FR2586778A1 - Rayon reliant un moyeu et un anneau exterieur d'une roue d'entrainement dans un convertisseur de couple hydrodynamique fonctionnant avec division de puissance - Google Patents

Abstract

L'INVENTION A POUR OBJET UN RAYON RELIANT UN MOYEU ET UN ANNEAU EXTERIEUR D'UNE ROUE D'ENTRAINEMENT DU SECOND ARBRE DE SORTIE D'UN CONVERTISSEUR DE COUPLE HYDRODYNAMIQUE FONCTIONNANT AVEC DIVISION DE PUISSANCE. LE RAYON 5 PRESENTE UNE COUPE TRANSVERSALE DONT LA FORME EST CELLE D'UN PROFIL D'AILE 12 S'ETENDANT LE LONG DE L'AXE PRINCIPAL 11-11 DU PROFIL, LEDIT AXE ETANT INCLINE PAR RAPPORT A L'AXE DE ROTATION DE LA ROUE. LES EXTREMITES 25 ET 26 DU PROFIL ONT UNE FORME TRANCHANTE, DE SORTE QUE LES FACES LATERALES FORMENT L'UNE PAR RAPPORT A L'AUTRE UN ANGLE DE TRANCHANT 27. L'AXE 11-11 EST INCLINE PAR RAPPORT A LA DIRECTION CIRCONFERENTIELLE 15-15 SOUS UN ANGLE D'ATTAQUE 14. AINSI, LA CARACTERISTIQUE DU CONVERTISSEUR DE COUPLE EST AUSSI PEU AFFECTEE QUE POSSIBLE AUSSI BIEN EN REGIME DE DIVISION DE PUISSANCE QU'EN REGIME SANS DIVISION DE PUISSANCE.

Description

1-. La présente invention concerne un rayon

reliant un moyeu et un anneau extérieur d'une roue d'en-

traînement à rayons dans un convertisseur de couple

hydrodynamique fonctionnant avec division de puissance.

Dans un convertisseur de couple hydrodynamique connu (brevet aux USA 3 101 011), un fonctionnement avec division de puissance est prévu seulement pour le régime coupleur, c'est-à-dire que le second arbre de sortie dudit

convertisseur, entraîné par l'impulseur par l'intermé-

diaire d'une roue d'entraînement, ne transmet une partie de la puissance d'entrée qu'au rapport le plus élevé, lorsque l'impulseur et la turbine tournent, en tenant compte de leur glissement réciproque, à des vitesses de rotation approximativement égales. Le document n'apporte

pas de description détaillée de la coupe transversale des

rayons, connus de la roue d'entraînement de ce convertis-

seur de couple. Seule la représentation graphique permet de conclure qu'il s'agit d'une forme circulaire, qui est manifestement prévue, pour tenir compte du changement du sens de l'écoulement lors du passage entre le régime

convertisseur et le régime coupleur.

Etant donné que le rayon constitue toujours un

obstacle à l'écoulement du fluide dans le circuit hydro-

dynamique de travail, le but principal de la présente in-

vention est de développer un rayon du type mentionné ci-

dessus de façon à réduire au maximum les sollicitations résultant de l'action du couple transmis et de la force centrifuge. Ce but est atteint, selon l'invention, par le fait que ledit rayon présente une coupe transversale dont la forme est celle d'un profil d'aile s'étendant le long d'un axe principal du profil, ledit axe étant incliné

par rapport à l'axe de rotation de la roue.

Selon un mode de réalisation avantageux, l'axe principal du profil est calé à l'opposé du sens d'écoulement, en formant par rapport à la direction circonférentielle un angle d'attaque aigu, de préférence inférieur à 20 et par exemple de 15 environ, ce qui permet de réduire de façon significative la résistance à l'écoulement pour l'ensemble des rapports de couples

du convertisseur.

Selon un autre aspect de l'invention, l'axe de rayon formant le lieu géométrique pour, en référence à l'axe de rotation, les extrémités radialement intérieure et radialement extérieure du rayon est incliné par rapport à la direction radiale, dans le sens opposé au sens de rotation de la roue, d'un angle de décalage en arrière aigu, de préférence inférieur à 45 et par exemple de 35 environ pour obtenir que des sollicitations dûes d'un côté à l'action des forces centrifuges et de l'autre

côté à la transmission du couple se compensent réciproque-

ment, en n'entraînant qu'un minimum de pertes à l'écoule-

ment. A cet effet, il s'est avéré particulièrement avantageux de conférer au rayon, aux extrémités du profil, une forme tranchante particulière selon laquelle les deux faces latérales de la coupe transversale du rayon forment l'une par rapport à l'autre, au voisinage d'au moins l'une des extrémités du profil, un angle de tranchant aigu, de préférence inférieur à 20 et par exemple de

l'ordre de 16 environ et selon laquelle la coupe transver-

sale du rayon est symétrique par rapport à l'axe principal du profil et centrée sur l'axe de rayon en substance sur

toute la largeur du rayon.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la largeur du rayon, mesurée transversalement à l'axe principal du profil, est inférieure à 2 mm et par exemple de l'ordre de 0,8 mm à l'une au moins, des deux extrémités du profil afin de ne pas rendre le bord du profil trop tranchant, pour éviter la manipulation dangereuse lors du montage. Selon une autre caractéristique de l'invention, la roue d'entraînement ne comporte pas plus de huit rayons, afin de laissez au fluide une section de passage convenable.

En dotant l'anneau extérieur de la roue d'entraî-

nement à rayons d'un oeillet de fixation au voisinage de l'extrémité radialement extérieure d'au moins un rayon, l'invention permet d'assurer la résistance à la rupture et la rigidité de ladite roue, aux points d'assemblage de

celle-ci avec l'impulseur du convertisseur.

D'autres caractéristiques et avantages de

l'invention seront mieux compris à l'aide de la description

qui va suivre d'un exemple de réalisation, et en se réfé-

rant aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 représente, à échelle réduite, la coupe d'un convertisseur de couple hydrodynamique doté d'une roue d'entraînement à rayons suivant l'invention, ladite coupe comprenant l'axe de rotation du convertisseur, - la figure 2 est une vue de face d'une moitié de la roue d'entraînement à rayons de la figure 1 dans le sens de la flèche II, - la figure 3 est une coupe transversale illustrant un rayon de la roue d'entrainement de la figure 1 selon la ligne III-III sur la figure 2, mais perpendiculairement à la ligne IIIA- IIIA sur la figure 4, et - la figure 4 est une demi-coupe de la roue d'entraînement de la figure 1 selon la ligne IV-IV sur la

figure 2.

Un convertisseur de couple hydrodynamique 9

comprend les éléments suivants alignés sur son axe de rota-

tion 13-13: un impulseur 31, une turbine 32, un réacteur 33, ainsi qu'une roue d'entraînement à rayons 8 disposée

entre le réacteur 33 et la turbine 32.

L'impulseur 31 comporte, pour supporter ses ailettes 34, une enveloppe extérieure 42 avec un moyeu 43 et une enveloppe intérieure 44. L'enveloppe extérieure 42 est dotée, à son extrémité radialement extérieure, d'une bride d'assemblage 38 qui forme, par l'intermédiaire d'une soudure 40, une liaison solidaire en rotation et résistante à la pression avec l'élément d'entraînement 39 embrassant la turbine 32. Ledit élément d'entraînement est pourvu d'oeillets de fixation 41 qui permettent de le

rendre solidaire en rotation d'un arbre moteur, comme l'ar-

bre vilebrequin d'un moteur à combustion interne, par

exemple.

La turbine 32 comprend, pour supporter ses ailettes 35, une enveloppe extérieure 51 et une enveloppe intérieure 47. Par l'intermédiaire d'une soudure 55, l'enveloppe extérieure 51 est reliée de manière solidaire en rotation à un moyeu de turbine 45, ledit moyeu pouvant s'engrener avec un premier arbre de sortie du convertisseur

9 grâce à une denture à rainures de clavetage 46.

Le réacteur 33 est doté d'ailettes 36 fixées sur un moyeu 52, ce dernier étant en liaison avec un moyeu 54 de stator par l'intermédiaire d'un engrenage à roue libre 46. Le moyeu 54 de stator est, quant à lui, rendu immobile, de façon connue, par rapport au carter, à

l'aide d'un arbre statorique.

La roue d'entraînement à rayons 8 est dotée d'évidements 37 rendant possible le passage du fluide de travail du circuit hydrodynamique actif, et d'une bride intérieure 48 dont une liaison solidaire en rotation avec

un moyeu 6 de la roue est assurée par une soudure 49.

Le moyeu 6 peut être solidarisé avec un second arbre de sor-

tie du convertisseur de couple 9 grâce à une denture à

rainures de clavetage 50.

Les enveloppes intérieures 44 et 47, ainsi que les arêtes extérieures des ailettes du réacteur 36, délimitent un tore, interne à l'intérieur duquel prennent place un anneau extérieur 7 de la roue d'entrainement 8, un anneau d'entraînement 56 aligné sur l'axe de rotation 13-13, et une liaison 60 à élasticité angulaire, représentée

de manière non détaillée, entre les anneaux 7 et 56.

L'anneau extérieur 7 et la bride intérieure 48 sont reliés entre eux par huit rayons 5 délimitant les évidements 37 dans la direction circonférentielle. L'anneau d'entraînement 56 est soudé à l'enveloppe intérieure 44 à l'extrémité radialement intérieure de cette dernière (référence 57). Ledit anneau est muni d'une denture axiale

à rainures de clavetage 58.

L'anneau extérieur 7 possède quatre oeillets de fixation 30 dont chacun est situé au voisinage de

l'extrémité radialement extérieure d'un rayon 5, et à cha-

cun desquels est riveté, de façon solidaire, un tourillon

59 respectif.

La référence 58 représente la partie de la liaison élastique 60 qui est en liaison avec l'impulseur 31 et génératrice de vibrations. La partie de la liaison élastique 60 qui est reliée à la roue d'entraînement 8 et doit être, elle, exempte de vibrations, est représentée

par la référence 59.

Chaque rayon 5 à la forme d'une barre rectili-

gne présentant une coupe transversale 10 en forme d'un

profil d'aile 12 (figure 3), centrée sur l'axe 19-19 de ra-

yon sur toute la longueur du rayon, c'est-à-dire entre son

extrémité radialement extérieure 17 et son extrémité radia-

lement intérieure 18. L'anneau extérieur 7 et la bride intérieure 48 sont décalés l'un par rapport à l'autre dans la direction de l'axe de rotation 13-13 de telle sorte que chaque axe de rayon 19-19 soit situé suivant une surface conique sous un angle de cône 62 de 20 . L'axe de rayon 19-19 penche, dans le sens opposé au sens de rotation (22) de la roue, d'un angle de décalage en arrière de 35 par rapport à la direction radiale 21 passant par

l'extrémité intérieure 18 du rayon.

Le profil d'aile 12 est symétrique par rapport à un axe principal de profil 11-11 qui est calé à l'opposé du sens d'écoulement 16 (figure 1), en formant par rapport aux directions circonférentielles 15-15 un angle d'attaque aigu 14 de 15 . La coupe transversale d'un rayon 5 présente aux extrémités 25 et 26 du profil une forme pointue, les faces latérales 23 et 24 faisant à ces endroits l'une par rapport à l'autre un angle de tranchant 27 de 16 . La largeur 29 d'un rayon 5 est

réduite à 0,8 mm aux extrémités 25 et 26 du profil.

L'extrémité radialement extérieure d'un rayon

- 5 sur deux est prolongée par un oeillet de fixation 30.

La forme tranchante des extrémités du profil d'aile 12 et son angle d'attaque permettent d'avoir une résistance minimale à l'écoulement pour tous les rapports de couples du convertisseur. En même temps, les

sollicitations en compression d es aux moments de cisaille-

ment et les efforts de traction dûs à l'action des forces centrifuges, dans les rayons 5, tendent à s'annuler, en

partie grâce à l'angle de décalage en arrière.

Il s'est avéré avantageux de disposer d'un angle d'attaque de 15 pour un angle de sortie de l'ailette de la turbine de 25 . Pour d'autres angles de sortie - entre et 40 par exemple - il est avantageux de prévoir

conjointement un angle d'attaque entre 14 et 20 .

Claims (16)

REVENDICATIONS

1.- Rayon reliant un moyeu et un anneau extérieur d'une roue d'entraînement à rayons pour un convertisseur de couple hydrodynamique fonctionnant avec division de puissance, caractérisé en ce que la coupe transversale (10) dudit rayon présente la forme d'un profil d'aile (12) s'étendant le long d'un axe principal (11-11) du profil, et en ce que ledit axe est incliné par rapport à l'axe de rotation f13-13)

de la roue.

2.- Rayon selon la revendication 1, carac-

térisé en ce que l'axe principal (11-11) du profil est calé à l'opposé du sens d'écoulement (16) en formant

un angle d'attaque aigu (14) par rapport à la direc-

tion circonférentielle (15-15).

3.- Rayon selon la revendication 2, carac-

térisé en ce que l'angle d'attaque (14) est inférieur

à 20 .

4.- Rayon selon la revendication 3, carac-

térisé en ce que l'angle d'attaque est de 15 environ.

5.- Rayon selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 4, caractérisé en ce que l'axe (19-19) de rayon formant le lieu géométrique pour, en référence à

l'axe de rotation(13-13), l'extrémité radialement exté-

rieure (17) et l'extrémité radialement intérieure (18) dudit rayon, est incliné par rapport à la direction radiale (21), dans le sens opposé au sens de rotation (22) de la roue, sous un angle de décalage en arrière

aigu (20).

6.- Rayon selon la revendication 5, carac-

térisé en ce que l'angle de décalage en arrière (20)-

est inférieur à 45 .

7.- Rayon selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'angle de décalage en arrière

est de 35 environ.

8.- Rayon selon l'une quelconque des

revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les deux

faces latérales (23 et 24) de la coupe transversale (10) dudit rayon forment l'une par rapport à l'autre un angle de tranchant aigu (27) au voisinage d'au

moins l'une des extrémitésduprofil (25 et 26).

9.- Rayon selon l'une quelconque des

revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la coupe

transversale (10) dudit rayon est symétrique par

rapport à l'axe principal (11-11) du profil.

10.- Rayon selon l'une quelconque des

revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la coupe

transversale (10) est centrée, en substance sur toute

la longueur (28) dudit rayon sur l'axe de rayon (19-19).

11.- Rayon selon l'une quelconque des

revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'angle

de tranchant (27) est inférieur à 20 .

12.- Rayon selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'angle de tranchant (27) est

de 16 environ.

13.- Rayon selon l'une quelconque des

revendications là 12, caractérisé en ce que sa largeur

(29) mesurée transversalement à l'axe principal (11-11) du profil, est à l'une des deux extrémités (25 et 26)

du profil au moins, inférieure à 2 mm.

14.- Rayon selon la revendication 13, caractérisé en ce que sa largeur (29) est de 0,8 mm environ.

15.- Roue d'entraînement à rayons avec un

rayon selon l'une quelconque des revendications précé-

dentes, caractérisée en ce que le nombre de rayons (5)

est de huit au maximum.

16.- Roue d'entraînement à rayons avec un

rayon selon l'une quelconque des revendications précé-

dentes, caractérisée en ce que l'anneau extérieur (7)

de ladite roue présente un oeillet de fixation au voi-

sinage de l'extrémité radialement extérieure (17) d'au

moins un rayon (5).