FR2735829A1 - Appareil d'accouplement hydrocinetique, notamment pour une transmission de vehicule automobile - Google Patents

Appareil d'accouplement hydrocinetique, notamment pour une transmission de vehicule automobile Download PDF

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Abstract

L'invention propose un appareil d'accouplement hydrocinétique dont la roue de turbine (28) est liée en rotation à un arbre (34) par l'intermédiaire d'un moyeu (36) réalisé en une seule pièce en tôle et qui comporte une douille dentée intérieurement (70) et une jupe cylindrique cannelée extérieurement (66) pour la liaison en rotation du moyeu (36) avec une pièce de sortie (60) d'un embrayage (16) de verrouillage de l'appareil d'accouplement hydrocinétique (10).

Description

La présente invention concerne un appareil d'accouplement hydrocinétique, notamment pour une transmission de véhicule automobile.
L'invention concerne un appareil du type de celui décrit et représenté dans les documents US-A-4.875.562 et WO-A-94/07058.
Selon ces conceptions connues, un tel appareil hydrocinétique est du type comportant une roue de turbine liée en rotation à un moyeu de roue de turbine, formant un élément mené, pour son accouplement en rotation avec un arbre de sortie, et une roue d'impulseur liée en rotation à un élément menant, et du type comportant un embrayage de verrouillage propre à intervenir entre l'élément menant et l'élément mené et qui comporte deux parties coaxiales montées mobiles l'une par rapport à l'autre à l'encontre de ressorts à action circonférentielle parmi lesquelles une partie d'entrée comportant un piston et une partie de sortie qui se prolonge radialement vers l'intérieur par un flasque de liaison en rotation avec le moyeu de la turbine.
Un embrayage de verrouillage, usuellement dénommé "LOCK-UP", pour appareil d'accouplement hydrocinétique intervenant entre un élément menant et un élément mené comprend un amortisseur de torsion, un piston monté mobile axialement par rapport à l'élément mené, et au moins une garniture de frottement associée au piston et propre à être serrée entre le piston et un contre-piston.
Dans le document US-A-4.875.562, le piston est conformé pour constituer la partie d'entrée de l'amortisseur de torsion et il porte une garniture de frottement propre à venir en contact avec la paroi transversale du boîtier de l'appareil hydrocinétique, cette paroi constituant le contre-piston.
Le boîtier appartient à un carter étanche rempli d'huile et il est propre à être lié en rotation à un arbre menant.
La partie de sortie de l'amortisseur est solidaire de la roue de turbine de l'appareil hydrocinétique.
La roue de turbine est solidaire d'un moyeu propre à être lié en rotation à un arbre mené.
Ainsi, le carter constitue un élément menant tandis que le moyeu de la turbine constitue un élément mené et l'embrayage de verrouillage est propre à intervenir entre le carter et la roue de turbine pour effectuer un pontage entre ceux-ci.
Dans le document US-A-4.875.562, l'amortisseur de torsion comprend le piston retenant extérieurement les ressorts (ou organes élastiques), ainsi qu'une rondelle de guidage, éventuellement fractionnée, portée par le piston et qui retient intérieurement les ressorts grâce à des pattes de retenue.
La partie d'entrée est ainsi constituée par le piston et la rondelle de guidage, tandis que la partie de sortie comporte un voile annulaire qui est solidaire de la roue de turbine.
Le voile de sortie présente des pattes d'appui qui pénètrent entre les extrémités circonférentielles de deux ressorts consécutifs pour agir sur ces derniers.
Ces pattes pénètrent radialement chacune entre deux pattes d'appui associées respectivement du piston et de la rondelle de guidage.
Dans le document WO-A-94/07058 la rondelle de guidage et le voile présentent des parties de maintien pour retenir respectivement extérieurement et intérieurement les ressorts.
Par ailleurs le voile et la rondelle de guidage présentent des pattes d'appui pour action sur les extrémités circonférentielles des ressorts.
Grâce à des moyens de retenue, il est possible de créer, après montage des ressorts, par encliquetage du voile derrière des pattes d'encliquetage, un sous-ensemble unitaire imperdable, manipulable et transportable comportant le piston et l'amortisseur de torsion, ce sousensemble pouvant ensuite être mis en place sur le moyeu de turbine.
Dans les conceptions proposées dans ces deux documents, la structure du moyeu de turbine et les modes de fixation et/ou de liaison en rotation de la roue de turbine et/ou du flasque de liaison de la partie de sortie sont particulièrement complexes et coûteux à mettre en oeuvre.
Dans le document US-A-4.875.562, le moyeu de la roue de turbine est une pièce massive usinée comportant une partie radialement interne en forme de manchon dans laquelle sont usinées des cannelures axiales internes. Le moyeu comporte un voile qui s'étend radialement vers l'extérieur sur lequel la roue de turbine est fixée par une série de rivets, au voisinage de sa portion située radialement vers l'intérieur tandis que sa portion située radialement vers l'extérieur comporte des pattes axiales qui s'étendent en direction de l'amortisseur de torsion.
La partie de sortie de l'embrayage de verrouillage est également guidée sur une surface cylindrique usinée de la partie radialement interne du moyeu de la roue de turbine.
Dans le document WO-A-94/07058, la partie de sortie comporte un flasque de liaison en rotation qui s'étend radialement vers l'intérieur en direction d'un manchon cannelé intérieurement à une extrémité duquel il est monté par sertissage tandis que la roue de turbine est montée par rivetage sur une partie médiane du flasque de liaison, au voisinage de sa partie située radialement vers l'intérieur. Selon une autre conception, le manchon cannelé comporte un voile radial de raccordement, réalisé en une seule pièce et usiné, à la périphérie radiale externe duquel sont fixés par rivetage le flasque de liaison en rotation de la partie de sortie et la roue de turbine.
Toutes les conceptions qui viennent d'être décrites du moyeu de turbine et des moyens de fixation et/ou de liaison en rotation de la roue de turbine et de la partie de sortie de l'amortisseur de verrouillage sont particulièrement coûteuse dans la mesure où elles nécessitent de nombreuses opérations d'usinage et elles imposent des opérations d'assemblage complexes et difficiles à automatiser. En outre le moyeu de turbine est massif.
Afin de remédier à ces inconvénients, l'invention propose une nouvelle conception d'un appareil d'accouplement hydrocinétique du type mentionné précédemment, caractérisé en ce que le moyeu de la roue de turbine comporte, réalisés en une seule pièce
- une jupe cylindrique dentée extérieurement qui est montée coulissante axialement dans un trou central denté du flasque de liaison de la partie de sortie de l'embrayage de verrouillage
- une douille cannelée intérieurement montée sur un tronçon cannelé de l'arbre de sortie ; et
- un voile annulaire de raccordement de la jupe cannelée à la douille cannelée.
Selon d'autres caractéristiques de l'invention
- la jupe dentée s'étend axialement sensiblement au droit de la douille cannelée
- le voile de raccordement relie un bord d'extrémité axiale de la douille cannelée à un bord d'extrémité axiale de la jupe dentée, et le voile de raccordement s'étend sensiblement dans un plan radial
- le moyeu de la roue de turbine est une pièce en tôle
- le piston comporte une virole de centrage du piston par rapport au moyeu de la roue de turbine
- une pièce de centrage est interposée entre la virole de centrage du piston et le moyeu de la roue de turbine
- la pièce de centrage comporte une paroi cylindrique intérieure montée sur la douille cannelée, une paroi cylindrique extérieure sur laquelle est montée la virole de centrage, et une paroi radiale de raccordement des parois cylindriques intérieure et extérieure
- la paroi cylindrique extérieure est reliée à la paroi radiale de liaison par un premier bord axial d'extrémité et son second bord axial d'extrémité est fixé au moyeu de la roue de turbine
- le second bord axial d'extrémité de la paroi cylindrique externe de la pièce de centrage se prolonge axialement vers l'extérieur par un disque annulaire de fixation qui est adjacent à une face radiale en vis-à-vis du voile de raccordement du moyeu de la roue de turbine et auquel il est fixé
- la pièce de centrage est une pièce en tôle
- la roue de turbine est fixée au voile de raccordement du moyeu de la roue de turbine
- la roue de turbine est fixée sur la face radiale du voile de raccordement qui est opposée à la face radiale à laquelle le disque annulaire de fixation est adjacent.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels
- La figure 1 est une vue en coupe axiale d'un appareil hydrocinétique réalisé conformément aux enseignements de l'invention
- la figure 2 est une vue en perspective, avec arrachement partiel, du moyeu de la roue de turbine de l'appareil hydrocinétique de la figure 1 ; et
- la figure 3 est une vue en perspective de la pièce de centrage du piston sur le moyeu de la roue de turbine.
On a représenté à la figure 1 un appareil d'accouplement hydrocinétique 10 qui comporte, agencés dans un même boîtier étanche 12 formant carter d'huile, un convertisseur de couple 14 et un embrayage de verrouillage 16.
Le carter 12 forme un élément menant et il est propre à être lié en rotation au vilebrequin du moteur à combustion interne du véhicule automobile dont la transmission comporte un tel appareil hydrocinétique.
Le carter 12 est annulaire et il est composé d'une première coquille 18 comportant une paroi annulaire 20, globalement d'orientation transversale, et d'une deuxième coquille 22 faisant face à la première coquille 18 et conformée de façon à définir une roue d'impulseur 24 à aubes 26. Les aubes 26 de la roue d'impulseur 24 sont solidaires de la face interne de la coquille 22. Les coquilles 18, 22 sont raccordées, ici par soudage, l'une à l'autre de façon étanche à leurs périphéries externes et la paroi transversale annulaire 20 porte, en son centre, un centreur et, à sa périphérie, des parties filetées pour assurer sa liaison en rotation avec le vilebrequin (non représenté).
Le reste du convertisseur de couple comprend une roue de turbine 28 munie d'aubes 30 faisant face aux aubes 26 de la roue d'impulseur 24 pour circulation de l'huile, et une roue de réacteur 32.
La roue de turbine 28 est liée en rotation à un arbre mené 34 par l'intermédiaire d'un moyeu central de roue de turbine 36, tandis que la roue de réacteur 32 est reliée à un manchon 68 avec interposition d'une roue libre 38. Le manchon 68 est solidaire en rotation d'un arbre fixe 40, également appelé "manchon de réaction", par un montage à cannelures.
L'arbre fixe 40 est de conception tubulaire pour le passage de l'arbre interne mené 34 qui est lui-même tubulaire pour permettre un passage de l'huile. L'arbre mené 34 est solidaire en rotation du moyeu de roue de turbine 36 comme cela sera expliqué par la suite.
Le moyeu 36, ici métallique, constitue un élément mené et il appartient à l'embrayage de verrouillage 16 en étant associé à la partie de sortie de celui-ci. La deuxième coquille 22 comporte un manchon 42 qui est enfilé sur palier fixe (non représenté). L'embrayage de verrouillage 16 est disposé axialement entre la paroi transversale annulaire 20 et la roue de turbine 28 du carter 12.
L'embrayage 16 comporte un amortisseur de torsion 44, un piston 46 monté mobile par rapport à l'élément mené 36, et au moins une garniture de frottement 48 qui est associée au piston 46 et qui est propre à être serrée axialement, entre le piston 46 et un contre-piston constitué par une portion annulaire en vis-à-vis 50 de la paroi transversale annulaire 20 de la première coquille 18 formant élément menant. La garniture 48 est solidaire du piston 46 ou en variante de la paroi 20.
L'amortisseur de torsion comporte une partie d'entrée 46,52 et une partie de sortie 54 et des ressorts 55 (représentés schématiquement) qui sont interposés circonférentiellement entre les parties d'entrée 46,52 et de sortie 54 pour accoupler celles-ci. L'amortisseur est implanté à la périphérie externe du boîtier étanche 12 et du piston 46.
Plus précisément, l'amortisseur de torsion 44 comporte deux parties coaxiales 46,52-54 qui sont montées mobiles l'une par rapport à l'autre à l'encontre des ressorts 55 à action circonférentielle, à savoir une partie d'entrée comprenant le voile 46 et dotée d'une rondelle de guidage 52 et une partie de sortie 54 dotée d'un voile 56 ici d'un seul tenant avec un flasque 60 décrit ci-après.
Le piston 46 comporte à sa périphérie externe une jupe annulaire d'orientation axiale et la rondelle de guidage 52 comporte des portions d'appui pour respectivement maintenir, ici extérieurement, les ressorts 55 et permettre leur appui, tandis que le voile 56 comporte des portions d'appui et de maintien pour permettre un appui aux ressorts 55 et retenir ceux-ci intérieurement. La rondelle de guidage entoure au moins en majeure partie le voile 56 et est fixé par rivetage au piston 46.
Les portions d'appui du voile 56 sont formées à la faveur de crevés d'appui de forme sinueuse. Les portions d'appui de la rondelle de guidage 52 sont formées par deux séries de pattes. Pour plus de précision on se reportera au document WO-A-94/07058.
La partie de sortie 54 se termine radialement vers l'intérieur par un flasque 60 destiné à permettre son coulissement axial par rapport au moyeu 36 de la roue de turbine 28 tout en permettant sa liaison en rotation avec ce moyeu.
A cet effet, le flasque 60, d'orientation globalement transversale, comporte un trou central 62 denté, ici cannelé.
Le piston 46 se termine radialement vers l'intérieur par une virole cylindrique de centrage 64 tournée vers la roue de turbine 28.
On décrira maintenant plus en détail le moyeu 36 réalisé conformément aux enseignements de l'invention.
Le moyeu 36 est réalisé en une seule pièce en tôle par exemple par fluotournage.
Le moyeu 36 comporte une jupe cylindrique extérieure 66 qui s'étend axialement vers la paroi 20 et dont la surface cylindrique périphérique comporte des cannelures 68 complémentaires à celles du trou 62. Cette jupe 66 est donc selon l'invention dentée.
Le moyeu 36 comporte également une douille centrale cannelée 70 qui s'étend axialement vers le centreur de la paroi 20 et dont la surface cylindrique interne comporte des cannelures 72 qui sont prévues pour permettre le montage de la douille 70 sur la portion d'extrémité cannelée complémentaire 74 de l'arbre 34.
L'extrémité libre de la douille reçoit un joint 170 pour assurer l'étanchéité au niveau de l'arbre 34.
Le bord d'extrémité axiale 76 de la douille cannelée 70, qui est tourné vers la roue de turbine 28, est relié au bord d'extrémité axiale 78 de la jupe 66, également tourné vers la roue de turbine 28, par un voile radial annulaire de raccordement 80.
Le voile de raccordement 80 s'étend sensiblement dans un plan radial, et comme on peut le voir sur la figure 1, la jupe cylindrique 66 s'étend axialement au droit d'une partie de la douille cannelée 70 autour de celle-ci, mais sur une longueur axiale inférieure à la longueur axiale de la douille cannelée 70. Le moyeu 36 a ainsi en section une forme de U avec deux branches axiales, dirigées vers la paroi 20, de longueur différente.
Les dentures ou cannelures 68 et 72 de la jupe cannelée 66 et de la douille cannelée 70 peuvent être réalisées par moletage.
Comme on peut le voir sur la figure 1, la roue de turbine 28 est reliée à la partie située radialement vers l'extérieur du voile de raccordement 80 par des pattes radiales internes 82 qui sont rivetées sur le voile 80. En variante les pattes 82 sont remplacées par une couronne.
La roue de turbine 28 est ainsi liée en rotation à son moyeu 36, de même que la partie de sortie 54 par l'intermédiaire du trou cannelé 62.
La douille cannelée 70 délimite une surface cylindrique périphérique externe lisse 84 qui constitue une portée de centrage et d'appui pour une pièce de centrage 86, ici métallique, qui est interposée entre le moyeu 36 de la roue de turbine 28 et la virole 64 de centrage du piston 46.
La pièce de centrage 86 est une pièce en tôle mince réalisée par emboutissage et/ou fluotournage.
La pièce 86 comporte une paroi cylindrique interne 88 d'orientation axiale montée sur la portée cylindrique 84 et une paroi cylindrique externe 90 d'orientation axiale, coaxiale à la paroi cylindrique intérieure 88 et sur laquelle est montée centrée la virole de centrage 64.
Les parois cylindriques intérieure 88 et extérieure 90 sont reliées par une paroi radiale annulaire de raccordement 92, qui relie les bords axiaux d'extrémité des parois 88 et 90 tournées vers la paroi transversale annulaire 20 de la première coquille 18.
Le bord axial d'extrémité 94 de la paroi cylindrique externe 90, tournée vers le voile radial de raccordement 80 se prolonge radialement vers l'extérieur par un disque de fixation 96 qui prend appui axialement contre la face radiale en vis-à-vis 81 du voile de raccordement 80, cette face étant opposée à la face radiale 79 sur laquelle est rivetée la roue de turbine 28.
La pièce 86 a, abstraction faite du disque 96, en section une forme de U dont les branches axiales sont tournées vers le voile 80. Ces branches ont une longueur différente, la branche 90 la plus longue étant déformée localement pour formation d'une gorge de logement d'un joint d'étanchéité intervenant entre la paroi 90 et la virole 64 du piston 46.
La fixation de la pièce de centrage 86 sur le moyeu 36 de la roue de turbine 28 est assurée, au voisinage de la partie radiale externe 98 du disque de fixation 96 par rivetage.
Le moyeu 36 de la roue de turbine 28 constitue un sous-ensemble avec la pièce de centrage 86 et avec la roue de turbine 28.
Le montage et la liaison en rotation de ce sousensemble avec la pièce de sortie 54 de l'embrayage de verrouillage 16 et avec le piston 46 est particulièrement simple dans la mesure où il suffit d'introduire simultanément la jupe cylindrique cannelée 66 dans le trou 62 et la paroi cylindrique externe 90 dans la virole de centrage 64 du piston 46 sans aucune opération complémentaire de rivetage ou de sertissage.
Avantageusement le fluotournage de la jupe 66 est réalisé à l'aide d'une mollette coopérant avec l'alésage interne de la jupe 66 pour repousser la matière dans une bague cannelée au contact de la surface externe de la jupe 76. Pour la douille 70 on procède à l'inverse, la mollette coopérant avec la périphérie externe de la douille 70 pour repousser la matière vers l'intérieur et faire pénétrer celle-ci dans une bague cannelée.
On notera que le moyeu 36 et la pièce de centrage 86 sont montés tête-bêche en étant ici en tôle emboutie.
Le sous-ensemble moyeu 36 - pièce de centrage 86 est donc léger. On appréciera que l'on peut standardiser le moyeu 36 et utiliser la pièce de centrage 86 comme pièce d'adaptation en fonction de la taille du flasque 60.
Bien entendu en variante la jupe 66 peut être en forme de peigne et comporter à son extrémité libre une alternance de dents axiales et d'échancrures, le bord d'extrémité 78 étant continu. Le trou 62 comporte alors une alternance de dents radiales et d'échancrures engrenant avec les dents et les échancrures de la jupe 66 ainsi dentée tout comme le trou 62.
En variante la pièce 86 peut être fixée par soudage au moyeu 36. De même la roue de turbine 28 peut être fixée par soudage au moyeu 36.
La rondelle de guidage 52 peut maintenir les ressorts en étant en forme de demi-coquille.
Bien entendu toutes les dispositions décrites dans le document W0-A-94/07058 sont envisageables.

Claims (14)

REVENDICATIONS
1. Appareil d'accouplement hydrocinétique (10), notamment pour une transmission de véhicule automobile, du type comportant une roue de turbine (28) liée en rotation à un moyeu de roue de turbine (36), formant élément mené, pour son accouplement en rotation avec un arbre de sortie (34), et une roue d'impulseur (24) liée en rotation à un élément menant, et du type comportant un embrayage de verrouillage (16) propre à intervenir entre l'élément menant et l'élément mené et qui comporte deux parties coaxiales (46,52-54) montées mobiles l'une par rapport à l'autre à l'encontre de ressorts (55) à action circonférentielle parmi lesquelles une partie d'entrée comportant un piston (46) et une partie de sortie (54) qui se prolonge radialement vers l'intérieur par un flasque (60) de liaison en rotation avec le moyeu (36) de la roue de turbine (28), caractérisé en ce que le moyeu (36) de la roue de turbine (28) comporte, réalisés en une seule
v pièce
- une jupe cylindrique (66) dentée extérieurement (68) qui est montée coulissante axialement dans un trou central denté (62) du flasque de liaison (60) de la partie de sortie de l'embrayage de verrouillage (16);
- une douille (70) cannelée intérieurement (72) montée sur un tronçon cannelé (74) de l'arbre de sortie (34) ; et
- un voile annulaire (80) de raccordement de la jupe cannelée (66) à la douille cannelée (70).
2. Appareil d'accouplement hydrocinétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la jupe dentée (66) s'étend axialement sensiblement au droit de la douille cannelée (70).
3. Appareil d'accouplement hydrocinétique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le voile de raccordement (80) relie un bord d'extrémité axiale (76) de la douille dentée (70) à un bord d'extrémité axiale (78) de la jupe cannelée (66), et en ce que le voile de raccordement (80) s'étend sensiblement dans un plan radial.
4. Appareil d'accouplement hydrocinétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyeu (36) de la roue de turbine (28) est une pièce en tôle.
5. Appareil d'accouplement hydrocinétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le piston (46) comporte une virole (64) de centrage du piston (46) par rapport au moyeu (36) de la roue de turbine (28).
6. Appareil d'accouplement hydrocinétique selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une pièce de centrage (86) est interposée entre la virole de centrage (64) du piston (46) et le moyeu (36) de la roue de turbine (28)
7. Appareil d'accouplement hydrocinétique selon la revendication 6, caractérisé en ce que la pièce de centrage (86) comporte une paroi cylindrique intérieure (88) montée sur la douille cannelée (70, 84), une paroi cylindrique extérieure (90) sur laquelle est montée la virole de centrage (64), et une paroi radiale (92) de raccordement des parois cylindriques intérieure (88) et extérieure (90).
8. Appareil d'accouplement hydrocinétique selon la revendication 7, caractérisé en ce que la paroi cylindrique extérieure (90) est reliée à la paroi radiale de liaison (92) par un premier bord axial d'extrémité, et en ce que son second bord axial d'extrémité (94) est fixé au moyeu (36) de la roue de turbine (28).
9. Appareil d'accouplement hydrocinétique selon la revendication 8, caractérisé en ce que le second bord axial d'extrémité (94) de la paroi cylindrique externe (90) de la pièce de centrage (86) se prolonge axialement vers l'extérieur par un disque annulaire de fixation (96) qui est adjacent à une face radiale en vis-à-vis (81) du voile de raccordement (80) du moyeu (36) de la roue de turbine (28) et auquel il est fixé.
10. Appareil d'accouplement hydrocinétique selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que la pièce de centrage (86) est une pièce en tôle.
11. Appareil d'accouplement hydrocinétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la roue de turbine (28) est fixée au voile de raccordement (80) du moyeu (36) de la roue de turbine (28).
12. Appareil d'accouplement hydrocinétique selon la revendication 11 prise en combinaison avec la revendication 9, caractérisé en ce que la roue de turbine (28) est fixée sur la face radiale (79) du voile de raccordement (80) qui est opposée à la face radiale (81) à laquelle le disque annulaire de fixation (96) est adjacent.
13. Appareil d'accouplement hydrocinétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la jupe cylindrique (66) du moyeu de roue de turbine (36) est cannelée.
14. Appareil d'accouplement hydrocinétique selon la revendication 13, caractérisé en ce que ladite jupe cylindrique (66) cannelée est obtenue par fluotournage.
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