La présente invention concerne le domaine des amortisseurs de torsion, notamment pour véhicules automobiles.

Les amortisseurs de torsion sont utilisés dans les véhicules automobiles au niveau de la chaîne cinématique de transmission reliant le moteur aux arbres de roue, notamment entre le moteur et la boîte de vitesses. Les amortisseurs de torsion permettent d'amortir les vibrations et acyclismes liés au fonctionnement du moteur.

Les amortisseurs de torsion comprennent généralement un premier et un deuxième élément mobiles en rotation l'un par rapport à l'autre et un élément élastique disposé entre le premier et le deuxième élément pour amortir les vibrations transmises.

Cependant, l'un des problèmes des amortisseurs de torsion et notamment les doubles volants amortisseurs est d'éviter l'apparition d'un phénomène de résonance entre le volant primaire et le volant secondaire pouvant endommager l'amortisseur de torsion et nuire au confort des passagers du véhicule.

Pour résoudre ce problème, il est connu d'utiliser des dispositifs limiteurs de couple au niveau des doubles volants amortisseurs.

Cependant, ces dispositifs sont souvent encombrants et présentent un coût élevé car ils doivent être dimensionnés de manière à pouvoir transmettre un couple supérieur au couple moteur. Le couple transmis par le limiteur de couple est généralement compris entre 400 et 1000 N.m.

De plus, en cas de pollution, par exemple par de la graisse, d'un tel dispositif, le couple moteur ne pourrait plus être transmis ce qui conduirait à une panne du véhicule.

Il convient donc de trouver une solution économique permettant de protéger l'amortisseur de torsion de surcouples rétro et qui présente une fiabilité accrue par rapport aux solutions connues.

A cet effet, la présente invention concerne un amortisseur de torsion comprenant :

- un élément élastique, - un premier élément comprenant un logement destiné à recevoir l'élément élastique,

- un deuxième élément monté mobile en rotation par rapport au premier élément,

- un élément intermédiaire couplé en rotation au deuxième élément et destiné à venir comprimer l'élément élastique lors d'une rotation relative entre le premier élément et le deuxième élément,

- un dispositif de roue libre disposé entre l'élément intermédiaire et le deuxième élément ou entre deux parties du deuxième élément et configuré pour découpler le premier élément et le deuxième élément lors de la transmission d'un couple rétro et,

- un dispositif de frottement disposé en parallèle au dispositif de roue libre.

L'utilisation d'un dispositf de roue libre configuré pour découpler le premier et le deuxième élément et d'un dispositif de frottement disposé en parallèle du dispositif de roue libre permet d'atténuer les phénomènes de résonance entre le premier et le deuxième élément, notamment lors des phases transistoires, et donc les vibrations transmises au niveau du véhicule. L’utilisation d’un dispositif de frottement disposé en parallèle du dispositif de roue libre permet également de conserver tout ou partie du frein moteur dû aux compressions et divers frottements du moteur thermique.

Selon un autre aspect de la présente invention, l'amortisseur de torsion est un double volant amortisseur, le premier élément formant le volant primaire, le deuxième élément formant le volant secondaire.

Selon un autre aspect de la présente invention, l'élément intermédiaire est un voile ou une rondelle de guidage.

Selon un autre aspect de la présente invention, le guidage entre le premier élément et le deuxième élément est réalisé par un roulement ou un palier.

Selon un autre aspect de la présente invention, le premier élément est destiné à être couplé en rotation à un vilebrequin d'un moteur et le dispositif de frottement est configuré pour générer un couple de frottement dont la valeur est comprise entre une première valeur égale au couple de frottement du moteur aux 2/3 de son régime maximal et une deuxième valeur égale à trois fois la première valeur.

Selon un autre aspect de la présente invention, le premier élément est destiné à être couplé en rotation à un vilebrequin d'un moteur et le dispositif de frottement est configuré pour générer un couple de frottement dont la valeur est comprise entre une première valeur égale au couple de frottement du moteur à son régime maximal et une deuxième valeur égale à trois fois la première valeur.

Selon un autre aspect de la présente invention, le deuxième élément est couplé en rotation à un mécanisme d'embrayage.

Selon un autre aspect de la présente invention, le deuxième élément est couplé en rotation à un arbre d'entrée d'une boîte de vitesses.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple et sans caractère limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels :

- la figure 1 représente une vue schématique éclatée en perspective d'un amortisseur de torsion selon un mode de réalisation de la présente invention,

- la figure 2 représente une vue schématique en coupe radiale selon un premier mode de réalisation,

- la figure 3 représente une vue schématique en coupe radiale selon un deuxième mode de réalisation,

- la figure 4 représente une vue schématique en coupe radiale selon un troisième mode de réalisation,

Sur toutes les figures, les éléments identiques ou assurant la même fonction portent les mêmes numéros de référence.

Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d'autres réalisations.

Dans la description suivante, les termes « premier », « second », « deuxième »... par exemple « première élément », « deuxième élément » sont utilisés pour un simple indexage des éléments pour dénommer et différencier des éléments proches mais non identiques. Cette indexation n'implique pas de priorité d'un élément par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n'implique pas non plus un ordre dans le temps. Dans la suite de la description, les termes « axial », « radial » et « transversal » pour définir l'orientation des éléments de l'amortisseur de torsion se rapportent à l'axe de rotation X de l'amortisseur de torsion et définissent respectivement une direction parallèle à l'axe de rotation X, un plan comprenant l'axe de rotation X et un plan perpendiculaire à l'axe de rotation X.

La figure 1 représente une vue schématique en coupe d'un amortisseur de torsion 1 selon un mode de réalisation de la présente invention.

Dans le cas de la figure 1, l'amortisseur de torsion 1 est un double volant amortisseur, cependant la portée de la présente invention ne se limite pas à ce type d'amortisseur de torsion.

L'amortisseur de torsion 1 comprend un premier élément 3, correspondant ici à un volant primaire, destiné à être couplé en rotation à un vilebrequin d'un moteur. Le premier élément 3 est par exemple formé par une partie principale 3 a et un couvercle 3b destiné à venir se fixer sur la partie principale 3a. Une couronne dentée 11 destinée à coopérer avec un démarreur (non représenté) peut également être fixée au premier élément 3. Des bouchons 12 peuvent également être utilisés pour boucher des orifices du premier élément et éviter l'introduction de saletés dans l'amortisseur de torsion 1.

L’amortisseur de torsion 1 comprend également un deuxième élément 5, correspondant ici à un volant secondaire, monté mobile en rotation par rapport au premier élément 3 et destiné à être couplé en rotation à un mécanisme d'embrayage ou à une boîte de vitesses. La liaison entre le premier élément 3 et le deuxième élément 5 est par exemple réalisée par un roulement, notamment un roulement à billes ou par un palier disposé par exemple au niveau d'un moyeu 34 de la partie principale 3a du premier élément 3.

L’amortisseur de torsion 1 comprend également un élément élastique 7 disposé dans un logement 32 ménagé dans le premier élément 3 et configuré pour amortir les acyclismes de rotation entre le premier élément 3 et le deuxième élément 5. L'élément élastique 7 est par exemple formé par une pluralité (ici 2) de ressorts hélicoïdaux incurvés agissant en parallèle. Cependant, d'autres configurations d'élément élastique 7 (un seul ressort, des ressorts droits voire des lames flexibles) peuvent également être utilisées dans le cadre de la présente invention. De plus, une goulotte 9 peut être disposée dans le logement 32 du premier élément 3 et être configurée pour retenir radialement l'élément élastique 7 et ainsi faciliter la compression et la détente de l'élément élastique 7 lors d'une rotation relative entre le premier élément 3 et le deuxième élément 5. Ainsi, dans le cas présent, l'amortisseur de torsion 1 est un double volant amortisseur cependant la présente invention ne se limite pas à ce type d'amortisseur de torsion.

L’amortisseur de torsion 1 comprend également un élément intermédiaire 13 couplé en rotation au deuxième élément 5 et destiné à venir comprimer l'élément élastique 7 lors d'une rotation relative entre le premier élément 3 et le deuxième élément 5. L'élément intermédiaire 13 est par exemple un voile, comme dans le présent exemple, ou une rondelle de guidage. La fixation de l'élément intermédiaire 13 sur le deuxième élément 5 peut être réalisée par des rivets de maintien 15.

L’amortisseur de torsion 1 comprend également un dispositif de roue libre 17 configuré pour découpler les parties inertielles, c'est-à-dire les parties périphériques, du premier élément 3 et du deuxième élément 5 lors de la transmission d'un couple rétro. Le dispositif de roue libre 17 peut être disposé à différents emplacements de l'amortisseur de torsion notamment entre l'élément intermédiaire 13 et le deuxième élément 5 (dans ce cas, l'élément intermédiaire 13 n'est pas fixé directement au deuxième élément 5 mais est fixé au dispositif de roue libre 17 qui est lui-même fixé au deuxième élément 5) ou entre deux parties du deuxième élément 5. De plus, le dispositif de roue libre 17 est configuré de manière à ce qu'en position de couplage du dispositif de roue libre 17, le couple soit transmis via l'élément élastique 7 entre le premier élément 3 et le deuxième élément 5. Le dispositif de roue libre 17 est par exemple une roue libre à rouleaux, a sprags, à cliquets ou tout autre type de dispositif à roue libre 17 connu de l'homme du métier..

L’amortisseur de torsion 1 comprend également un dispositif de frottement 21 disposé en parallèle au dispositif de roue libre 17, c'est-à-dire que le dispositif de frottement et le dispositif de roue libre relient les deux mêmes éléments ou des éléments solidaires de ces éléments. Le dispositif de frottement 21 comprend par exemple une rondelle élastique 2la telle qu'une rondelle Belleville configurée pour maintenir une rondelle de frottement 2lb en appui contre une zone de frottement dédiée ménagée sur l'autre élément, par exemple sur le deuxième élément 5 lorsque le dispositif de frottement 21 est disposé entre l'élément intermédiaire 13 et le deuxième élément 5 comme sur la figure 1. Alternativement, la zone de frottement dédiée peut être ménagée sur l'élément intermédiaire 13 ou sur une partie du dispositif de roue libre comme représenté sur les figures 2 et 3.

Ainsi, la combinaison d'un dispositif de roue libre 17 et d'un dispositif de frottement 21 disposé en parallèle du dispositif de roue libre 17 permet de limiter les chocs lorsqu'un couple est à nouveau transmis par l'amortisseur de torsion 1, notamment lors des phases d'accélération du conducteur successives à une phase sans accélération dans laquelle la roue libre entraîne un découplage des deux éléments auxquels elle est rattachée. Ainsi, le dispositif de frottement 21 est configuré pour limiter les chocs et protéger l'amortisseur de torsion 1. La valeur du couple de frottement généré par le dispositif de frottement 21 est déterminée en fonction des caractéristiques du moteur auquel le premier élément 3 est couplé en rotation pour conserver un frein moteur dans la plupart des conditions d'utilisation. Plus précisément, le dispositif de frottement 21 est par exemple choisi de manière à générer un couple de frottement dont la valeur est comprise entre une première valeur égale au couple de frottement du moteur aux 2/3 de son régime maximal (en conditions stabilisées, c'est-à dire lorsque les paramètres d'influence du régime moteur sont constants pendant une durée prédéterminée, par exemple 15 secondes) et une deuxième valeur égale à trois fois la première valeur pour protéger efficacement l'amortisseur de torsion 1. Le couple de frottement du moteur correspond au frein moteur qui est dû au pompage et aux différents frottements du moteur relatif notamment à la viscosité de l’huile, au frottement dans les paliers, dans le système d’actionnement des soupapes et dans les différents mécanismes du moteur.

De préférence, le dispositif de frottement 21 peut être choisi de manière à générer un couple de frottement dont la valeur est comprise entre une première valeur égale au couple de frottement du moteur à son régime maximal (en conditions stabilisées) et une deuxième valeur égale à trois fois la première valeur de manière à procurer un freinage équivalent au frein moteur.

Le dispositif de roue libre 17 et le dispositif de frottement 21 sont disposés au niveau du deuxième élément 5 et/ou de l'élément intermédiaire 13. Cependant, différentes configurations peuvent être envisagées et vont maintenant être décrites à partir des figures 2 à

4.

La figure 1 représente une vue en coupe d'un amortisseur de torsion 1 selon un premier mode de réalisation dans lequel le dispositif de roue libre 17 est disposé à l'interface entre l'élément intermédiaire 13, ici le voile, et le deuxième élément 5 tandis que le dispositif de frottement 21 est entraîné en rotation par l'élément intermédiaire 13, ici un voile 13, et vient frotter contre le deuxième élément 5. Le dispositif de roue libre 17 s'étend sur un diamètre inférieur au diamètre du dispositif de frottement 21. Le dispositif de roue libre 17 comprend une première partie l7a qui est par exemple fixée au deuxième élément 5 par des rivets 15 et une deuxième partie l7b sur laquelle le voile 13 vient s'insérer. Le voile 13 est par exemple fixé à la deuxième partie l7b par un emmanchement en force ou par soudure. Une partie intermédiaire l7c du dispositif de roue libre 17 comprenant par exemple des rouleaux ou des sprags ou un roulement et des cliquets est disposée à l'interface entre la première partie l7a et la deuxième partie l7b du dispositif de roue libre 17.

De plus, il est à noter que le dispositif de roue libre 17 comprend également des éléments de guidage ou centrage (non représenté) entre la première partie l7a et la deuxième partie l7b ainsi qu'un moyen de reprise des efforts dus à la rondelle élastique 2la du dispositif de frottement 21. Dans le cas présent, ces éléments de guidage correspondent par exemple à la paroi interne de la deuxième partie l7b formant des rampes destinées à recevoir les rouleaux et ressorts de la partie intermédiaire l7c. Ces éléments de guidage peuvent également être formés par un roulement ou un palier lisse suivant le type de dispositif de roue libre 17.

La rondelle de frottement 2lb est par exemple fixée au voile 13 par des pattes axiales insérées dans des ouvertures ménagées dans le voile 13 et permettant l'entraînement en rotation de la rondelle de frottement 2lb par rapport au deuxième élément 5. Alternativement, des moyens d'encliquetage peuvent être utilisés pour la fixation de la rondelle de frottement 2lb sur le voile 13. La rondelle élastique 2la est disposée entre la rondelle de frottement 2lb et le voile 13 et est configurée pour maintenir la rondelle de frottement 2lb contre le deuxième élément 5. La rondelle de frottement 2lb est par exemple réalisée en acier voire en matière plastique, notamment de type polyamide PA6-6 renforcé avec 30% de fibre de verre. La rondelle élastique 2la est par exemple en acier notamment de type C67S-C75S. De plus, l'interface entre le premier élément 3 et le deuxième élément 5 est réalisé par un palier 23 disposé au niveau d'un moyeu central 34 de la partie principale 3a du premier élément 3.

La figure 2 représente une vue en coupe d'un amortisseur de torsion 1 selon un deuxième mode de réalisation dans lequel le dispositif de frottement 21 est fixé sur le deuxième élément 5, par exemple par des pattes axiales insérées dans des ouvertures ménagées dans le deuxième élément 5 et permettant l'entraînement en rotation de la rondelle de frottement 2lb par rapport au voile 13. Alternativement, des moyens d'encliquetage peuvent être utilisés pour la fixation de la rondelle de frottement 2lb sur le deuxième élément 5. De plus, dans ce mode de réalisation, le dispositif de frottement 21 comprend également une rondelle intercalaire 2lc qui est disposée entre la rondelle élastique 2la en appui sur le deuxième élément 5 et la rondelle de frottement 2lb de manière à protéger la rondelle élastique 2la en évitant les frottements entre la rondelle élastique 2la et la rondelle de frottement 2lb. L'amortisseur de torsion 1 est par ailleurs similaire au premier mode de réalisation décrit précédemment à partir de la figure 1.

La figure 3 représente une vue en coupe d'un amortisseur de torsion 1 selon un troisième mode de réalisation dans lequel le dispositif de frottement 21 est fixé sur le dispositif de roue libre 17 et plus précisément, sur la première partie l7a du dispositif de roue libre 17 fixée au deuxième élément 5 via des pattes 172 de la première partie l7a insérées dans des ouvertures du deuxième élément 5 et repliées. Cependant, d'autres moyens de fixation sont également possibles. . La rondelle de frottement 2lb est disposée de manière à venir frotter sur la deuxième partie l7b du dispositif de roue libre 17 sur laquelle est inséré le voile 13. Le voile 13 est par exemple fixé sur le dispositif de roue libre 17 par exemple par emmanchement en force ou par soudure.

Alternativement, la rondelle de frottement 2la peut être configurée pour venir frotter contre le voile 13.

De plus, dans ce mode de réalisation, l'interface entre le premier élément 3 et le deuxième élément 5 est réalisée par un roulement 25 disposé au niveau d'un moyeu central 34 de la partie principale 3 a du premier élément 3.

L'amortisseur de torsion 1 est par ailleurs similaire au premier mode de réalisation décrit précédemment à partir de la figure 1.

Les différentes caractéristiques des différents modes de réalisation peuvent être combinées pour former d'autres modes de réalisation.

Ainsi, l'utilisation combinée d'un dispositif de frottement 21 disposé en parallèle d'un dispositif de roue libre 17 dans un amortisseur de torsion 1 permet de protéger l'amortisseur de torsion 1 en atténuant le phénomène de résonance pouvant survenir entre le premier élément 3 et le deuxième élément 5 lorsque les vitesses de rotation de l'amortisseur de torsion 1 correspondent à sa fréquence de résonance. De plus, du fait de la présence du dispositif de roue libre 17, le dispositif de frottement 21 peut être dimensionné pour passer un couple rétro qui a une valeur largement inférieure au couple moteur qui sert notamment au dimensionnement des limiteurs de couple utilisés dans les amortisseurs de torsion.

Ainsi, la présente invention permet de protéger l'amortisseur de torsion 1 vis-à-vis des surcouples rétro et de limiter la transmission de vibrations liées à la résonance de l'amortisseur de torsion 1 du fait de l'utilisation d'un dispositif de frottement 21 disposé en parallèle du dispositif de roue libre 17. L’utilisation du dispositif de frottement 21 disposé en parallèle du dispositif de roue-libre 17 permet également de conserver tout ou partie du frein moteur dû aux compressions et divers frottements du moteur thermique.