FR2768207A1 - Moteur a piston - Google Patents

Abstract

Moteur à au moins un piston, comprenant un vilebrequin (3) monté dans un carter (2) et un amortisseur de vibrations de torsion (10).L'amortisseur (10) est disposé à l'intérieur du carter (2) du moteur et porté par le vilebrequin (3).Application en particulier aux moteurs à combustion interne de véhicules automobiles.

Description

L'invention se rapporte à un moteur à un ou plusieurs piston(s) équipé d'un amortisseur de vibrations de torsion ainsi qu'à un amortisseur de vibrations de torsion destiné à être utilisé avec ou dans un moteur à piston.

De tels amortisseurs de vibrations de torsion ont été proposés par exemple dans DEOS 195 12 261. Ces amortisseurs de vibrations de torsion comprennent un boîtier annulaire qui est relié à un arbre de moteur et dans lequel un volant est monté rotatif à l'encontre d'un modérateur opérant par viscosité. L'amortisseur est de plus fixé par vissage sur la surface extrême du vilebrequin et il occupe un encombrement relativement important qui toutefois dans la plupart des cas n'a pas sa place dans la construction moderne de voitures automobiles, en particulier lorsque les moteurs sont montés transversalement à la direction de la marche.

DEOS 40 25 848 décrit également un amortisseur de vibrations de torsion pour moteurs à piston, comprenant des volants annulaires qui sont reliés de manière élastique en rotation au moyen de dispositifs de suspension élastique en caoutchouc au moyeu de l'amortisseur qui est monté sur le vilebrequin du moteur. Le moyeu comporte de plus également un profilage de courroie par lequel par exemple des groupes auxiliaires et'ou l'arbre à cames du moteur peuvent être entraînés.

Les amortisseurs de vibrations de torsion s'utilisent pour inhiber en particulier les fréquences propres de torsion de vilebrequins. Une telle fréquence propre existe dans de nombreux cas dans la plage d'environ 300450 Hz. Celle-ci est en particulier déclenchée par l'irrégularité provenant de la compression et de l'expansion se produisant sur le piston. Une vibration à la résonance de torsion risque de provoquer la cassure du vilebrequin, raison pour laquelle les amortisseurs de vibrations de torsion sont utilisés.

Pour obtenir l'amortissement voulu des vibrations, il faut que la fréquence de l'amortisseur soit réglée avec une précision suffisante.

Comme le montre l'art antérieur mentionné, les modes de réalisation connus d'amortisseurs de vibrations consistent en un moins un volant annulaire qui est relié, de manière à pouvoir osciller, à un moyeu ou à un élément d'entrée par l'intermédiaire d'une succession de pièces en caoutchouc (éléments élastiques servant d'accumulateur d'énergie) ou par une liaison formée au moyen d'un fluide visqueux. Un inconvénient majeur de ces modes de réalisation utilisés réside dans le fait qu'ils dépendent de la température du fluide visqueux d'amortissement utilisé ou de la caractéristique d'élasticité de la matière caoutchouteuse, car il existe une relation essentielle entre la fréquence de l'amortisseur existant momentanément et la température momentanément présente. II faut de plus tenir compte du fait que ces amortisseurs se trouvent à proximité immédiate du moteur à combustion interne qui est très chaud en service.

De grandes masses d'amortissement s'utilisent parfois pour compenser cet inconvénient, de sorte que la plage de fréquences dans laquelle l'amortisseur agit est agrandie. Une masse auxiliaire, c'est à dire une masse d'amortissement agrandie provoque toutefois une élévation de la consommation de carburant et la diminution de la facilité du moteur à tourner.

L'invention a pour objet de réaliser un moteur à au moins un piston ainsi qu'un amortisseur destiné à un tel moteur et qui soit capable de supporter de fortes charges thermiques, un effet optimal d'amortissement devant être obtenu à l'utilisation. II s'agit en particulier de réduire l'effet thermique sur la plage de fréquences dans laquelle l'amortisseur agit grâce à un mode d'exécution particulier de ce dernier. Le mode d'exécution selon l'invention permet également de réduire l'encombrement d'un amortisseur de vibrations de torsion de façon qu'il puisse être monté sur un composant du moteur à piston en permettant de faire une économie de place. De plus, le mode d'exécution et la disposition selon l'invention des amortisseurs de vibrations doivent en permettre une réalisation simple et bon marché.

Selon une particularité essentielle de l'invention, l'amortisseur de vibrations de torsion est disposé à l'intérieur du carter du moteur et porté par le vilebrequin. La disposition selon l'invention de l'amortisseur permet à ses composants mobiles les uns par rapport aux autres d'être automatiquement lubrifiés par l'huile se trouvant usuellement dans le carter du moteur afin de permettre d'en réduire considérablement l'usure.

II peut être particulièrement avantageux de prévoir des accumulateurs d'énergie tels qu'en particulier des ressorts hélicoïdaux entre l'élément d'entrée et au moins une masse d'inertie de l'amortisseur de manière que la masse d'amortissement soit suspendue élastiquement, notamment en rotation, par rapport audit élément d'entrée. L'utilisation de ressorts d'acier, en particulier de ressorts hélicoïdaux a l'avantage que les caractéristiques d'élasticité de tels ressorts sont relativement peu sensibles à la température, ce qui permet de garantir que la fréquence ou la plage de fréquences d'amortissement peut être réglée avec précision et qu'elle demeure pratiquement inchangée en service. II n'est donc pas nécessaire d'utiliser de grandes masses d'amortissement, ce qui permet de réduire les dimensions de l'amortisseur. L'amortisseur de vibrations selon l'invention peut donc fonctionner correctement dans le carter du moteur aux températures régnant dans ce dernier et pouvant atteindre 1 300C et même plus.

II peut être par ailleurs avantageux pour le fonctionnement de l'amortisseur de vibrations de torsion selon l'invention de prévoir un dispositif modérateur par frottement qui agit de préférence en parallèle avec les accumulateurs d'énergie et qui est disposé au moins entre l'élément d'entrée et l'au moins une masse d'amortissement, ce qui provoque une modération des vibrations des accumulateurs d'énergie.

II peut être avantageux dans de nombreux applications qu'au moins un flasque du vilebrequin porte un amortisseur de vibrations de torsion. L'amortisseur peut alors être conçu de manière que le flasque correspondant du vilebrequin en forme l'élément d'entrée. Ainsi, la masse d'amortissement peut être montée en étant suspendue de manière élastique en rotation sur un flasque du vilebrequin.

II peut cependant être avantageux dans de nombreuses applications que l'amortisseur de vibrations de torsion soit prévu sur le côté d'un flasque du vilebrequin. Avec une telle disposition, cet amortisseur peut avantageusement être conformé en anneau et être disposé concentriquement à un tourillon du vilebrequin. L'amortisseur correspondant peut être par ailleurs prévu axialement entre un flasque du vilebrequin et une paroi du moteur servant au montage du vilebrequin lui-même. II peut être avantageux dans de nombreuses applications que l'amortisseur de vibrations de torsion soit monté sur un tourillon d'extrémité du vilebrequin.

Ce tourillon d'extrémité peut être avantageusement celui qui est disposé à l'opposé de l'extrémité du vilebrequin qui est destinée à être accouplée à une boîte à vitesses par l'entremise d'un embrayage. II peut toutefois être aussi avantageux dans certaines applications que l'amortisseur soit conçu pour être monté ou disposé à l'extrémité du vilebrequin qui est destinée à être reliée à la boîte à vitesses par l'intermédiaire d'un embrayage.

Lorsque les vilebrequins sont formés d'un assemblage,
I'amortisseur de vibrations de torsion peut aussi être .disposé avantageusement sur ou autour d'un autre de leurs tourillons. II peut aussi être avantageux que plusieurs tourillons du vilebrequin portent un amortisseur de vibrations de torsion.

II peut être avantageux qu'un élément d'entrée de l'amortisseur de vibrations de torsion soit solidarisé avec le vilebrequin. A cette fin, l'élément d'entrée peut être solidarisé en rotation soit avec un flasque, soit avec un tourillon du vilebrequin. II peut toutefois être aussi judicieux pour de nombreuses applications que l'élément d'entrée de l'amortisseur soit relié au vilebrequin en étant entraîné par lui par l'intermédiaire d'un dispositif de limitation du couple de rotation, en particulier d'un accouplement à friction.

II peut être avantageux pour la structure, la disposition et le fonctionnement d'un amortisseur de vibrations de torsion selon l'invention qu'il comprenne au moins un élément annulaire d'entrée et au moins une masse d'inertie disposée sur le côté de celui-ci et qui lui est reliée de manière élastique en rotation au moyen de ressorts, de préférence de ressorts hélicoïdaux. II est de plus avantageux qu'au moins un modérateur à frottement soit monté en parallèle avec les ressorts. Cette modération à frottement peut être générée directement par assujettissement de l'élément d'entrée à la masse d'inertie au moyen d'un accumulateur d'énergie.

L'amortisseur de vibrations de torsion destiné à être monté dans le moteur à un ou plusieurs pistons, notamment sur le vilebrequin de ce dernier, peut avantageusement comprendre deux corps discoldaux annulaires axialement distants l'un de l'autre, solidarisés en rotation et logeant axialement entre eux au moins des zones d'un élément annulaire d'entrée de l'amortisseur. Des évidements, c'est à dire des dégagements ou des découpes peuvent être prévus dans les corps annulaires et dans l'élément d'entrée pour le logement d'accumulateurs d'énergie, en particulier de ressorts hélicoïdaux qui agissent entre ces composants. Un accumulateur d'énergie qui fait partie d'un dispositif de frottement peut avantageusement être enserré entre au moins un corps discoïdal et l'élément d'entrée. II peut être particulièrement avantageux, pour la constitution et le fonctionnement de l'amortisseur de vibrations de torsion et du moteur à piston qui en est équipé, que l'élément d'entrée de l'amortisseur comporte une embase axiale en forme de manchon disposée radialement à l'intérieur par rapport aux ressorts, entourant un tourillon du vilebrequin et servant au moins au montage radial du vilebrequin dans le carter du moteur. L'embase en forme de manchon peut de plus être ouverte en direction axiale du vilebrequin. II peut cependant être aussi avantageux que l'embase en forme de manchon constitue des parties d'un façonnage en forme de coupelle de l'élément d'entrée, ce façonnage pouvant envelopper le tourillon correspondant d'extrémité du vilebrequin. Le fond du façonnage en forme de coupelle peut de plus être en appui contre le côté antérieur du tourillon du vilebrequin. Par ailleurs, le fond du façonnage en forme de coupelle peut comporter au moins un trou par lequel un moyen de fixation, en particulier une vis de fixation de l'amortisseur sur le vilebrequin peut passer.

Au moins l'élément d'entrée de l'amortisseur de vibrations de torsion peut avantageusement être une pièce préformée de tôle. Des tôles peuvent aussi avantageusement être utilisées pour la réalisation des masses d'amortissement ou d'inertie. Ces pièces peuvent en particulier être réalisées de manière simple par emboutissage et éventuellement estampage.

Le modérateur prévu entre l'élément d'entrée et au moins l'une des masses d'inertie de l'amortisseur de vibrations de torsion peut avantageusement comprendre plusieurs accumulateurs d'énergie répartis à la circonférence. Les composants attaquant les accumulateurs d'énergie peuvent de plus être conformés de manière qu'au moins certains de ceux-ci entrent en action progressivement et en parallèle de façon que la rigidité en rotation croisse avec l'augmentation de l'angle de rotation entre les composants correspondants. Par ailleurs, le modérateur peut comprendre un dispositif de frottement agissant entre l'élément d'entrée et la masse d'amortissement sur la totalité de l'angle possible de rotation. Par ailleurs, un dispositif à frottement différé, qui peut être prévu entre l'élément d'entrée et la masse d'amortissement, n'entre pas en service sur un angle déterminé de rotation lors de l'inversion du sens de rotation de cette masse. II peut aussi être avantageux d'équiper l'amortisseur de vibrations de torsion d'un dispositif exerçant une résistance par frottement et n'entrant en service, à partir d'une position initiale ou d'une position neutre de l'amortisseur de vibrations, qu'à la fin d'un angle déterminé de rotation de la masse d'amortissement par rapport à l'élément d'entrée et, lors d'une inversion du sens de rotation entre la masse d'amortissement et l'élément d'entrée, est ramené vers la position initiale au moins partiellement au moyen d'un accumulateur d'énergie. Des combinaisons des divers dispositifs de frottement sont bien entendu possibles. Ainsi, par exemple, l'amortisseur de vibrations de torsion selon l'invention peut comprendre aussi bien un dispositif produisant un frottement de base et agissant sur la totalité de l'angle de rotation entre la masse d'amortissement et élément d'entrée qu'un dispositif à frottement différé et/ou un dispositif exerçant une résistance par frottement qui n'entre en action qu'à la fin d'un angle déterminé de rotation.

L'invention va être décrite plus en détail à titre d'exemple nullement limitatif en regard des dessins annexés sur lesquels:
la figure 1 est une coupe axiale d'un amortisseur de vibrations de torsion disposé et réalisé conformément à l'invention et monté sur le vilebrequin d'un moteur à au moins un piston,
la figure 2 est une coupe avec arrachement partiel selon la ligne ll-ll de la figure 1,
la figure 3 représente une autre possibilité de réalisation d'un amortisseur de vibrations de torsion qui est disposé de manière analogue à celui de la figure 1,
les figures 4 et 5 représentent une variante de réalisation d'un amortisseur de vibrations de torsion, la figure 5 étant une coupe selon la ligne V-V de la figure 4,
la figure 5a illustre un détail d'une autre variante de réalisation d'un amortisseur de vibrations de torsion et
les figures 6 à 10 représentent d'autres possibilités de réalisation d'amortisseurs de vibrations de torsion selon l'invention.

La figure 1 représente un détail d'un moteur à combustion interne 1 et en montre le carter 2 dans lequel un vilebrequin 3 est monté rotatif. Un maneton 4 du vilebrequin 3 sert de manière connue au montage d'une bielle qui est reliée à un piston.

La figure 1 n'est qu'une représentation de principe d'une structure possible de moteur à piston. La structure des moteurs à piston est bien connue et décrite en détail dans la littérature concernant cette technique.

Un flasque 5 est situé sur chaque coté du maneton 4 et un tourillon 6, 7 en part sur chacun des côtés opposés. Les tourillons 6, 7 servent au montage du vilebrequin 3 dans le carter 2. L'axe de rotation 8 du vilebrequin 3 coïncide avec celui des tourillons 6, 7. Dans l'exemple représenté de réalisation, les tourillons 6, 7 sont montés dans le carter au moyen de coussinets 8, 9. Les coussinets peuvent aussi être remplacés de manière connue par des roulements à billes. Par ailleurs, dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1, la manivelle illustrée est montée de part et d'autre au moyen d'un tourillon 6, 7. Toutefois, comme bien connu dans l'art antérieur, dans les moteurs à plusieurs pistons, un support correspondant peut n'être prévu qu'entre toutes les deux ou toutes les trois manivelles en fonction de la séquence de ces dernières.

Le carter 2 du moteur à piston 1 loge un amortisseur 10. Celui-ci comprend un élément d'entrée 11 qui, dans l'exemple représenté de réalisation, est solidarisé avec le vilebrequin 3, dans l'exemple particulier par une vis 12 qui est alignée sur l'axe 8. Le tourillon 6 comporte à cette fin un trou taraudé 13. L'élément d'entrée Il de l'amortisseur peut toutefois être relié d'une autre manière au vilebrequin 3 qui l'entraîne, par exemple par complémentarité de formes qui peut être constituée par exemple des profilages prévus sur l'élément d'entrée Il et qui sont en prise avec des profilages complémentaires que comporte le vilebrequin 3. L'élément d'entrée Il pourrait aussi être fixé par goujons ou soudé au vilebrequin, par exemple par soudage à compression, soudage à pression par résistance, soudage à fusion par résistance, soudage par rayonnement, soudage sous gaz de protection ou soudage à fusion par arc électrique. Les différents procédés de soudage sont également amplement décrits dans la littérature concernant cette technique.

L'élément d'entrée 11 comprend dans l'exemple représenté de réalisation une partie annulaire extérieure 14 qui supporte une masse d'amortissement 15 qui, dans l'exemple représenté de réalisation, est formée de deux composants annulaires 16, 17 distants axialement l'un de l'autre et logeant entre eux la partie annulaire 14. Comme le montre la figure 1, le flasque 5 voisin du composant annulaire 17 a un contour réalisé de manière à comprendre au moins une partie de l'espace nécessaire à loger ce composant annulaire 17. Les deux composants annulaires 16, 17 ainsi que la partie 14 logée entre eux comportent des dégagements 16a, 17a, 14a dans lesquels des accumulateurs d'énergie en métal, ayant la forme de ressorts hélicoïdaux 18 sont logés. Ceux-ci opposent une résistance à une rotation relative entre la masse d'amortissement 15 et l'élément d'entrée 11 de l'amortisseur. L'amortisseur 10 logé entre la paroi extérieure 19 du carter et le flasque 5 est centré au moins en direction radiale par l'élément d'entrée Il sur le tourillon d'extrémité 6 et il est logé dans le carter 2. A cette fin, l'élément d'entrée il comprend une partie en manchon 20 orientée axialement et se raccordant radialement à l'intérieur à la partie annulaire 14. La partie 20 en manchon entoure le tourillon 6 de préférence au moins sensiblement sans jeu. Le tourillon 6 est avantageusement emmanché dans la partie 20 en manchon. Celle-ci fait partie d'un façonnage 21 en forme de coupelle de l'élément d'entrée il de l'amortisseur. Le fond 22 de ce façonnage 21 est en appui contre la surface antérieure 23 du tourillon 6 et, dans l'exemple représenté de réalisation, il est fixé par une vis 12 au vilebrequin 3.

Comme le montre la figure 1, la partie axiale en forme de manchon 20 sert directement à former l'élément d'appui sur le coussinet 8.

L'amortisseur 10 de l'exemple représenté de réalisation est monté sur le côté axial du vilebrequin 3 qui est tourné à l'opposé du côté destiné à être raccordé à une boîte à vitesses par l'entremise d'un embrayage.

L'amortisseur ou un amortisseur 10 pourrait cependant aussi être disposé sur le côté tourné vers la boîte à vitesses, c'est à dire à l'extrémité de sortie du vilebrequin 3. Par ailleurs, au moins lorsque les vilebrequins sont formés d'un assemblage, le ou un amortisseur 10 pourrait être disposé au voisinage d'un autre flasque et à l'intérieur du carter.

Dans l'exemple représenté de réalisation, un couvercle 24 est prévu pour assurer l'étanchéité du carter sur son côté extérieur. Ce couvercle 24 peut être vissé de manière étanche sur le carter éventuellement avec interposition d'un joint d'étanchéité.

Un dispositif 25 provoquant une histérésis ou un frottement et qui est prévu en parallèle avec l'accumulateur d'énergie 18 entre la masse d'amortissement 15 et l'élément d'entrée il comprend dans l'exemple représenté de réalisation un accumulateur d'énergie 26 ayant la forme d'un ressort Belleville et disposé radialement à l'intérieur de l'accumulateur d'énergie 18. Le ressort Belleville 26 est encastré axialement entre le composant annulaire 16 et la partie 14 et ainsi l'autre disque latéral 17 assujetti axialement au disque 16 est tiré contre l'élément d'entrée 11, c'est à dire contre sa partie annulaire 14. Il en résulte également entre disque latéral 17 et élément d'entrée Il un contact à frottement. Les disques 16 et 17 sont assujettis au moyen d'entretoises ou de rivets 27, comme montré sur la figure 2. Les organes d'assemblage en forme de rivets 27 passent dans des trous 28 de l'élément d'entrée 11 de l'amortisseur. Les trous 28 et les organes d'assemblage 27 sont de plus réalisés en fonction les uns des autres de manière que la masse d'amortissement 15 puisse effectuer par rapport à l'élément d'entrée Il la rotation relative nécessaire au fonctionnement de l'amortisseur 10. La limitation de cette rotation relative peut avantageusement être produite par compression spire contre spire des accumulateurs d'énergie 18 ou aussi par entrée en butée des entretoises 27 contre les parties d'extrémité des trous 28, considérées dans la direction de la circonférence.

II est aussi possible d'utiliser au moins une vis à tête conique pour réduire l'encombrement nécessaire à l'assemblage par vissage 12. La surface extérieure annulaire de la partie 20 en forme de manchon peut être munie d'un revêtement correspondant pour la formation de la surface d'appui sur le coussinet 8. Il peut par ailleurs être avantageux qu'au moins la partie 20 en forme de manchon soit trempée au moins dans la zone de se surface annulaire extérieure, par exemple par induction ou rayonnement.

La disposition de l'amortisseur axialement entre le premier flasque 5 du vilebrequin et la paroi voisine 19 du carter 2 du moteur apporte l'avantage que la masse d'inertie ou masse d'amortissement 15 et que le collet ainsi que l'élément d'entrée Il peuvent être réalisés sous forme d'anneaux fermés de tôle.

Le fonctionnement de principe de l'amortisseur 10 est déterminé par la masse d'amortissement 15 conjointement aux accumulateurs d'énergie ayant la forme de ressorts de compression ou de ressorts hélicoïdaux 18. Les ressorts de compression peuvent être au moins partiellement sous précontrainte, celle-ci pouvant avantageusement atteindre la moitié de la course maximale possible des ressorts 18. Cette précontrainte peut cependant aussi être supérieure ou inférieure. Une précontrainte correspondante des ressorts 18 permet d'articuler la masse d'amortissement 15 sans jeu sur l'élément d'entrée 11 dans la direction de la circonférence.

Les accumulateurs d'énergie 18 peuvent être placés dans les logements 14a, 16a, 17a qui leur sont associés ou les logements correspondants 14a, 16a, 1 7a peuvent être conformés par rapport aux accumulateurs d'énergie 18 qui leur sont associés de manière qu'il en résulte une courbe caractéristique d'élasticité en plusieurs étages. Ceci permet d'obtenir que la rigidité en rotation augmente par entrée en service d'étages d'élasticité en fonction de l'angle de rotation relatif entre masse d'amortissement 15 et élément d'entrée 11.

Les accumulateurs d'énergie formés de ressorts de compression 18 et la masse d'amortissement 15 sont dimensionnés de manière qu'il en résulte une fréquence d'amortissement qui est accordée à la fréquence propre du vilebrequin.

Une modération proportionnelle à la vitesse peut être prévue en plus ou en remplacement du dispositif modérateur à frottement 25 au moyen d'huile placée dans des intervalles. Une telle modération peut être générée par réalisation d'un intervalle étroit correspondant entre au moins l'un des disques latéraux 16 et 17 et la partie extérieure annulaire 14 de l'élément d'entrée 11.

La lubrification existante du moteur peut avantageusement être utilisée pour minimiser l'usure des composants formant l'amortisseur 10 ainsi que pour en évacuer la chaleur.

Le mode de réalisation selon la figure 3 diffère de celui des figures 1 et 2 par le fait que le collet de moyeu 111 formant l'élément d'entrée 111 de l'amortisseur de vibrations 110 est en deux parties.

L'élément d'entrée 111 se compose dans ce cas d'un composant annulaire 114 et d'un composant 120 en forme de manchon qui est solidarisé avec les zones radialement intérieures de ce composant discoidal 114, dans le cas particulier par une soudure 121. Cette soudure 121 peut être réalisée de manière particulièrement avantageuse par rayons laser. II est cependant possible aussi d'utiliser d'autres procédés de soudage, par exemple ceux qui ont déjà été mentionnés plus haut. L'utilisation d'un manchon séparé permet d'en améliorer l'usinage. L'assemblage de l'amortisseur 110 et du vilebrequin 103 peut aussi être effectué par retrait de la partie en forme de manchon 120 enserrant le tourillon 106. Cet assemblage peut aussi s'effectuer d'une autre manière comme décrit en regard des figures 1 et 2.

La surface extérieure de la partie 120 en forme de manchon est également utilisée en surface de montage. Pour former la surface correspondante 108, un coussinet peut être utilisé comme indiqué sur la figure 1 entre la partie 120 en forme de manchon et le trou 102a du carter 102 qui loge cette dernière. II peut cependant aussi être suffisant de munir la surface annulaire du trou 102 ettou la surface extérieure de la partie 120 en forme de manchon d'un revêtement correspondant pour la formation d'un montage à glissement. Le trou 102a pourrait aussi être réalisé de manière qu'un roulement à billes puisse être utilisé entre lui, c'est à dire entre le carter 102 et la partie 120 en forme de manchon.

II est aussi possible d'utiliser un assemblage polygonal pour la solidarisation en rotation de l'élément d'entrée 111 et du tourillon 106. Il suffit à cette fin de réaliser en conséquence la surface radialement extérieure du tourillon 106 et la surface radialement intérieure de embase axiale 120.

Dans le mode de réalisation selon la figure 3, la paroi 119 du carter est fermée axialement dans la région du tourillon 106 et en conséquence aucun chapeau d'étanchéité supplémentaire n'est nécessaire.

Les carters 2, 102 peuvent avantageusement consister en plusieurs pièces qui sont en appui les unes contre les autres et sont reliées dans la région des tourillons du vilebrequin correspondant. Toutefois, d'autres modes de réalisation qui sont également possibles sont bien connus dans l'art antérieur.

Le mode de fonctionnement de l'amortisseur 210 que représentent les figures 4 et 5 est déterminé par les masses d'inertie ou d'amortissement 215 conjointement aux ressorts de compression 218 qui sont conformés en ressorts hélicoïdaux. Les masses d'amortissement 215 et les ressorts de compression 218 qui leur sont associés sont logés dans une cage 230 qui, dans l'exemple particulier, est sensiblement en une pièce. La cage 230 comporte à cette fin des logements correspondants 231 qui, dans l'exemple de réalisation représenté, sont ouverts en direction axiale. Les masses d'amortissement 215 sont conformées en segments de cercle qui, dans l'exemple particulier de réalisation, ont une épaisseur relativement grande. De telles masses d'amortissement peuvent avantageusement être réalisées sous forme de pièces frittées. La cage 230 forme, radialement à l'extérieur, des parties 232 en arc de cercle contre lesquelles les masses d'inertie 215 peuvent prendre appui, en particulier sous l'effet de la force centrifuge. II en résulte ainsi une modération ou un amortissement par frottement, qui est fonction de la force centrifuge, entre les masses d'inertie 215 et la cage 230. Les ressorts de compression disposés dans la direction de la circonférence de part et d'autre d'une masse d'amortissement 215 sont sous précontrainte et plus particulièrement de manière que, lorsqu'un accumulateur d'énergie 218 prévu d'un côté est totalement comprimé, celui qui se trouve de l'autre côté présente encore une certaine précontrainte. II est ainsi garanti que les ressorts 218 peuvent être guidés correctement aussi bien dans la direction de la circonférence qu'en direction radiale à l'intérieur des dégagements 231. Il est par ailleurs garanti ainsi que les masses d'inertie 215 sont toujours tenues ou enserrées sans jeu entre les ressorts de compression 218 qui leur sont associés. Les ressorts de compression 218 et les masses d'amortissement 215 sont dimensionnés de manière qu'il en résulte une fréquence d'amortissement accordée à la fréquence propre du vilebrequin.

Les dégagements 231 de la cage 230 sont fermés latéralement par des composants rapportés ayant la forme de tôles annulaires 233, 234.

Celles-ci peuvent être soudées et/ou rivetées et/ou matées pour être assemblées à la cage 230.

Comme le montre en particulier la figure 5, I'amortisseur 210 de vibrations de torsion, - considéré en vue en élévation ou en coupe transversale - est conformé en dos d'âne ou en fer à cheval et monté sur un flasque 205 du vilebrequin. L'amortisseur de vibrations 215 peut de plus être emboîté radialement par le coté du flasque 205 qui est tourné à l'opposé du maneton 204. Les parties latérales de la cage 230 en forme de fer à ch ressort ou des ressorts Belleville entre au moins une masse d'amortissement 215 et au moins l'une des tôles latérales 233, 234.

La figure 5 représente sur le côté gauche en ligne brisée une variante de disposition ou d'appui d'une masse d'amortissement 215. La masse d'amortissement 215 peut comporter une cavité 240 dans laquelle un accumulateur d'énergie, de préférence un ressort hélicoïdal, peut être logé sous précontrainte. L'accumulateur d'énergie 241 peut de plus être enserré entre la masse d'amortissement correspondante 215 et un composant solidarisé avec le vilebrequin 203, dans le cas particulier qui est formé de la cage 230. Ainsi, la masse d'inertie 215 est repoussée radialement vers l'intérieur, de sorte qu'elle prend appui contre la partie intérieure 242 de la cage 230. La cavité 240 et le ressort 241 sont de plus réalisés et disposés de manière que la masse d'inertie correspondante 215 puisse effectuer la vibration suivant l'angle nécessaire dans la direction de la circonférence. Un choix correspondant de la précontrainte du ressort 241 permet de régler ou de faire varier le frottement qui est fonction de la vitesse de rotation ou de la force centrifuge et qui est généré par la masse correspondante d'amortissement 215. Ainsi, par exemple, aucun frottement ou seulement un faible frottement peut être généré par la masse d'amortissement 215 aux faibles vitesses de rotation. Lorsque la force centrifuge agissant sur cette masse 215 est au moins à peu près en équilibre avec la force radiale générée par le ressort 241, il n'existe pratiquement aucune modération par frottement ou il n'en existe qu'une faible. Cet équilibre s'établit à une vitesse déterminée de rotation ou à l'intérieur d'une plage de vitesses de rotation. Au-dessous de cette vitesse ou de cette plage, la modération par frottement peut décroître avec l'augmentation de la vitesse ou croître avec l'augmentation de celle-ci audessus de ladite vitesse ou de ladite plage.

Bien que seul un flasque 205 d'un vilebrequin puisse porter un amortisseur 210, il est avantageux que les deux flasques d'une manivelle portent un amortisseur correspondant. Pour les vilebrequins destinés à plusieurs pistons, les modules individuels d'amortissement 210 peuvent être montés sur des flasques individuels en étant répartis en fonction des exigences. Une répartition spécifique des modules d'amortissement permet aussi de réaliser un équilibre des masses du vilebrequin de manière que son balourd puisse être minimisé à une valeur admissible.

Dans un exemple de réalisation selon le détail de la figure 5a, la cage 330 est en plusieurs parties qui ne forment une cage stable que lorsqu'elles sont assemblées. Les masses correspondantes d'amortissement 315 sont toutefois logées au moins sensiblement de la même manière dans la cage 330 que les masses 215 selon les figures 4 et 5.

Le vilebrequin 303 et la cage 330 de l'amortisseur 310 sont réalisés et conformés en fonction l'un de l'autre de manière que cet amortisseur 310 soit relié au vilebrequin 303 par des vis 337 qui sont sous charge en direction longitudinale.

L'amortisseur 410 que représentent les figures 6 à 8 présente, comme montré en particulier sur la figure 7, une forme en U et il est relié au vilebrequin 403 à l'emplacement d'un flasque 405 par des vis 437, notamment de manière analogue à celle qui a été décrite en regard des figures 4 et 5 pour l'amortisseur 210.

L'amortisseur 410 forme par lui-même un flasque de vilebrequin ou en fait le remplace. La partie principale des masses oscillantes d'inertie ou d'amortissement est formée de deux disques latéraux ou complémentaires 415, 416 qui sont reliés par des rivets axiaux 450. Il est cependant possible aussi d'utiliser des vis ou des soudures, au moins l'un des disques complémentaires 415, 416 pouvant comporter des éléments d'attache axiaux permettant de réaliser ces assemblages.

Les disques complémentaires 415, 416 sont disposés de part et d'autre d'une semelle 451 d'un élément de support ou d'une cage 430 qui est conformée en segment de cercle orienté radialement dans la direction de la circonférence. L'élément de support 430 comprend une partie radialement intérieure 452 qui est orientée axialement et une partie radialement extérieure 453 qui est orientée axialement. La semelle 451 est disposée sensiblement au milieu par rapport à ces parties 452, 453.

L'élément de support 430 forme donc de part et d'autre de la semelle 451 des logements axiaux dans lesquels les disques complémentaires 415, 416 sont situés au moins partiellement et guidés. Les disques 415, 416 prennent appui sous l'effet de la force centrifuge contre la partie axiale 453 et plus particulièrement, dans l'exemple représenté de réalisation, avec interposition d'éléments de soutien 454, 455 qui peuvent être réalisés par exemple en matériau de frottement ou de glissement. II s'agit de préférence de supports en matière plastique ayant des caractéristiques correspondantes de frottement ou de glissement. Les éléments de soutien 454, 455 sont reliés dans le cas particulier, comme montré sur la figure 7, aux disques 415, 416 par des assemblages 406 en forme de queue d'aronde. II existe donc un assemblage par complémentarité de formes entre les composants 415, 454 et 416, 455 qui sont associés l'un à l'autre.

Les composants associés peuvent être accessoirement ou en variante collés, matés, ou soudés l'un à l'autre.

Les ressorts de compression 418 agissant entre l'élément de support 430 et les disques complémentaires 415, 416 sont placés dans des logements ou des dégagements 457, 458 de ces derniers ainsi que dans des logements ou des dégagements 459, 460 de l'élément de support 430 ou de la semelle 451. La conformation correspondante des logements 457, 458, 459, 460 immobilise des ressorts 418 dans l'amortisseur 410 aussi bien en direction axiale qu'en direction radiale. La longueur des ressorts 418 et la mise en concordance des longueurs du logement 457, 458 par rapport aux logements 459, 460 qui leur sont associés en conséquence est de préférence calculée de manière qu'au moins les deux ressorts d'extrémité 418 observés sur la figure 7 dans la direction de la circonférence de l'amortisseur 410 présentent une précontrainte et de préférence de manière que, lorsque l'accumulateur d'énergie 418 prévu sur un côté est totalement comprimé, celui qui se trouve sur l'autre côté présente encore une certaine précontrainte. L'effet ainsi obtenu a été déjà décrit pour les ressorts 218 des figures 4 et 5. Il peut être particulièrement avantageux que les ressorts centraux 418 soient sous précontrainte l'un contre l'autre dans la direction de la circonférence dans la représentation de la figure 7.

Comme le montre la figure 7, le dégagement 460 de la semelle 451 loge les deux ressorts centraux 418, des zones radiales 461 des disques complémentaires 415, 416 étant situées entre les extrémités de ces deux ressorts 418 qui sont tournées l'une vers l'autre. Ainsi, ces ressorts centraux 418 sont montés en série. Comme le montre en particulier la figure 8, un accumulateur d'énergie, dans le cas particulier ayant la forme d'au moins un anneau ondulé axialement 462, est prévu pour générer un frottement de base. L'accumulateur d'énergie est enserré axialement entre le disque 416 et la semelle 451. Un disque d'appui ou un disque de frottement 463 est prévu entre l'accumulateur d'énergie 462 et la semelle 451. Un disque intermédiaire ou un disque de frottement 464 est également disposé entre le disque complémentaire 415 et la semelle 45.1. Une surépaisseur correspondante de la semelle 451 et/ou des disques complémentaires 415, 416 permet de supprimer les disques 463, 464.

Comme déjà mentionné, l'amortisseur 410 est fixé au vilebrequin 403 au moyen de vis transversales 437. L'appui coté vilebrequin de la force centrifuge agissant sur l'amortisseur 410 est assuré accessoirement ou pratiquement par un enveloppement ou une pénétration 465, 466 à complémentarité de formes du flasque ou du corps de moyeu 405 du vilebrequin par l'élément de support 430. Dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures 6 et 7, cet enveloppement ou cette pénétration à complémentarité de formes 465, 466 est conformé en guide prismatique.

Les parties latérales de l'élément de support 430 de forme en U en coupe transversale comportent à cette fin des protubérances 467 réalisées en conséquence et pénétrant dans des cavités ou des rainures 468 du vilebrequin 403 qui sont adaptées en conséquence. Les protubérances peuvent cependant aussi être venues de façonnage avec la partie 405 et les cavités ou rainures, avec l'élément de support 430. Dans le mode de réalisation de la figure 9, I'enveloppement 566 supportant la force centrifuge agissant sur l'amortisseur 510 est rectangulaire - observé en coupe transversale. Une telle conformation a l'avantage que les forces centrifuges agissant sur l'amortisseur n'exercent pratiquement aucune charge sur les vis 537. La fixation de l'amortisseur 510 garantit un assemblage particulièrement rigide avec le vilebrequin 503.

II est particulièrement avantageux que les amortisseurs réalisés conformément à l'invention comportent une lubrification forcée qui peut être raccordée par exemple à la lubrification du moteur par circulation. Une telle lubrification peut cependant être aussi produite en variante ou accessoirement par injection d'huile.

Dans le mode d'exécution selon la figure 10,1'élément de support 630 en forme de cage est relié aux flasques ou aux parties radiales 605 du vilebrequin 603 par des assemblages axiaux à emboîtement 667. Les assemblages à emboîtement 667 sont formés de profilages 668, 669 s'enclenchant les uns dans les autres et pouvant être cunéiformes en coupe transversale. Les profilages 668, 669 peuvent de plus se rétrécir en direction axiale du vilebrequin 603, de sorte que l'amortisseur 610 est bloqué axialement dans le sens du montage sur le vilebrequin 603. Un anneau de blocage fixé au vilebrequin peut être utilisé pour immobiliser l'amortisseur 610 dans l'autre sens axial. Un tel anneau de blocage est d'une part fixé au vilebrequin 603 et d'autre part il recouvre au moins des parties des profilages 669 ou des parties de la cage ou de l'élément de support 630.

La disposition enserrée de ressort de compression de l'amortisseur qui a été décrite dans les exemples de réalisation a l'avantage que malgré les tolérances de fabrication il existe une caractéristique linéaire de rotation sans jeu ni précontrainte même au voisinage de la position de montage (angle de rotation = 0). La caractéristique linéaire est assurée même en cas d'usure des ressorts ou des butées de ces derniers ou des logements de ressorts. La précontrainte mutuelle de ressorts garantit donc une caractéristique constante d'élasticité et donc une fréquence d'amortissement au moins à peu près constante.

La conformation selon l'invention des amortisseurs se montant sur un flasque de vilebrequin a par ailleurs l'avantage d'en garantir la simplicité du montage, par exemple par simple emboîtement et vissage de l'amortisseur sur le vilebrequin.

L'amortisseur selon l'invention devant être prévu sur un flasque de vilebrequin garantit aussi l'équilibre des masses de ce dernier. II peut être particulièrement avantageux qu'un "amortisseur sur flasque" réalisé conformément à l'invention remplace un contrepoids du premier coude du vilebrequin.

II va de soi que diverses modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits et représentés de l'amortisseur de vibrations de torsion sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (23)

REVENDICATIONS

1. Moteur à un ou plusieurs piston(s), en particulier moteur à combustion interne, comprenant un vilebrequin monté dans un carter, ainsi qu'un amortisseur de vibrations de torsion, caractérisé en ce que l'amortisseur de vibrations de torsion est disposé à l'intérieur du carter du moteur et porté par le vilebrequin.

2. Moteur à un ou plusieurs piston(s) selon la revendication 1, caractérisé en ce que des accumulateurs d'énergie, en particulier des ressorts hélicoïdaux qui sont prévus entre l'élément d'entrée et l'au moins une masse d'inertie de l'amortisseur de vibrations, assurent une rotation relative de la masse d'inertie par rapport à l'élément d'entrée.

3. Moteur à un ou plusieurs piston(s) selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un dispositif de modération par frottement se trouve entre l'élément d'entrée et l'au moins une masse d'inertie de l'amortisseur de vibrations.

4. Moteur à un ou plusieurs piston(s) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins un flasque du vilebrequin porte un amortisseur de vibrations de torsion.

5. Moteur à un ou plusieurs piston(s) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'amortisseur de vibrations de torsion est disposé sur le côté d'un flasque du vilebrequin.

6. Moteur à un ou plusieurs piston(s) piston selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'amortisseur de vibrations de torsion est conformé en anneau et disposé concentriquement à un tourillon du vilebrequin.

7. Moteur à un ou plusieurs piston(s) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'amortisseur de vibrations de torsion est disposé axialement entre un flasque du vilebrequin et une paroi du moteur servant au montage du vilebrequin.

8. Moteur à un ou plusieurs piston(s) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'amortisseur de vibrations de torsion est monté sur un tourillon d'une extrémité du vilebrequin.

9. Moteur à un ou plusieurs piston(s) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'élément d'entrée de

I'amortisseur de vibrations de torsion est solidarisé en rotation avec le vilebrequin.

10. Moteur à un ou plusieurs piston(s) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'élément d'entrée de l'amortisseur de vibrations de torsion est relié au vilebrequin, de manière à être entraîné par lui, au moyen d'un dispositif de limitation de couple de rotation, par exemple en particulier au moyen d'un accouplement à friction.

11. Moteur à un ou plusieurs piston(s) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'amortisseur de vibrations de torsion comprend un élément annulaire d'entrée, une masse d'inertie, qui est disposée sur au moins un côté axial de l'élément d'entrée, étant reliée de manière élastique en rotation à l'élément d'entrée au moyen de ressorts, au moins un modérateur à frottement, qui est présent, étant monté en parallèle avec les ressorts.

12. Moteur à un ou plusieurs piston(s) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la masse d'inertie de l'amortisseur de vibrations de torsion est formée de deux corps discoïdaux annulaires qui sont distants axialement et solidarisés en rotation et qui logent axialement entre eux au moins des parties de l'élément annulaire d'entrée de l'amortisseur de vibrations, des dégagements qui sont prévus dans les corps discoïdaux et dans l'élément d'entrée étant affectés au logement de ressorts hélicoïdaux en correspondance les uns avec les autres.

13. Moteur à un ou plusieurs piston(s) selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'un accumulateur d'énergie enserré entre au moins un corps discoïdal et l'élément d'entrée fait partie d'un dispositif à frottement.

14. Moteur à un ou plusieurs piston(s) selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que l'élément d'entrée de l'amortisseur de vibrations de torsion comporte radialement à l'intérieur par rapport aux ressorts une embase axiale en forme de manchon qui enveloppe un tourillon du vilebrequin et qui sert au moins au montage radial du vilebrequin dans le carter.

15. Amortisseur de vibrations, destiné en particulier à être utilisé pour un moteur à un ou plusieurs piston(s), caractérisé en ce que l'amortisseur de vibrations est monté sur le vilebrequin avant le montage de ce dernier.

16. Amortisseur de vibrations selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'il est disposé autour d'un tourillon de vilebrequin.

17. Amortisseur de vibrations selon l'une ou l'autre des revendications 15 et 16, caractérisé en ce qu'il est immédiatement voisin d'un flasque de vilebrequin.

18. Amortisseur de vibrations selon l'une quelconque des revendications 15 à 17, caractérisé en ce qu'il est prévu à l'emplacement d'un flasque de vilebrequin.

19. Amortisseur de vibrations selon l'une quelconque des revendications 15 à 18, caractérisé en ce qu'il remplace pratiquement un flasque de vilebrequin.

20. Amortisseur de vibrations selon l'une quelconque des revendications 15 à 19, caractérisé en ce qu'il est conformé en U ou en fer à cheval.

21. Amortisseur de vibrations selon l'une quelconque des revendications 15 à 20, caractérisé en ce que le vilebrequin comprend une partie de flasque sensiblement ovale, aplatie latéralement, orientée radialement par rapport à l'axe du vilebrequin, par ailleurs l'amortisseur de vibrations présente une forme en U et enveloppe ladite partie de flasque de manière que ses ailes latérales du U entrent au moins partiellement en appui contre ladite partie de flasque.

22. Amortisseur de vibrations selon la revendication 21, caractérisé en ce que les ailes latérales sont vissées sur ladite partie de flasque.

23. Amortisseur de vibrations, caractérisé en ce qu'il présente les caractéristiques constructives et/ou fonctionnelles et/ou de dispositions spécifiées dans l'une quelconque des revendications 1 à 14.