 30 document WO 2011/076169. Dans ce cas de figure, les masses pendulaires oscillent de part et d'autre du voile annulaire 26.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif de transmission de couple (1), comportant un élément d'entrée de couple (2) et un élément de sortie de couple (3), mobiles en rotation l'un par rapport à l'autre, et des organes élastiques (24, 25) montés entre les éléments d'entrée et de sortie de couple (2, 3), caractérisé en ce que l'élément d'entrée de couple (2) comporte une première partie (7) et une seconde partie (16, 19, 22) couplées en rotation par l'intermédiaire de moyens de limitation de couple (14, 15) conçus pour lier en rotation les première et seconde parties lorsque le couple transmis à ladite première partie (7) est inférieur à un seuil déterminé et conçus pour autoriser la rotation de la première partie (7) par rapport à la seconde partie (16, 19, 22) lorsque le couple transmis à ladite première partie (7) est supérieur audit seuil.
2. 2. Dispositif de transmission de couple (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il forme un double volant amortisseur (1), l'élément d'entrée de couple étant un volant primaire (2), l'élément de sortie de couple étant un volant secondaire (3), la première partie comportant une masse d'inertie primaire (7) s'étendant radialement, la seconde partie (16, 19, 22) entourant, au moins partiellement, les organes élastiques (24, 25).
3. 3. Dispositif de transmission de couple (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la première partie (7) et/ou la seconde partie (16, 19, 22) comportent au moins une surface s'étendant radialement, les moyens de limitation de couple comportant un élément presseur (14) venant s'appuyer sur ladite surface radiale de façon à générer un effort de frottement et lier en rotation lesdites première et seconde parties (7, 16, 19, 22) lorsque le couple transmis à la première partie (7) est inférieur audit seuil.
4. 4. Dispositif de transmission de couple (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément presseur est une rondelle élastique (14)apte à générer un effort axial, en appui direct ou indirect sur la première partie (7) et/ou sur la seconde partie (16, 19, 22).
5. 5. Dispositif de transmission de couple (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une rondelle d'appui (15) est montée entre la rondelle élastique (14) et la première partie (7) ou entre la rondelle élastique (14) et la seconde partie (16, 19, 22).
6. 6. Dispositif de transmission de couple (1) selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que la rondelle élastique (14) et/ou la rondelle d'appui (15) sont couplées en rotation à la première partie (7) ou à la seconde partie (16, 19, 22).
7. 7. Dispositif de transmission de couple (1) selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que la seconde partie (16, 19, 22) comporte au moins un organe annulaire (16, 16') comprenant au moins une surface radiale d'appui (18, 18') de l'élément presseur (14).
8. 8. Dispositif de transmission de couple (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'organe annulaire est formé par une couronne dentée (16), destinée à engrener avec une courroie de démarreur.
9. 9. Dispositif de transmission de couple (1) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comporte un premier groupe d'organes élastiques (24) montés entre l'élément d'entrée de couple (2) et un voile annulaire (26), et un second groupe d'organes élastiques (25) montés entre le voile annulaire (26) et l'élément de sortie de couple (3), le voile annulaire (26) étant apte à pivoter par rapport à l'élément d'entrée de couple (2) et par rapport à l'élément de sortie de couple (3).
10. 10. Dispositif de transmission de couple (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce que le premier groupe d'organes élastiques (24) est situé radialement à l'extérieur du second groupe d'organes élastiques (25).