ET DE FILTRAGE

[0001] L'invention a trait au domaine de l'automobile, et plus particulièrement aux dispositifs de transmission de mouvement et de filtrage.

[0002] Les dispositifs de transmission de mouvement sont largement présents sur les véhicules automobiles. On retrouve ce type de dispositif dans les boîtes de vitesse. Ils sont utilisés, par exemple, pour obtenir une vitesse de rotation de sortie différente d'une vitesse de rotation d'entrée.

[0003] La transmission de mouvement peut générer des à-coups et des vibrations, diminuant la longévité des pièces mécaniques du véhicule automobile. L'utilisateur peut également ressentir ces nuisances vibratoires et sonores.

[0004] Afin d'éviter les inconvénients susmentionnés, le document allemand publié sous le numéro DE 102009000014, décrit un dispositif de transmission et de filtrage des vibrations. Ce dispositif comprend un premier élément rotatif et un deuxième élément rotatif qui est couplé au premier élément rotatif. Le couplage est réalisé au moyen d'une série d'éléments d'amortissement. Ces éléments d'amortissement sont au nombre de trois, et sont insérés dans des logements pratiqués dans le premier élément rotatif. Le deuxième élément rotatif comprend des pions, logeant dans des cavités pratiquées à l'intérieur des éléments d'amortissement. La rotation du premier élément rotatif entraîne la rotation des éléments d'amortissement, qui entraînent à leur tour en rotation le deuxième élément rotatif.

[0005] Ce type de dispositif présente des inconvénients. En effet, ces dispositifs filtrent en pratique les vibrations sur une gamme de fréquence située approximativement au-dessus de 140 Hz. Il est possible d'utiliser de tels dispositifs pour filtrer en dessous de cette valeur, mais les dispositifs présentent alors des dimensions importantes au regard du volume disponible dans les véhicules automobiles.

[0006] Dans le cas des compresseurs de climatisation, une technique pour filtrer les vibrations consiste, en plus du dispositif de transmission de mouvement et de filtrage, à installer une masselotte au bout de l'arbre du compresseur. Ceci augmente l'inertie et diminue les vibrations. En contrepartie, une telle technique comprend de nombreux inconvénients, parmi lesquels une fatigue prononcée des éléments du compresseur, au détriment de la longévité de cet organe.

[0007] Un premier objectif est de proposer un dispositif qui soit en mesure de filtrer les vibrations sur une large gamme de fréquences, notamment inférieures à 140 Hz, tout en restant compact et de faible poids.

[0008] Un deuxième objectif est de s'affranchir de l'utilisation d'éléments spécifiques, destinés à créer de l'inertie pour diminuer les vibrations.

[0009] A cet effet, il est proposé, en premier lieu, un dispositif de transmission de mouvement de rotation et de filtrage des vibrations, ce dispositif comprenant un premier élément rotatif et un deuxième élément rotatif couplé au premier élément rotatif, le couplage étant réalisé par des éléments d'amortissement primaires, définissant un premier étage de filtrage apte à filtrer des vibrations, le couplage étant réalisé en outre par des éléments d'amortissement secondaires définissant un deuxième étage de filtrage, ce couplage étant agencé de telle sorte que la rotation du premier élément rotatif entraîne la rotation des éléments d'amortissement primaires, lesquels entraînent la rotation des éléments d'amortissement secondaires, entraînant à leur tour la rotation du deuxième élément rotatif, la raideur statique du premier étage de filtrage étant inférieure à la raideur statique du second étage de filtrage d'au moins dix pourcent.

[0010] De préférence, la raideur statique du premier étage de filtrage est inférieure à la raideur statique du second étage de filtrage d'au plus 40%.

[0011] De préférence encore, la raideur statique du premier étage de filtrage est inférieure à la raideur statique du second étage de filtrage d'au moins 15 ou 20%, notamment d'environ 15%.

[0012] Ces différences de valeurs de raideur ainsi sélectionnées sont particulièrement avantageuses : en dessous de 10%, les coïncidences de mode peuvent poser problème, et au-delà de 40% on peut observer une baisse d'endurance du dispositif. Une différence de 15 à 20% est très avantageuse pour préserver la tenue en endurance tout en obtenant l'effet technique recherché.

[0013] Ce dispositif améliore de manière importante l'efficacité du filtrage, au profit du confort des passagers et de la longévité des pièces mécaniques. En outre, il permet de s'affranchir de l'utilisation d'une masselotte pour créer de l'inertie en rotation.

[0014] Diverses caractéristiques supplémentaires peuvent être prévues, seules ou en combinaison : le dispositif comprend un élément de support muni de pions, sur lesquels sont montés les éléments d'amortissement primaires, et des bras, sur lesquels sont montés les éléments d'amortissement secondaires ;

Dans ce cas les éléments d'amortissement primaires et les éléments d'amortissement secondaires peuvent être de préférence identiques : on peut ainsi rationaliser leur fa brication, en obtenant les écarts de raideur voulus en adaptant leur montage, la conception des bras et des pions... mais en ne conservant qu'un type d'élément d'amortissement.

les pions présentent, en section, un profil étoilé ;

- chaque bras comprend un coude, de sorte qu'un axe longitudinal des bras est sensiblement perpendiculaire à un axe longitudinal des pions ;

le premier élément rotatif est une poulie comprenant en section un rail muni de deux bords latéraux, le rail comprenant des dents, les bords latéraux étant surélevés par rapport aux dents et formant ensemble une zone d'accueil pour une courroie ;

la poulie comprend une cavité principale, munie d'une encoche annulaire, cette encoche annulaire étant apte à recevoir une ceinture annulaire munie d'une pluralité de pinces pour recevoir les éléments d'amortissement primaires ;

- le deuxième élément rotatif présente une forme générale de disque comprenant une série de perçages pour loger les éléments d'amortissement secondaires ;

les éléments d'amortissement primaires et les éléments d'amortissement secondaires sont munis d'une rainure, cette rainure permettant de loger les éléments d'amortissement primaires dans les pinces de la ceinture annulaire logeant dans le premier élément rotatif d'une part, et de loger les éléments de filtrage secondaires dans les perçages du deuxième élément rotatif d'autre part.

[0015] Il est proposé, en second lieu, un véhicule automobile comprenant un dispositif tel que précédemment décrit.

[0016] Avantageusement, l'ensemble de la pièce et des plots peuvent être obtenus par un moule unique en injection bi-matière.

[0017] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement et de manière concrète à la lecture de la description ci-après de modes de réalisation, laquelle est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue en perspective de l'avant d'un véhicule automobile muni d'un dispositif de transmission de mouvement et de filtrage des vibrations,

la figure 2 est une vue en perspective éclatée d'un dispositif de transmission de mouvement et de filtrage,

la figure 3 est une vue en section selon le plan de coupe lll-lll d'un premier élément rotatif du dispositif de la figure 2,

la figure 4 est une vue en perspective du dispositif de la figure 2, la figure 5 est une vue en perspective d'un deuxième élément rotatif du dispositif,

la figure 6 est une vue en perspective d'un élément de support du dispositif,

la figure 7 est une vue en section selon le plan de coupe VII-VII d'un pion de l'élément de support de la figure 6,

- la figure 8 est une vue en perspective de l'élément de support de la figure 7 muni d'éléments d'amortissement,

la figure 9 est une vue en perspective de l'élément de support inséré dans le premier élément rotatif.

[0018] Sur la figure 1 est représentée une partie avant d'un véhicule 1 automobile. Ce véhicule 1 comprend un groupe motopropulseur 2 muni d'un compresseur 3 de climatisation. Le compresseur 3 de climatisation comprend un arbre (non représenté) sur lequel est monté un dispositif 4 de transmission de mouvement et de filtrage. Le dispositif 4 est entraîné par une courroie 5.

[0019] On définit par rapport au véhicule 1 un repère orthogonal XYZ comprenant trois axes perpendiculaires deux à deux, à savoir :

- un axe X, définissant une direction longitudinale, horizontale, confondue avec la direction générale de déplacement du véhicule 1,

- un axe Y, définissant une direction transversale, horizontale, qui avec l'axe X définit un plan XY horizontal,

- un axe Z, définissant une direction verticale, perpendiculaire au plan XY horizontal.

[0020] Dans ce qui suit, le dispositif 4 sera détaillé. En référence à la figure 2, le dispositif 4 comprend un premier élément rotatif, ci-après dénommé poulie 6. La poulie 6 présente une forme générale circulaire.

[0021] Ainsi qu'illustré sur la figure 3, la poulie 6 comprend en section un rail 7. Le rail 7 est muni de deux bords 8 latéraux. Entre les deux bords 8 latéraux, le rail 7 est muni de dents 9. Les bords 8 latéraux sont surélevés par rapport aux dents 9, de sorte à former zone d'accueil pour la courroie 5. Les dents 9 permettent à la courroie 5 d'adhérer sur le rail 7.

[0022] La poulie 6 comprend une cavité 10 principale et une cavité 11 secondaire. La cavité 11 secondaire est formée dans la cavité 10 principale par un disque 12 qui prolonge l'un des bords 8 latéraux. Le disque 12 s'étend sensiblement dans le plan XZ et présente un trou 13 en son centre.

[0023] Une ceinture 17 annulaire comprend une série de pinces 18. Chaque pince 18 comprend deux crochets 19 définissant un logement 20. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures, la ceinture 17 annulaire comprend six pinces 18. La ceinture 17 annulaire est avantageusement obtenue par injection avec la poulie 6. D'autres moyens de réalisation de la ceinture 17 annulaire peuvent néanmoins être utilisés.

[0024] Le dispositif 4 comprend un élément 21 de support. L'élément 21 de support, représenté en détail sur la figure 6, comprend un socle 22 annulaire définissant un orifice 23. L'élément 21 de support comprend sur une périphérie 24 extérieure du socle 22 annulaire, des pions 25. En référence à la figure 7, les pions 25 présentent, en section, un profil étoilé définissant une pluralité de vaguelettes 26. Dans une réalisation, l'élément 21 de support comprend six pions 25.

[0025] L'élément 21 de support comprend, en outre, plusieurs bras 27. Une base 28 de chaque bras 27 s'étend en partie sur la périphérie 24 extérieure et sur une face 29 latérale du socle 22 annulaire. Chaque bras 27 comprend un coude 30 modifiant la direction d'extension des bras 27. Ainsi, un axe longitudinal 31 des bras 27 est sensiblement perpendiculaire à un axe longitudinal 32 des pions 25. Cette disposition présente des avantages qui seront présentés plus tard dans cette description.

[0026] Une série d'éléments d'amortissement 33 primaires sont montés sur les pions 25, et représentent dans ce qui suit un premier étage de filtrage des vibrations. Ces éléments d'amortissement 33 primaires comprennent un passage 34, apte à recevoir un pion 25 de l'élément 21 de support. Ces éléments d'amortissement 33 primaires comprennent également une rainure 35, dont la fonction sera expliquée ultérieurement.

[0027] Le contact entre l'élément d'amortissement 33 primaire et le pion 25 est discontinu, du fait des vaguelettes 26. Ceci améliore la progressivité du filtrage, et permet de baisser la raideur statique du premier étage de filtrage. [0028] Une série d'éléments d'amortissement 36 secondaires fait office de deuxième étage de filtrage. Les éléments d'amortissement 36 secondaires présentent une géométrie similaire à celle des éléments d'amortissement 33 primaires. Les éléments d'amortissement 36 secondaires sont montés en force sur les bras 27. Les bras 27 présentent une surface lisse, qui avantageusement permet, conjointement avec le montage en force, d'augmenter la raideur statique du deuxième étage de filtrage.

[0029] Le dispositif 4 comprend un deuxième élément rotatif ci-après dénommé flasque 37. Le flasque 37 est muni d'une série de perçages 38. Le flasque 37 présente une forme générale de disque s'étendant dans le plan XZ. Une buse 39 s'étend perpendiculairement au flasque 37, et peut par exemple être rapportée par vissage sur l'axe du système équipé du dispositif, ce système pouvant être par exemple un compresseur de climatisation pour véhicule automobile (non représenté ici).

[0030] L'assemblage du dispositif 4 va maintenant être décrit, en référence à la figure 2.

[0031] La ceinture 17 annulaire est obtenue par moulage lors de l'injection de la poulie 6. Les éléments d'amortissement 33 primaires sont montés sur les pions 25 étoilés, et les éléments d'amortissement 36 secondaires sont montés à travers les perçages 38 du flasque 37. Ces montages se font en force. L'élément 21 de support est inséré dans la cavité 10 principale de la poulie 6, ainsi qu'illustré sur la figure 9. L'insertion se fait en forçant le passage des éléments d'amortissement 33 primaires au travers des crochets 19, au niveau des rainures 35. Le flasque 37 est ensuite rapporté, de sorte à ce que les éléments d'amortissement 36 secondaires soient insérés en force sur les bras 27 de l'élément 21 de support. La buse 39 du deuxième élément rotatif s'étend alors à l'intérieur de la cavité 10 principale.

[0032] Une rotation de la poulie 6 entraîne la rotation des éléments d'amortissement 33 primaires, lesquels entraînent en rotation l'élément 21 de support sur lequel sont montés les éléments d'amortissement 36 secondaires. Les éléments d'amortissement 36 secondaires entraînent enfin en rotation le flasque 37 qui peut transmettre le mouvement à une pièce mécanique du véhicule 1 automobile.

[0033] Ainsi que précédemment évoqué, le dispositif 4 est avantageusement monté sur l'arbre du compresseur 3 de climatisation du véhicule 1. Plus précisément, l'arbre du compresseur 3 est fixé à la buse 39 de la flasque 37. Ainsi, une courroie 5, montée sur un vilebrequin moteur (non représenté) peut entraîner l'arbre du compresseur 3, via le dispositif 4.

[0034] Au niveau du dispositif 4, les vibrations peuvent être décomposées selon les trois axes X, Y et Z. La disposition des éléments d'amortissement 33 primaires et des éléments d'amortissement 36 secondaires permet avantageusement de réduire les vibrations selon ces trois axes. En ce qui concerne l'axe de rotation du compresseur, à savoir Y, les vibrations sont réduites grâce à un léger mouvement de va et vient selon Y, rendu possible par le montage des éléments d'amortissement 36 secondaires sur les bras 27. Les vibrations sont ainsi, en partie, dissipées par le mouvement de va et vient.

[0035] La disposition des éléments d'amortissement 33 primaires par rapport aux éléments d'amortissement 36 secondaires permet avantageusement de réduire les vibrations ressenties autour de l'axe de rotation Y.

[0036] Le nombre d'éléments d'amortissement sur chaque étage de filtrage dépend de deux critères. Augmenter d'une part le nombre d'éléments d'amortissement sur chaque étage implique une augmentation de la surface de contact. Ainsi, plus la surface de contact est importante et plus les vibrations seront transmises. D'autre part, diminuer le nombre d'éléments d'amortissement affaiblit le dispositif 4. Chaque étage de filtrage comprend ainsi avantageusement six éléments d'amortissement, assurant robustesse et filtrage des vibrations.

[0037] La raideur statique du premier étage de filtrage est inférieure à la raideur statique du deuxième étage de filtrage d'au moins dix pourcent.

[0038] Des essais sur banc ont démontré qu'un double étage de filtrage ayant une raideur différenciée d'au moins dix pourcent entre les étages de filtrage, permet avantageusement de filtrer les vibrations au dessus d'une valeur seuil d'environ 90 Hz. Autrement dit, le dispositif 4 transmet les mouvements tout en filtrant les vibrations dont la fréquence est supérieure à environ 90 Hz. Pour les fréquences supérieures à environ 90 Hz, leur amplitude est amortie jusqu'à devenir négligeable.

[0039] Ceci représente une avancée considérable pour les dispositifs 4 de transmission de mouvement dans les véhicules 1 automobiles. Le filtrage est en effet amélioré grâce à un dispositif 4 dont les dimensions sont propices à une utilisation dans un environnement exigu. [0040] Un filtrage sous cette valeur d'environ 90 Hz permet, par exemple, de filtrer les acyclismes de compresseurs de climatisation.

[0041] Un autre avantage est qu'il n'est plus nécessaire d'ajouter une masselotte, afin de générer de l'inertie sur l'extrémité de l'arbre du compresseur 3 pour limiter les vibrations.

[0042] Un autre avantage réside dans le fait que les éléments d'amortissement 33 primaires et les éléments d'amortissement 36 secondaires sont identiques, seule leur disposition ainsi que les pions 25 et bras 27 sur lesquels ils sont montés étant différents, afin de faire varier la raideur statique. Ceci simplifie grandement le montage, évitant que des erreurs soient faites lors de l'assemblage du dispositif 4.