Domaine technique

L'invention se rapporte à un dispositif d'amortissement pendulaire, notamment pour un embrayage d'un véhicule automobile, ainsi qu'à un dispositif d'amortissement de torsion intégrant un tel dispositif d'amortissement pendulaire.

Etat de la technique

Un dispositif d'amortissement pendulaire est classiquement utilisé pour filtrer les vibrations dues aux acyclismes du moteur d'un véhicule automobile.

Classiquement, il comporte un support annulaire destiné à être entraîné en rotation, et plusieurs masses oscillantes pendulaires, montées oscillantes sur le support autour d'un axe parallèle à l'axe de rotation du support. Le déplacement d'une masse oscillante par rapport au support est généralement guidé par deux organes de roulement coopérant chacun avec une piste de roulement du support et une piste de roulement de la masse oscillante.

Une masse oscillante est classiquement constituée par une paire de masselottes, prenant en sandwich le support et rigidement solidaires entre elles, généralement par l'intermédiaire d'une entretoise qui définit la piste de roulement de la masse oscillante.

Le dispositif d'amortissement pendulaire est classiquement fixé rigidement, au moyen de rivets, à une rondelle de phasage d'un dispositif d'amortissement de torsion, en particulier un embrayage, un convertisseur de couple hydrodynamique ou un double embrayage à sec ou humide.

L'utilisation de rivets permet un assemblage rapide, efficace et bon marché.

Sous l'effet des chocs, les rivets peuvent cependant se rompre. La rupture des rivets rend inutilisable le dispositif d'amortissement pendulaire.

Il existe donc un besoin pour augmenter la durée de vie des dispositifs d'amortissement pendulaire.

Un but de l'invention est de répondre à ce besoin. Résumé de l'invention

A cet effet, l'invention propose un dispositif d'amortissement pendulaire, notamment destiné à être intégré dans une chaîne de transmission d'un véhicule automobile, notamment dans un embrayage, le dispositif comportant :

un support ;

une pluralité de pendules disposés autour d'un axe X de rotation du support, chaque pendule comportant une masse oscillante et au moins un organe de roulement, interposé entre ladite masse oscillante et le support de manière à rouler sur des pistes de roulement de support et de masse oscillante lors de l'oscillation de la masse oscillante par rapport au support.

De manière remarquable, dans un dispositif d'amortissement pendulaire selon l'invention, le support comporte une, de préférence une pluralité d'entailles configurées pour conférer au support une flexibilité en torsion autour de l'axe X.

La flexibilité est déterminée de manière que les entailles se referment élastiquement, au moins partiellement, sous l'effet des chocs subis par le dispositif en utilisation. La présence de telles entailles augmente ainsi la flexibilité en torsion du support. Cette amélioration de la flexibilité en torsion du support, ou cette diminution de la raideur angulaire du support, permet d'absorber au moins une partie de l'énergie liée aux chocs avant que celle-ci ne soit transmise au reste de la transmission et notamment aux pendules. La présence de telles entailles augmente ainsi considérablement la durée de vie du dispositif d'amortissement pendulaire. Sans être limités par cette théorie, les inventeurs expliquent les résultats obtenus par la capacité du support à absorber partiellement les chocs transmis aux rivets, grâce à son élasticité en torsion.

De préférence la flexibilité, ou raideur angulaire, du support est égale à :

avec,

Ksp : la flexibilité du support,

Nmot : l'ordre du moteur, par exemple Nmot = 2 pour un moteur quatre cylindres Nmax : vitesse maximale moteur en tour par minutes, par exemple 5000-7000 tr/min Jsp : Inertie du support,

La flexibilité du support peut être comprise entre 270 Nm/° et 4300 Nm/°.

Un dispositif d'amortissement pendulaire selon l'invention peut encore comporter une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles et préférées suivantes :

- l'entaille débouche sur un bord radialement intérieur ou sur un bord radialement extérieur du support. Dans un mode de réalisation, au moins une, de préférence chaque entaille est sensiblement radiale ;

- l'entaille débouche sur un bord radialement intérieur et sur un bord radialement extérieur du support;

- le support comporte une patte de fixation, de préférence sensiblement radiale et, de préférence, orientée vers l'axe X, destinée à la fixation du dispositif d'amortissement pendulaire sur une rondelle de phasage d'un dispositif d'amortissement de torsion, l'entaille s'étendant de préférence, au moins en partie, dans la patte de fixation ou délimitant, au moins en partie, un bord de ladite patte de fixation ;

- ladite entaille présente une longueur supérieure à la plus grande dimension radiale du support dans les régions du support adjacentes à l'entaille et qui, lorsque le dispositif est observé selon l'axe X, sont couvertes par une masse oscillante ;

- ladite entaille s'étend radialement par rapport à l'axe X ;

- le support comporte plusieurs dites entailles, chaque entaille étant disposée, lorsque le dispositif d'amortissement pendulaire est observé selon l'axe X, entre des régions du support supportant des masses oscillantes adjacentes ;

- le support comporte un groupe de plusieurs entailles, identiques ou différentes, disposé, lorsque le dispositif d'amortissement pendulaire est observé selon l'axe X, entre des régions du support supportant des masses oscillantes adjacentes ;

- le support est sensiblement plan et s'étend transversalement ;

- au moins une, de préférence chaque entaille présente une largeur maximale supérieure à 5 mm et/ou inférieure à 30 mm, par exemple entre 10 mm et 20 mm.

- au moins une, de préférence chaque entaille présente une largeur minimale supérieure à l'épaisseur axiale du support, par exemple 4 mm, par exemple 10 mm.

- au moins une, de préférence chaque entaille présente une longueur supérieure 50 mm à et/ou inférieure à 300 mm. - au moins une, de préférence chaque entaille est en découpe dans une tôle constituant le support ;

- les entailles sont équi-angulairement réparties autour de l'axe X ;

- le support présente un ratio de flexibilité en torsion compris entre 2 et 6, de préférence un ratio de 4 +/- 0,5, par rapport à un support de référence continu ; le support de référence est identique au support selon l'invention ; plus particulièrement, le support de référence est de dimensions et de matériaux identiques au support selon l'invention ; un support continu est un support sans entaille.

L'invention concerne également un dispositif d'amortissement de torsion intégrant un dispositif d'amortissement pendulaire selon l'invention.

De préférence, le dispositif d'amortissement pendulaire est fixé au moyen d'au moins un, de préférence plusieurs de rivets sur une rondelle de phasage du dispositif d'amortissement de torsion, chaque rivet traversant de préférence une patte de fixation du support respective. De préférence, la largeur d'une entaille, de préférence de chaque entaille est déterminée de manière à autoriser, sans rupture des rivets, un contact des deux parties du support séparées par ladite entaille. Autrement dit, au moins une, de préférence chaque entaille comporte un fond et des premier et deuxième bords latéraux reliés audit fond, ladite entaille présentant une largeur telle que les premier et deuxième bords latéraux peuvent être mis en contact l'un avec l'autre, sans rupture d'un dit rivet, par torsion du support autour de l'axe X.

Le dispositif d'amortissement de torsion selon l'invention est de préférence choisi parmi un double volant amortisseur, un convertisseur de couple hydrodynamique et un disque de friction.

L'invention concerne également un véhicule automobile équipé d'un dispositif d'amortissement de torsion selon l'invention.

Brève description des figures

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description détaillée et à l'examen du dessin annexé dans lequel

- les figures la, 3 et 4 représentent, en perspective, un dispositif d'amortissement de torsion selon différents modes de réalisation de l'invention ; - la figure lb représente, en vue de face, le dispositif d'amortissement pendulaire du dispositif d'amortissement de torsion de la figure la ;

- la figure 2 représente, en vue de face, un dispositif d'amortissement pendulaire selon une variante de l'invention. Sur les différentes figures, des références identiques sont utilisées pour désigner des organes identiques ou analogues.

Définitions

Sauf indication contraire,

- "axialement" signifie "parallèlement à l'axe X de rotation du support" ;

- "radialement" signifie "selon un axe transversal coupant l'axe de rotation du support" ;

- "transversal" signifie "dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du support" ;

- "angulairement" ou "circonférentiellement" signifient "autour de l'axe de rotation du support" ;

- "orthoradialement" signifie "perpendiculairement à une direction radiale et dans un plan transversal".

Par "plan transversal", on entend un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du support. Par "plan radial", on entend un plan contenant un axe radial et l'axe X.

Par "plan axial", on entend un plan contenant l'axe X.

"L'épaisseur" d'une pièce fait référence à une dimension mesurée selon l'axe X. On appelle « torsion du support autour de l'axe X » une déformation du support par rapprochement des parties du support séparées par des entailles par déplacement desdites parties dans un plan transversal. Une telle torsion résulte donc d'une fermeture, au moins partielle, des entailles.

Par "véhicule automobile", on entend non seulement les véhicules passagers, mais également les véhicules industriels, ce qui comprend notamment les poids lourds, les véhicules de transport en commun ou les véhicules agricoles.

Sauf indication contraire, les verbes "comporter", "présenter" ou "comprendre" doivent être interprétés de manière large, c'est-à-dire non limitative.

Description détaillée Comme représenté sur la figure 1, un dispositif d'amortissement de torsion 8 selon l'invention comporte un dispositif d'amortissement pendulaire 10 et une rondelle de phasage 11.

Le dispositif d'amortissement pendulaire comporte un support 12 apte à se déplacer en rotation autour d'un axe X et une pluralité de pendules 13, mobiles par rapport au support 12.

Chaque pendule 13 comporte une masse oscillante 14 et un ou plusieurs, par exemple deux organes de roulement, non visibles. Classiquement, chaque masse oscillante est montée oscillante sur le support au moyen de deux organes de roulement, de préférence des rouleaux, qui traversent une fenêtre de roulement ménagée dans l'épaisseur du support.

Chaque masse oscillante 14 comporte classiquement des première et deuxième masselottes 14i et 14 ₂ , de forme généralement plane, s'étendant respectivement en regard de première et deuxième grandes faces 12, et 12 ₂ du support 12.

Les première et deuxième masselottes 14i et 14 ₂ sont rigidement fixées l'une à l'autre, de préférence par l'intermédiaire d'une entretoise, non visible. L'entretoise est prise en sandwich entre les deux masselottes et s'étend dans la fenêtre de roulement du support. Elle définit la piste de roulement de masse oscillante.

Chaque organe de roulement est ainsi en appui d'une part sur une piste de roulement de support, de préférence définie par le contour intérieur de la fenêtre de roulement du support que l'organe de roulement traverse et, d'autre part, sur la piste de roulement de masse oscillante définie par l'entretoise de la masse oscillante.

Les masses oscillantes sont de préférence réparties équi-angulairement autour de l'axe X. De préférence, leur nombre est supérieur à 2 et/ou inférieur à 8. Le dispositif peut en particulier comporter trois, cinq ou sept masses oscillantes. Dans l'exemple représenté sur la figure 1 , le dispositif comporte trois masses oscillantes uniformément réparties autour de l'axe X.

Le support 12 présente une forme générale plane, généralement annulaire. Il présente un bord radialement intérieur 15i et un bord radialement extérieur 15e, classiquement de forme générale circulaire, et des première et deuxième grandes faces 12i et 12 ₂ sensiblement transversales. Le support 12 comporte des pattes de fixation 16 permettant la fixation à la rondelle de phasage 11 au moyen de rivets 18. Les pattes de fixation 16 s'étendent radialement vers l'axe X et sont percées d'un ou plusieurs orifice de fixation 19, traversés chacun par un rivet 18. Le support est classiquement constitué par une tôle métallique découpée, généralement en acier, d'une épaisseur typiquement inférieure à 10 mm.

Des organes annexes, comme des tampons d'amortissement et/ou des butées et/ou des guides pour amortir et/ou limiter et/ou guider le mouvement d'oscillation des masses oscillantes, par exemple en polymère, peuvent être fixés à cette tôle. Selon l'invention, le support 12 comporte au moins une, de préférence plusieurs entailles 20. Dans le mode de réalisation de la figure 1, le support 12 comporte trois entailles.

Une entaille 20, de préférence chaque entaille 20, de préférence radiale, s'étend, de préférence exclusivement, entre des régions du support parcourues, pendant l'utilisation, par deux masses oscillantes adjacentes, 17a et 17b, lorsque le dispositif d'amortissement pendulaire est observé selon l'axe X, comme sur la figure lb. On appelle ces régions « régions de pendule ».

Plusieurs entailles 20a, 20b et 20c peuvent être regroupées entre deux régions de pendule adjacentes 17a et 17b, comme sur les figures 3 et 4.

Une entaille est une échancrure qui traverse l'épaisseur du support, c'est-à-dire qui, sensiblement sur toute sa longueur, est ouverte sur chaque grande face 12i et 12 ₂ du support.

Une entaille est définie par des premier et deuxième bords latéraux 21a et 21b qui s'étendent, depuis une ouverture 22 par laquelle l'entaille débouche dans le plan général du support, de préférence sensiblement radialement, jusqu'à un fond 24, qui définit l'extrémité de l'entaille opposée à son ouverture 22.

L'ouverture 22 peut être située sur le bord radialement supérieur 15e. Alternativement, l'ouverture 22 peut être située sur le bord radialement intérieur 15i.

Chaque entaille sépare deux régions de pendule adjacentes. Une entaille ne débouche pas nécessairement radialement vers l'extérieur du support. Par exemple, dans le mode de réalisation de la figure 3, au moins une entaille 20a débouche radialement vers l'axe X, c'est-à-dire vers l'intérieur. De préférence, le support 12 comprend un groupe d'entailles 20a, 20b, les entailles 20a et 20b débouchant radialement vers l'axe X, c'est-à-dire vers l'intérieur. Chaque groupe d'entailles sépare deux régions de pendule adjacentes.

Sur la figure 3, les deux entailles 20a et 20b s'étendent de chaque côté de la patte de fixation 16, venant ainsi prolonger la patte de fixation au-delà du bord radialement intérieur 15i du support. Dans le mode de réalisation de la figure 4, chaque groupe d'entailles séparant deux régions de pendule adjacentes comporte deux entailles latérales 20a et 20b, débouchant radialement vers l'axe X, et une entaille centrale 20c, s 'étendant partiellement entre les deux entailles latérales et débouchant radialement vers l'extérieur. L'entaille centrale est donc ménagée dans la patte de fixation. La forme et le nombre des entailles ne sont pas limités.

Une entaille permet un rapprochement élastique, dans un plan transversal, des deux parties du support 12a et 12b qu'elle sépare. Pour autoriser ce rapprochement, une entaille définit un ou plusieurs ponts de matière, qui constituent des zones de charnière dans lesquelles la matière du support va se déformer lors du rapprochement. Lorsque l'entaille 20 s'étend radialement vers l'axe X sans dépasser radialement les deux parties du support 12a et 12b, elle définit un unique pont de matière, entre son fond et le bord radialement intérieur 15i du support. De même, lorsque l'entaille 20 s'étend radialement à l'écart de l'axe X sans dépasser radialement les deux parties du support 12a et 12b, elle définit un unique pont de matière, entre son fond et le bord radialement extérieur 15e du support.

Lorsque l'entaille 20 s'étend radialement vers l'axe X au-delà des deux parties du support 12a et 12b, comme sur les figures la et lb, elle définit plusieurs ponts de matière, à savoir un pont de matière 30i entre son fond et le bord radialement intérieur 15i du support, mais aussi deux ponts de matière latéraux 30 ₂ et 30 ₃ . L'ensemble de ces ponts de matière, ainsi que l'agencement des rivets, contribuent à la raideur de la flexion conférée par l'entaille. Le ou les ponts de matière sont déterminés en fonction de la raideur souhaitée. Cette raideur est variable en fonction du dispositif d'amortissement de torsion considéré. De simples essais permettent cependant de déterminer une raideur adaptée, et donc les dimensions du ou des ponts de matière. Ainsi, plus les dimensions du ou des ponts sont grandes plus la raideur du support 12 est grande. Il convient alors de diminuer ces dimensions au maximum afin de diminuer la raideur du support 12. Néanmoins, le support 12 doit être suffisamment raide afin de présenter une tenue mécanique capable de supporter les efforts en centrifugation du dispositif d'amortissement de torsion et de ne pas rompre. Des essais ont permis de déterminer que le support 12 peut présenter un ratio de flexibilité en torsion compris entre 2 et 6 par rapport à un support de référence continu. De préférence, le support 12 peut présenter un ratio de flexibilité en torsion de 4 +/- 0,5. Le support de référence est identique au support 12 selon l'invention mais ne comprend pas d'entaille 20. Plus particulièrement, le support de référence est de dimensions et de matériaux identiques au support 12 selon l'invention. Un support continu est un support sans entaille. Ainsi, le support de référence sans entaille peut présenter une raideur, de préférence, 4 +/- 0,5 fois supérieure à la raideur du support 12 avec entaille.

La longueur L de l'entaille est de préférence supérieure 50 mm à et/ou inférieure 300 mm, de préférence la longueur L est supérieure à la plus grande dimension radiale r du support dans les régions de pendule qu'elle sépare.

La largeur / de l'entaille peut être variable suivant sa longueur.

Dans le mode de réalisation de la figure 3 par exemple, chaque entaille présente une largeur qui s'accroît progressivement à mesure que l'on s'approche de l'ouverture de l'entaille. De préférence, la largeur de l'entaille est adaptée de manière que les deux parties du support 12a et 12b qu'elle sépare puissent entrer en contact l'une avec l'autre avant toute dégradation des rivets. De préférence, elle est cependant suffisamment grande pour que l'amplitude du rapprochement les deux parties du support confère une capacité élevée d'absorption des chocs. De préférence, la largeur au niveau de la zone dudit contact est supérieure 0.5 mm à et/ou inférieure à 4 mm. Dans un mode de réalisation préféré, comme sur la figure 1, cette largeur de l'entaille est définie par au moins un, en l'occurrence deux renflements latéraux 32a et 32b, faisant saillie des deux bords latéraux 21a et 21b de l'entaille, respectivement.

Comme représenté sur la figure 2, de tels renflements sont optionnels.

La largeur maximale de l'entaille est définie pour minimiser le poids du support. Dans le mode de réalisation de la figure 1, la largeur maximale de l'entaille est également définie en fonction de la raideur souhaitée. De préférence, la largeur maximale est supérieure à 10 mm et/ou inférieure à 30 mm.

Le rapport L/l _max de la longueur d'une entaille sur sa largeur maximale est de préférence supérieur à 2, voire supérieur à 3, à 4 ou à 5. Le fonctionnement découle directement de ce qui précède.

En service, les pendules oscillent sous l'effet des acyclismes du moteur. En fin de course, les masses oscillantes entrent en butée avec le support, ce qui provoque des chocs sur le support. Le support transmet ces chocs aux rivets.

Selon l'invention, l'énergie des chocs est en partie utilisée pour rapprocher l'une des l'autre des parties du support adjacentes et séparées par une entaille. Ce rapprochement correspond à une fermeture, au moins partielle, de l'ouverture 22 de l'entaille. Grâce à la flexibilité en torsion, encore appelé souplesse en torsion, conférée par l'entaille, une partie de l'énergie des chocs n'est donc pas transmise aux rivets, ce qui assure leur protection. Avantageusement, la quantité d'énergie transférée à la rondelle de phasage à travers les rivets est également réduite.

En effet, l'accélération d'entrée est constante quelque soit la solution (c'est une sollicitation extérieure) mais le niveau d'effort pendant les chocs des masses oscillantes dépend de la raideur du système, et plus particulièrement de la raideur du support 12.

Un rapprochement excessif des parties du support adjacentes peut être cependant préjudiciable aux rivets. De préférence, lorsque le choc dépasse un niveau de seuil, les deux bords latéraux 21a et 21b de l'entaille entrent en contact l'un avec l'autre. Le support redevient alors rigide, ce qui protège les rivets.

Les rivets sont donc protégés par un support qui présente une flexibilité en flexion jusqu'à un certain seuil, puis redevient rigide au-delà. En fin de choc, l'entaille s'ouvre à nouveau, du fait de l'élasticité du métal constituant le support, et reprend sa forme initiale.

Le couple transmis suite aux chocs dépend de VK _sp . Ainsi, lorsque le support 12 est, par exemple, 4 fois plus flexible qu'un support de référence, le couple transmis aux rivets est deux fois moins important que le couple qui serait transmis via un support de référence.

Comme cela apparaît clairement à présent, l'invention fournit une solution pour limiter le risque de rupture des rivets.

La durée de vie du dispositif d'amortissement pendulaire en est augmentée.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation particuliers décrits ci- dessus.