FR2767175A1 - Convertisseur de couple hydrodynamique - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un convertisseur de couple hydrodynamique (1) comportant une roue de turbine (2) reçue dans un carter (13) et un accouplement de contournement (10) du convertisseur, l'accouplement de contournement (10) du convertisseur comportant un piston (11) mobile axialement sur un moyeu (3) et un disque d'accouplement (12), à garnitures de friction (26a, 26b) disposées radialement à l'extérieur, agencé de manière fixe à rotation avec le moyeu (3). Une lamelle (50) mobile axialement, agencée de manière fixe en rotation avec le carter, est agencée axialement entre la zone de bord radialement extérieure du piston, reçu à rotation libre sur le moyeu, et les garnitures de friction (26a, 26b) du disque d'accouplement. La lamelle (50) peut être en forme d'élément sensiblement annulaire circulaire; elle peut être reliée de façon fixe en rotation au carter (13). La zone de bord radialement intérieure (55) de la lamelle peut être située radialement à l'extérieur d'un amortisseur du disque d'accouplement (12).
Description
La présente invention concerne un convertisseur de couple hydrodynamique comportant une roue de turbine reçue dans un carter et un accouplement de contournement du convertisseur, l'accouplement de contournement du convertisseur comportant un piston mobile axialement sur un moyeu et un disque d'accouplement, à garnitures de friction disposées radialement à l'extérieur, agencé de manière fixe à rotation avec le moyeu.
La partie d'entrée du disque d'accouplement est ici pourvue, radialement à l'extérieur, de garnitures de friction et la partie de sortie est reliée au moyeu, radialement à l'intérieur, au moyen d'un engrenage.
De tels convertisseurs de couple hydrodynamiques présentent en règle générale, à l'intérieur du carter, une roue de pompe reliée de façon fixe au carter et un distributeur de turbine disposé entre la roue de turbine et la roue de pompe. Le piston est en règle générale relié de façon fixe au moyeu, ou peut tourner par rapport au moyeu à l'intérieur d'une zone angulaire de l'amortisseur qui peut être prédéfinie.
De tels convertisseurs de couple sont connus par exemple par le DE 37 22 860 ou le DE 44 31 640. En raison des masses rotatives élevées du piston, il se produit, en particulier lors de la marche à vide du moteur à combustion, des bruits de cliquetis qui conduisent à des impressions inconfortables quant à la marche de l'ensemble moteur-transmission.
C'est le but de la présente invention que de réaliser un convertisseur de couple hydrodynamique, à accouplement de contournement de convertisseur, qui améliore les propriétés acoustiques de convertisseurs de couple de l'état de la technique, en particulier lors de la marche à vide, et qui permette simultanément un faible coût de fabrication.
C'est un but deuxième, partiel, que de réaliser un convertisseur de couple dont l'encombrement, en particulier axial, soit faible.
C'est un troisième but de l'invention que de simplifier le processus de fabrication de convertisseurs de couple hydrodynamique et de réduire le nombre de pièces du convertisseur de couple hydrodynamique et d'atteindre ainsi une fabrication plus économique de ces ensembles.
Selon la présente invention, ce but est atteint dans un convertisseur de couple hydrodynamique du type mentionné dans l'introduction par le fait qu'une lamelle mobile axialement, agencée de manière fixe en rotation avec le carter, est agencée axialement entre la zone de bord radialement extérieure du piston, reçu à rotation libre sur le moyeu, et les garnitures de friction du disque d'accouplement.
Il est particulièrement avantageux ici que le piston soit mobile en rotation libre sur le moyeu et soit séparé du flux de couple. Le piston exerce alors la seule fonction de la montée en pression et de l'appui de la lamelle contre les garnitures de friction agencées entre la lamelle et la contresurface de friction.
De façon avantageuse, la lamelle peut être réalisée sous forme d'élément sensiblement annulaire circulaire. Il peut alors être approprié que la lamelle soit réalisée sous forme de pièce de tôle usinée ou de pièce estampée.
La lamelle peut, de façon appropriée, être reliée de façon fixe en rotation au carter du convertisseur de couple.
Selon un exemple de réalisation avantageux, la lamelle peut comporter sur sa zone de bord radialement extérieure un engrenage qui s'engrène avec un engrenage intérieur usiné dans le carter du convertisseur de couple.
De façon appropriée, on peut prévoir de plus que la lamelle
comporte une zone radialement extérieure qui s'étend en direction radiale et est pourvue d'un engrenage,
comporte une zone radialement intérieure qui s'étend en direction radiale et
comporte entre ces zones une zone inclinée qui s'étend en direction radiale et en direction axiale.
comporte une zone radialement extérieure qui s'étend en direction radiale et est pourvue d'un engrenage,
comporte une zone radialement intérieure qui s'étend en direction radiale et
comporte entre ces zones une zone inclinée qui s'étend en direction radiale et en direction axiale.
Il peut aussi être approprié que la zone de bord radialement intérieure de la lamelle soit située radialement à l'intérieur d'une zone de bord radialement intérieure d'une garniture de friction.
La zone de bord radialement intérieure de la lamelle peut de façon particulièrement avantageuse être située radialement à l'extérieur d'un amortisseur du disque d'accouplement.
On va maintenant expliquer de façon plus détaillée l'invention à l'aide d'un exemple de réalisation. Les Figures représentent:
la Fig. 1 une vue en coupe transversale d'un convertisseur de couple et
la Fig. 2 une vue d'un disque d'accouplement et d'une lamelle.
la Fig. 1 une vue en coupe transversale d'un convertisseur de couple et
la Fig. 2 une vue d'un disque d'accouplement et d'une lamelle.
La Fig. 1 représente un convertisseur de couple hydrodynamique 1 dans lequel la roue 2 de turbine est représentée par l'enveloppe 2a de la roue de turbine.
La turbine/roue de turbine 2 est agencée ou assemblée de façon fixe en rotation sur un moyeu 3. Cet assemblage peut être en règle générale effectué au moyen de rivetages ou de soudages. Une roue de pompe, et éventuellement un .distributeur annulaire, sont agencés, en plus de la roue de turbine 2, dans le carter 13 du convertisseur de couple 1.
La turbine 2 du convertisseur de couple 1 et l'accouplement de contournement 10 de convertisseur à piston 11 et disque d'accouplement 12 sont agencés à l'intérieur d'un carter 13. Le disque d'accouplement 12 comporte ici, entre la partie d'entrée et la partie de sortie du disque 12, un amortisseur d'oscillations de torsion.
Le disque d'accouplement 12 se compose essentiellement d'une bride 22, qui est la partie de sortie, reçue axialement entre deux disques latéraux 20, 21, qui constituent la partie d'entrée. Les disques latéraux sont assemblés entre eux à distance axiale fixe l'un de l'autre, au moins par un élément de fixation 23, 24 comme un élément de rivet et sont agencés de façon fixe en rotation entre eux. Un disque 25 de support de garnitures qui porte au moins sur un côté ou, selon un autre exemple de réalisation avantageux, sur les deux côtés, des garnitures de friction 26a, 26b est assemblé aux disques latéraux 20, 21 au moyen d'un élément de fixation 24. Le support de garnitures qui est un composant en forme de disque comporte des languettes 25a disposées radialement à l'intérieur qui servent au rivetage avec un disque latéral 21. Le disque latéral 20 comporte également des pattes 20a disposées radialement à l'intérieur qui pénètrent dans des évidements des pattes 25a du disque 25 de support de garnitures.
L'assemblage entre les disques latéraux 20, 21 est alors réalisé au moyen d'un rivet 24 sur deux et les autres rivetages servent à assembler le support de garnitures avec un disque latéral. De cette manière, seules deux tôles sont respectivement assemblées au moyen de chaque rivet. I1 en résulte une réduction avantageuse de l'encombrement axial
La bride 22 comporte une zone qui s'étend en direction radiale dans laquelle sont ménagées, par exemple par estampage, des fenêtres de réception des accumulateurs de force. La bride comporte en outre dans sa zone radialement intérieure 22a, un pied sensiblement cylindrique creux 22b, qui s'étend en direction axiale et qui comporte radialement à l'intérieur un engrenage intérieur 70. L'engrenage intérieur 70 est engrené avec un engrenage extérieur 71 du moyeu. De cette manière, un couple est transmis de la bride 22 au moyeu 3. Le moyeu 3 comporte luimême un engrenage interne 73 qui peut être relié à un arbre, non représenté, d'entrée de transmission pour la transmission du couple.
La bride 22 comporte une zone qui s'étend en direction radiale dans laquelle sont ménagées, par exemple par estampage, des fenêtres de réception des accumulateurs de force. La bride comporte en outre dans sa zone radialement intérieure 22a, un pied sensiblement cylindrique creux 22b, qui s'étend en direction axiale et qui comporte radialement à l'intérieur un engrenage intérieur 70. L'engrenage intérieur 70 est engrené avec un engrenage extérieur 71 du moyeu. De cette manière, un couple est transmis de la bride 22 au moyeu 3. Le moyeu 3 comporte luimême un engrenage interne 73 qui peut être relié à un arbre, non représenté, d'entrée de transmission pour la transmission du couple.
Les garnitures de friction 26a, 26b, en forme de garnitures sensiblement circulaires ou ovales, sont appliquées, par exemple collées ou emmanchées par pression, sur le disque de support de garnitures. Les garnitures peuvent comporter des rainures pour permettre le passage d'un fluide qui peut s'écouler à travers les rainures même lorsque l'accouplement de contournement du convertisseur est fermé.
Les disques latéraux 20, 21 comportent des ouvertures 30, par exemple des fenêtres de ressorts, ou des renflements étanches à l'huile comme zones de réception pour recevoir des accumulateurs de force 32, 33. La bride 22 comporte des évidements 31, par exemple des fenêtres de ressorts, pour recevoir des accumulateurs de force. Dans les zones de réception des disques latéraux et de la bride sont agencés des accumulateurs de force 32, 33, par exemple des ressorts de compression, qui sont agencés d'une manière telle qu'une transmission de couple s'effectue des disques latéraux vers la bride au moyen des accumulateurs de force lors d'une rotation relative des disques latéraux et de la bride. Ceci constitue donc un amortisseur. Pour centrer axialement les disques latéraux 20, 21 et la bride 22, un accumulateur de force 27, par exemple un ressort à disque, est agencé dans la zone radialement intérieure de l'amortisseur entre l'un des disques latéraux et la bride. Le ressort à disques s'appuie radialement à l'intérieur sur le disque latéral et radialement à l'extérieur sur la bride, le ressort à disque pouvant s'engrener par un engrenage dans un contre-engrenage disposé sur la bride ou sur un contre disque, et pouvant ainsi être relié de façon fixe en rotation à la bride ou au disque latéral. Le ressort à disque peut être agencé aussi bien entre la bride et le disque latéral agencé sur le côté moteur qu'entre la bride et le disque latéral du côté roue de turbine. Il est particulièrement avantageux que l'autre des disques latéraux s'appuie par friction sur la bride lors d'une rotation relative, comme représenté radialement à l'intérieur de l'élément d'assemblage 23.
Le piston 11 comporte à sa zone de bord radialement extérieure une surface de contact ou surface de friction 40. Le piston 11 est réalisé sous forme d'élément annulaire circulaire à évidement central, l'évidement recevant le moyeu 3. Le piston 11 est ainsi porté par le moyeu 3. Le piston comporte dans sa zone radialement intérieure une zone 41 rabattue en direction axiale, qui sert de pied pour recevoir le moyeu. Une bague d'étanchéité 43 qui sert à l'étanchéité du piston par rapport au moyeu est reçue entre le pied 41 et le moyeu dans une rainure périphérique 42. Le piston peut tourner librement par rapport au moyeu et se déplacer axialement par rapport à celui-ci, en pouvant s'appuyer axialement par sa zone radialement intérieure dans la zone radialement extérieure 3a du moyeu 3. Cette zone est pourvue d'un palier axial 90, par exemple un disque de palier ou un palier lisse ou un palier à roulement, qui est agencé entre le piston 4 et le moyeu 3. Selon un exemple avantageux de réalisation, le piston est agencé à rotation par rapport au moyeu 3. De cette manière, lors d'oscillations sur le côté entrainement du convertisseur, le piston n'est pas soumis à des oscillations en rotation et le moment d'inertie du piston est donc découplé de ces oscillations. De cette manière, le cliquetis est au moins réduit, sinon totalement éliminé, par le piston.
Entre l'une des garnitures de friction 26b du disque d'accouplement 12 et le piston 11 est agencé axialement une lamelle annulaire circulaire 50 qui est reliée de façon fixe à rotation, au moyen de l'engrenage 52 situé radialement à l'extérieur de la lamelle, au carter pourvu de l'engrenage intérieur 51 du carter . La lamelle 50 est mobile axialement à l'intérieur de l'engrenage 51 du carter. Cet assemblage en engagement positif entre la lamelle et le carter s'effectue de préférence sans intercaler aucun autre composant.
La zone radialement intérieure 55 de la lamelle est agencée radialement à l'intérieur de la zone de bord des garnitures de friction. Entre son bord radialement intérieur, qui s'étend en direction radiale, et son bord radialement extérieur qui s'étend en direction radiale, la lamelle 50 comporte une zone intermédiaire 50a inclinée, en vue en direction axiale.
Lorsque la pression est appliquée à l'espace de pression 60, l'accouplement est mis en prise si la pression est plus grande dans l'espace de pression 60 que dans l'espace de pression 61 et le piston, dans ce cas, s'appuie sur les bagues de friction 53, 54 et appuie la lamelle contre la surface de friction 26b et la surface de friction 26a contre la surface de friction côté carter de l'accouplement à friction.
L'accouplement est mis en prise ou mis en oeuvre en patinant. Si la pression est plus grande dans l'espace de pression 61 que dans l'espace de pression 60, l'accouplement est débrayé. Les bagues de friction 53, 54 peuvent aussi être réalisées d'un seul tenant.
Elles servent à transmettre du piston à la lamelle la force axiale, et servent simultanément à réduire les pertes par friction ou abrasion lorsque les vitesses de rotation de la lamelle et du piston sont différentes. Il est également avantageux que les bagues de friction soient de structure relativement mince afin qu'un bon flux thermique s'établisse par la bague ou les bagues de friction.
La Fig. 2 représente une vue partielle d'un disque d'accouplement 2 et d'une lamelle 50. On y remarque l'engrenage situé radialement à l'intérieur, par exemple l'engrenage intérieur 70, de la bride 22, pour la transmission du couple au moyeu 3. Le disque latéral 21 est assemblé au disque latéral opposé 20, qui n'est pas représenté, de façon fixe en rotation et axialement fixe, au moyen des éléments d'assemblage 23 par exemple des rivets. Les rivets 23 sont répartis de façon sensiblement uniforme sur la périphérie. Des fenêtres 30 de ressort sont ménagées, par exemple par estampage, dans le disque latéral 20 pour recevoir les accumulateurs de force 32, 33. Ces accumulateurs de force consistent en accumulateurs de force de diamètres divers agencés coaxialement et s'appuient pour la transmission du couple, par leurs enroulements finaux, sur les extrémités de fenêtres 30a, 30b en vue en direction périphérique.
Un support annulaire circulaire 25 de garnitures est assemblé, sur la zone radialement extérieure du disque d'accouplement 12, au moins à l'un des disques latéraux 20, 21 à l'aide d'éléments d'assemblage 24.
Le support de garnitures porte, sur chacun de ses côtés, au moins une garniture de friction qui peut également comporter de préférence des encoches pour l'écoulement de fluide et le refroidissement.
La présente invention se réfère en outre à la demande antérieure DE 196 34 029 dont le contenu est expressément incorporé au contenu de la description de la présente demande.
La lamelle 50 comporte une surface de friction qui peut venir en contact de friction avec une surface de friction d'une garniture de friction 26b en cas d'application. Dans la zone radialement extérieure de la lamelle 50 est agencé un engrenage 52 qui est engrené avec un engrenage intérieur du couvercle de carter. En raison de cet engrènement, la lamelle 50 est agencée de façon fixe en rotation, mais mobile axialement, par rapport au carter.
Lorsque l'accouplement est enclenché, le flux de force ou de couple s'effectue donc en partant du carter 13 du convertisseur de couple 1 vers l'une des surfaces de friction de la garniture de friction 26a du disque d'accouplement, et du carter 13 par les engrenages 51, 52 du carter et de la lamelle et par la lamelle 50 à l'autre surface de friction de l'autre garniture de friction 26b du disque d'accouplement et, de là, par les disques latéraux 20, 21 et par les accumulateurs de force 32, 33 à la bride 22, et de la bride 22 par les engrenages 70, 71 au moyeu 3, et du moyeu 3 à l'arbre d'entrée de la transmission, non représenté. Le piston 11 ne sert pas à la transmission de couple puisqu'il est agencé à rotation par rapport au moyeu 3 et au carter 13.
La séquence des composants, en vue en direction radiale, est la suivante: carter 13 à contre-surface de friction, garniture de friction 26a à surface de friction, support 25 de garnitures, garniture de friction 26 à surface de friction, lamelle 50 et piston 11.
Les convertisseurs de couple représentés aux figures se composent essentiellement de pièces de tôle qui peuvent être configurées ou usinées par formage, par exemple par étirage profond. Les pièces, comme par exemple le piston, peuvent également être fabriquées en aluminium.
En employant une commande appropriée au moyen d'un système de commande pourvu par exemple d'une unité informatisée et de vannes réglables pour appliquer une pression à des espaces de pression, le convertisseur de couple à accouplement de contournement de convertisseur peut être utilisé d'une manière telle que l'accouplement de contournement du convertisseur peut être commandé à patinage dans une plage de fonctionnement et peut être mis en oeuvre d'une façon ouverte ou fermée en fonction du point de fonctionnement respectif.
Les revendications annexées à la présente demande sont des propositions de formulation, sans préjudice de l'obtention d'une protection par brevet qui continue. La demanderesse se réserve le droit de revendiquer encore d'autres particularités qui ne sont jusqu'ici exposées que dans la description et/ou les dessins.
Des références employées dans les sousrevendications concernent la poursuite du développement de l'objet de la revendication principale grâce aux particularités des sousrevendications respectives; il ne faut pas les considérer comme un renoncement à l'obtention d'une protection autonome de l'objet des particularités des sous-revendications concernées.
Mais les objets de ces sous-revendications constituent aussi des inventions autonomes, qui représentent une configuration indépendante des objets des sous-revendications précédentes.
L'invention n'est pas non plus limitée à l'exemple ou aux exemples de réalisation de la description. Bien plutôt, de nombreuses altérations et modifications sont possibles dans le cadre de l'invention, en particulier des variantes, éléments et combinaisons et/ou matières qui sont par exemple inventives par combinaison ou transformation des particularités ou éléments ou étapes de procédé décrits dans la description générale et les modes de réalisation ainsi que les revendications et contenus dans les dessins, et qui conduisent par des particularités combinables à un nouvel objet ou à de nouvelles étapes de procédé ou séquences d'étapes de procédé, dans la mesure aussi où ils concernent des procédés de fabrication, de vérification et d'usinage.
Claims (7)
1. Convertisseur de couple hydrodynamique comportant une roue de turbine reçue dans un carter et un accouplement de contournement du convertisseur, l'accouplement de contournement du convertisseur comportant un piston mobile axialement sur un moyeu et un disque d'accouplement, à garnitures de friction disposées radialement à l'extérieur, agencé de manière fixe à rotation avec le moyeu,
caractérisé en ce que
une lamelle mobile axialement, agencée de manière fixe en rotation avec le carter, est agencée axialement entre la zone de bord radialement extérieure du piston, reçu à rotation libre sur le moyeu, et les garnitures de friction du disque d'accouplement.
2. Convertisseur de couple hydrodynamique selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
la lamelle est réalisée sous forme d'élément sensiblement annulaire circulaire.
3. Convertisseur de couple hydrodynamique selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
la lamelle est reliée de façon fixe en rotation au carter du convertisseur de couple.
4. Convertisseur de couple hydrodynamique selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
la lamelle comporte sur sa zone de bord radialement extérieure un engrenage qui s'engrène avec un engrenage intérieur usiné dans le carter du convertisseur de couple.
5. Convertisseur de couple hydrodynamique selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que la lamelle
comporte une zone radialement extérieure qui s'étend en direction radiale et est pourvue d'un engrenage,
comporte une zone radialement intérieure qui s'étend en direction radiale et
comporte entre ces zones une zone inclinée qui s'étend en direction radiale et en direction axiale.
6. Convertisseur de couple selon l'une des revendications précédentes
caractérisé en ce que
la zone de bord radialement intérieure de la lamelle est située radialement à l'intérieur d'une zone de bord radialement intérieure d'une garniture de friction.
7. Convertisseur de couple hydrodynamique selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
la zone de bord radialement intérieure de la lamelle est située radialement à l'extérieur d'un amortisseur du disque d'accouplement.
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