FR3020425A1 - Dispositif de transmission de couple pour un vehicule automobile - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de transmission de couple pour un véhicule automobile, comportant un élément d'entrée de couple (7a), un élément de sortie de couple (24), et au moins un groupe d'organes élastiques (10a, 10b) montés entre les éléments d'entrée (7a, 7b) et de sortie (24) de couple et agencés en série par l'intermédiaire d'un organe de phasage (30). L'élément de sortie (24) de couple et l'organe de phasage (30) comportent des premiers (28a, 33a) et seconds (28b, 33b) moyens de butée limitant leur rotation relative dans deux sens de rotation opposés (D, R), l'élément d'entrée de couple (7a, 7b) et l'organe de phasage (30) comportant des troisièmes (34, 17b) et quatrièmes (34, 16b) moyens de butée limitant leur rotation relative dans deux sens de rotation opposés (D, R).

Description

La présente invention concerne un dispositif de transmission de couple pour un véhicule automobile. Un tel dispositif comporte de façon générale un élément d'entrée de couple, un élément de sortie de couple, et des organes élastiques montés entre les éléments d'entrée et de sortie de couple et agissant à l'encontre de la rotation de l'un desdits éléments d'entrée et de sortie de couple par rapport à l'autre. Lorsque le dispositif de transmission de couple est de type LTD (Long Travel Damper), il comprend plusieurs groupes d'organes élastiques, les organes élastiques d'un même groupe étant agencés en série par l'intermédiaire d'un organe de phasage de façon à ce que les organes élastiques de chaque groupe se déforment en phase les uns avec les autres. Il est connu d'améliorer la qualité de la filtration obtenue à l'aide d'un tel dispositif de transmission en réduisant la raideur des organes élastiques et/ou en augmentant le rayon d'implantation des organes élastiques. La demande de brevet FR 2 988 455, au nom de la Demanderesse, divulgue un dispositif de transmission du type précité dans lequel les éléments d'entrée et de sortie de couple comportent des premiers et seconds moyens de butée limitant leur rotation relative dans deux sens de rotation opposés, l'élément d'entrée de couple et l'organe de phasage comportant des troisième et quatrième moyens de butée limitant leur rotation relative dans deux sens de rotation opposés, les éléments d'entrée et de sortie de couple comportent des cinquièmes et des sixièmes moyens de butée limitant leur rotation relative dans deux sens de rotation opposés. En particulier, les troisième et quatrième moyens de butée sont notamment formés par des éléments en saillie s'étendant radialement, chaque élément en saillie étant formé sur l'une des rondelles de guidage, par emboutissage. Chaque élément en saillie comporte ainsi deux faces de butée opposées s'étendant radialement.

De tels éléments en saillie ont une dimension radiale importante et, compte tenu de l'encombrement radial disponible, nécessitent de placer les organes élastiques sur un rayon d'implantation relativement faible et nécessitent de créer une découpe dans la zone de liaison des rondelles de guidage ce qui réduit leur tenue. Ceci affecte, par conséquent, l'efficacité de la filtration des vibrations et des acyclismes de rotation réalisée à l'aide du dispositif de transmission de couple. L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique à ce problème.

A cet effet, elle propose un dispositif de transmission de couple pour un véhicule automobile, comportant un élément d'entrée de couple, un élément de sortie de couple, et au moins un groupe d'organes élastiques montés entre les éléments d'entrée et de sortie de couple et agissant à l'encontre de la rotation de l'un desdits éléments d'entrée et de l'élément de sortie de couple l'un par rapport à l'autre, les organes élastiques de ce groupe étant agencés en série par l'intermédiaire d'un organe de phasage de façon à ce que les organes élastiques de chaque groupe se déforment en phase les uns avec les autres, l'élément de sortie de couple et l'organe de phasage comportant des premiers et seconds moyens de butée limitant leur rotation relative dans deux sens de rotation opposés, l'élément d'entrée de couple et l'organe de phasage comportant des troisièmes et quatrièmes moyens de butée limitant leur rotation relative dans deux sens de rotation opposés, caractérisé en ce que les troisième et quatrième moyens de butée comportent au moins un plot de butée formé sur l'organe de phasage ou respectivement sur l'élément d'entrée de couple, et au moins un logement oblong en forme d'arc de cercle, formé sur l'élément d'entrée de couple ou respectivement sur l'organe de phasage, le plot de butée étant inséré dans le logement et étant apte à venir en appui contre chacune des extrémités dudit logement.

Il est ainsi possible de former les troisième et quatrième butées à l'aide d'un plot de faible diamètre, et donc de faible encombrement radial.

La largeur du logement oblong, c'est-à-dire sa dimension radiale, peut donc être également réduite. Le rayon d'implantation des organes élastiques peut ainsi être augmenté, avec pour effet d'améliorer la qualité de la filtration réalisée.

En fonction de la position des différentes butées, il est possible de contrôler le débattement angulaire de chacun de ces éléments, de façon notamment à limiter la compression des organes élastiques montés entre l'élément d'entrée de couple et l'organe de phasage, d'une part, et entre l'organe de phasage et l'élément de sortie de couple, d'autre part.

De préférence, les organes élastiques sont des ressorts de compression hélicoïdaux, et les moyens de butée sont conçus pour limiter la compression des ressorts et éviter que les spires des ressorts viennent en appui les unes sur les autres. De cette manière, on évite que les ressorts hélicoïdaux subissent un 15 endommagement par écrasement de leurs spires. Selon une caractéristique de l'invention, les organes élastiques du ou de chaque groupe prennent appui, d'une part, sur un voile annulaire formant l'élément de sortie de couple, ou respectivement l'élément d'entrée de couple et, d'autre part, sur deux rondelles de guidage qui s'étendent 20 radialement de part et d'autre du voile annulaire et qui sont mobiles en rotation par rapport à ce dernier, les rondelles de guidage formant l'élément d'entrée de couple, ou respectivement l'élément de sortie de couple. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'organe de phasage comporte une partie annulaire radialement externe, à partir de laquelle des 25 pattes s'étendent radialement vers l'intérieur et servent à l'appui des organes élastiques. Dans ce cas, le plot de butée peut s'étendre axialement depuis la partie annulaire radialement externe de l'organe de phasage, en regard d'une desdites pattes de l'organe de phasage, c'est-à-dire dans une zone 30 ayant une grande résistance mécanique.

Avantageusement, le voile annulaire comporte une partie annulaire radialement interne à partir de laquelle des pattes d'appui des organes élastiques s'étendent radialement vers l'extérieur. Par comparaison avec un voile annulaire comportant des fenêtres de montage des organes élastiques, le voile annulaire précité permet de placer les ressorts sur une circonférence de plus grand diamètre. On améliore ainsi la filtration des vibrations et des acyclismes de rotation du moteur. Par ailleurs, des moyens de butée s'étendent circonférentiellement de part et d'autre de chacune des pattes du voile annulaire et de l'organe de phasage, de façon à ce que les moyens de butée du voile annulaire soient aptes à venir en appui sur les moyens de butée de l'organe de phasage. Une telle structure permet d'assurer de façon simple et fiable la fonction de butée entre l'organe de phasage et le voile annulaire, dans les deux sens de rotation. De manière préférée, le dispositif de transmission de couple comporte deux rondelles de guidage fixées l'une à l'autre par rivetage et/ou par soudage au niveau de leur périphérie radialement externe.

Dans ce cas, l'une au moins des rondelles de guidage peut comporter, à sa périphérie radialement externe, des languettes déformables aptes à être rabattues sur l'autre rondelle de guidage de manière à assurer leur fixation l'une à l'autre. De plus, le dispositif de transmission de couple peut être un convertisseur de couple hydrodynamique. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif de transmission de couple selon l'invention, se présentant sous la forme d'un convertisseur de couple hydrodynamique, - la figure 2 est une vue en perspective et en coupe longitudinale, d'une partie d'un dispositif de transmission de couple selon l'invention, - la figure 3 est une vue de face d'une partie du dispositif de transmission de couple de la figure 2, - la figure 4 est une vue en perspective, d'une partie du dispositif de transmission de couple, - la figure 5 est une vue en perspective du voile annulaire, - la figure 6 est une vue en perspective de l'organe de phasage, - la figure 7 est une vue en perspective illustrant l'une des rondelles de guidage, - les figures 8 à 12 sont des vues de face d'une partie du dispositif de transmission de couple, dans plusieurs positions angulaires des divers éléments mobiles. Un convertisseur de couple hydrodynamique selon l'invention est représenté schématiquement et de façon partielle à la figure 1. Ce convertisseur permet de transmettre un couple d'un arbre de sortie d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, tel par exemple qu'un vilebrequin 1, à un arbre d'entrée 2 d'une boîte de vitesses. Le convertisseur de couple comporte classiquement une roue à aubes d'impulseur 3, apte à entraîner hydrocinétiquement une roue à aubes de turbine 4, par l'intermédiaire d'un réacteur 5.

La roue d'impulseur 3 est couplée au vilebrequin 1 et la roue de turbine 4 est couplée à un moyeu de turbine 6, lui-même couplé à deux rondelles de guidage 7, dites respectivement ci-après rondelle de guidage arrière 7a et rondelle de guidage avant 7b. La rondelle de guidage avant 7b et le moyeu de turbine 6 sont montés rotatifs autour d'un moyeu central cannelé 8, destiné à être couplé à l'arbre d'entrée 2 de la boîte de vitesses.

La rondelle de guidage avant 7b est montée autour du moyeu de turbine 6 et fixée à celui-ci. Les deux rondelles de guidage 7a, 7b s'étendent radialement et délimitent entre elles un espace interne 9 logeant des organes élastiques 10a, 10b, qui sont par exemple des ressorts hélicoïdaux de compression. La rondelle de guidage arrière 7b comporte un rebord cylindrique 11 à sa périphérie radialement externe, s'étendant en direction de la rondelle de guidage avant 7a et fixé à celle-ci. L'extrémité libre du rebord cylindrique 11 comporte des languettes 12 s'étendant axialement, avant fixation des deux rondelles de guidage 7a, 7b entre elles. Ces languettes 12 sont rabattues sur la périphérie externe de la rondelle de guidage avant 7a, lors d'une opération de rivetage, et peuvent être soudées à cette dernière, de manière à assurer la fixation des deux rondelles de guidage 7a, 7b.

Les rondelles de guidage 7a, 7b comportent classiquement des fenêtres 13 ménagées en regard des organes élastiques 10a, 10b. Comme illustré à la figure 7, chaque rondelle de guidage 7a, 7b comporte trois zones 14 en saillie dans l'espace interne 9, formées par emboutissage. Chaque zone 14 comporte deux surfaces opposées et radiales 14a, 14b, destinées à l'appui des organes élastiques 10a, 10b. L'une des rondelles de guidage 7a, 7b, ici la rondelle de guidage arrière 7b, comporte en outre trois lumières ou logements oblongs 15, en forme d'arc de cercle s'étendant sur un angle compris entre 200 et 40°, par exemple. Les lumières 15 sont situées radialement à l'extérieur des zones embouties 14 et des fenêtres 13 et radialement à l'intérieur du rebord cylindrique 11. Chaque lumière comporte deux extrémités, référencées respectivement 15a, 15b. Un moyeu cannelé 16 (figure 2) est également fixé sur la face arrière de la rondelle de guidage arrière 7b. Ce moyeu cannelé 16 comporte une partie radiale 17 fixée sur ladite face arrière de la rondelle de guidage arrière 7b, et un rebord cylindrique cannelé 18 s'étendant vers l'arrière depuis la périphérie radialement externe de la partie radiale 17. Un embrayage 19 (figure 1) permet de transmettre un couple du vilebrequin 1 aux rondelles de guidage 7, dans une phase de fonctionnement déterminée, sans faire intervenir la roue d'impulseur 3 et la roue de turbine 4. Cet embrayage 19 comporte un élément d'entrée 20 couplé au vilebrequin 1 et un élément de sortie, comprenant le moyeu cannelé 16. Un voile annulaire 21 s'étendant radialement est monté dans l'espace interne 9 et est fixé sur le moyeu central 8. Comme cela est mieux visible à la figure 5, le voile annulaire 21 comporte une partie annulaire radialement interne 22 à partir de laquelle des pattes 23, par exemple au nombre de trois, s'étendent radialement vers l'extérieur. Chaque patte 23 comporte deux faces opposées 23a, 23b servant à l'appui des organes élastiques 10a, 10b, inclinées l'une par rapport à l'autre et par rapport à la direction radiale. Deux plots de butée 24a, 24b s'étendent circonférentiellement de part et d'autre de chaque patte 23, au niveau de sa périphérie externe. Les organes élastiques 10a, 10b sont montés circonférentiellement entre le voile annulaire et les rondelles de guidage 7a, 7b. Plus particulièrement, les organes élastiques 10a, 10b sont agencés par paires. Les organes élastiques (figure 1) d'une même paire sont agencés en série par l'intermédiaire d'un organe de phasage commun 25, de façon à ce que les organes élastiques 10a, 10b se déforment en phase les uns avec les autres. Dans la forme de réalisation représentée aux figures, le convertisseur de couple comporte trois paires d'organes élastiques 10a, 10b. Ainsi, pour chaque paire d'organes élastiques 10a, 10b, en fonction du sens de rotation des rondelles de guidage 7a, 7b par rapport au voile annulaire 21, l'un des organes élastiques (par exemple 10a) est destiné à prendre appui, d'une part, sur l'une des faces 14a, 14b de la zone en saillie 14 correspondante des rondelles de guidage 7a, 7b et, d'autre part, sur l'organe de phasage 25. L'autre organe élastique (par exemple 10b) est alors destiné à prendre appui, d'une part, sur l'organe de phasage 25 et, d'autre part, sur l'une des faces 23a, 23b de la patte correspondante 23 du voile annulaire 21. La figure 3 illustre le cas où les ressorts 10a sont partiellement comprimés par la rotation relative de l'organe de phasage 25 et du voile annulaire 21. Au repos, les organes élastiques 10a et 10b ont sensiblement la même longueur.

Comme cela est mieux visible à la figure 6, l'organe de phasage 25 comporte une partie annulaire radialement externe 26, à partir de laquelle des pattes 27 s'étendent radialement vers l'intérieur. Chaque patte 27 comporte deux faces opposées 27a, 27b servant à l'appui des organes élastiques 10a, 10b, inclinées l'une par rapport à l'autre et par rapport à la direction radiale. La partie annulaire externe 26 comporte des zones 28 de forte largeur, c'est-à-dire de forte dimension radiale, situées circonférentiellement de part et d'autre des pattes 27. Ces zones 28 servent à l'appui radial des spires d'extrémités des organes élastiques 10a, 10b, en particulier en fonctionnement, lorsque les organes élastiques 10a, 10b sont soumis à l'effet centrifuge. On garantit ainsi que, en fonctionnement, les autres spires ne viennent pas s'appuyer et frotter sur la partie annulaire radialement externe 26 du voile annulaire 25. Les extrémités circonférentielles des zones 28 forment des épaulements ou des surfaces de butée radiales, référencées 29a et 29b.

Des plots cylindriques 30 s'étendent en outre axialement, en regard de chaque patte 27 et au niveau de la partie annulaire radialement externe 26. En fonctionnement, les plots de butée 24a, 24b des pattes 23 du voile annulaire 21 sont aptes à venir en appui respectivement sur les 30 surfaces de butée 29a, 29b des épaulements 28 de l'organe de phasage 25. Par ailleurs, en fonctionnement, les plots cylindriques 30 de l'organe de phasage 25 sont destinés à en venir en appui contre les extrémités 15a, 15b des logements 15 de la rondelle de guidage 7b. Par ailleurs, l'organe de phasage 25 peut être couplé à des moyens d'amortissement pendulaires 31, destinées à améliorer la filtration des vibrations et des acyclismes de rotation, comme cela est illustré aux figures 2 et 4. Les moyens d'amortissement pendulaires 31 comportent des masses pendulaires 32 montées de façon mobile sur un support 33 couplé en rotation à l'organe de phasage 25. Les plots 24a, 24b, les surfaces de butée 29a, 29b, les plots cylindriques 30 et les extrémités 15a, 15b des logements sont positionnés et dimensionnés de manière à limiter la compression des organes élastiques 10a, 10b et éviter, lorsqu'il s'agit de ressorts hélicoïdaux, que les spires des ressorts soient jointives lors de leur compression, quel que soit le mode de fonctionnement du convertisseur de couple.

La figure 8 représente le convertisseur de couple selon l'invention dans une position dans laquelle les plots 24a, 24b sont écartés des surfaces de butée 29a, 29b et dans laquelle les plots 30 sont écartées des extrémités 15a, 15b. Dans un premier cas de fonctionnement illustré à la figure 9, l'organe de phasage 25 pivote dans un sens de rotation appelé sens rétro (référencé par la flèche R sur les figures) depuis la position illustrée à la figure 8, par rapport aux rondelles de guidage 7a, 7b. Le débattement de l'organe de phasage 25 peut alors être limité par butée des plots 30 sur les extrémités 15b des logements 15 de la rondelle de guidage 7b.

Dans un second cas de fonctionnement, illustré à la figure 10, l'organe de phasage 25 et le voile annulaire 21 peuvent pivoter l'un par rapport à l'autre jusque dans une position extrême dans laquelle les plots 24a, du voile annulaire 21 et les surfaces de butée 29a de l'organe de phasage 25 viennent en butée les uns sur les autres. Comme indiqué précédemment, ces plots 24a et ces surfaces de butées 29a sont positionnés et dimensionnés de façon à limiter la compression des organes élastiques 10a, 10b. Dans le cas représenté à la figure 10 également, les plots 30 peuvent venir en butée sur les extrémités 15b des logements 15. La figure 11 illustre un troisième cas de fonctionnement dans lequel l'organe de phasage 30 a pivoté dans le sens direct (flèche D) depuis sa position illustrée à la figure 8, par rapport aux rondelles de guidage 7a, 7b, ce pivotement étant limité par butée des plots 30 sur les extrémités 15a des logements 15 de la rondelle de guidage 7b. Enfin, la figure 12 illustre un quatrième cas de fonctionnement dans lequel l'organe de phasage 25 et le voile annulaire 21 peuvent pivoter l'un par rapport à l'autre jusque dans une position extrême dans laquelle les plots 24b du voile annulaire 21 et les surfaces de butée 29b de l'organe de phasage 25 viennent en butée les uns sur les autres. Dans le cas représenté à la figure 12 également, les plots 30 peuvent venir en butée sur les extrémités 15a des logements 15.

L'invention propose ainsi un dispositif de transmission de couple, se présentant par exemple sous la forme d'un convertisseur de couple ou d'un double volant amortisseur, apte à limiter la rotation des rondelles de guidage 7a, 7b par rapport à l'organe de phasage 25, la rotation du voile annulaire 21 par rapport à l'organe de phasage 25, et, indirectement, la rotation des rondelles de guidage 7a, 7b par rapport au voile annulaire 21. En fonction de la position des différentes butées, il est possible de contrôler le débattement angulaire de chacun de ces éléments, de façon notamment à limiter la compression et éviter l'endommagement des organes élastiques 10a, 10b montés entre les rondelles de guidage 7a, 7b et l'organe de phasage 25, d'une part, et entre l'organe de phasage 25 et le voile annulaire 21, d'autre part. Par ailleurs, par comparaison avec l'art antérieur, l'invention permet également d'augmenter le rayon d'implantation des organes élastiques, avec pour effet d'améliorer la qualité de la filtration réalisée.30

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif de transmission de couple pour un véhicule automobile, comportant un élément d'entrée de couple (7a, 7b), un élément de sortie de couple (21), et au moins un groupe d'organes élastiques (10a, 10b) montés entre les éléments d'entrée (7a, 7b) et de sortie (21) de couple et agissant à l'encontre de la rotation de l'un desdits éléments d'entrée (7a, 7b) et de l'élément de sortie (21) de couple l'un par rapport à l'autre, les organes élastiques (10a, 10b) de ce groupe étant agencés en série par l'intermédiaire d'un organe de phasage (25) de façon à ce que les organes élastiques (10a, 10b) de chaque groupe se déforment en phase les uns avec les autres, l'élément de sortie de couple (21) et l'organe de phasage (25) comportant des premiers (24a, 29a) et seconds (24b, 29b) moyens de butée limitant leur rotation relative dans deux sens de rotation opposés (D, R), l'élément d'entrée de couple (7a, 7b) et l'organe de phasage (25) comportant des troisièmes (15a, 30) et quatrièmes (15b, 30) moyens de butée limitant leur rotation relative dans deux sens de rotation opposés (D, R), caractérisé en ce que les troisième et quatrième moyens de butée comportent au moins un plot de butée (30) formé sur l'organe de phasage (25) ou respectivement sur l'élément d'entrée de couple (7a, 7b), et au moins un logement oblong (15) en forme d'arc de cercle, formé sur l'élément d'entrée de couple (7a, 7b) ou respectivement sur l'organe de phasage (25), le plot de butée (30) étant inséré dans le logement (15) et étant apte à venir en appui contre chacune des extrémités (15a, 15b) dudit logement (15).
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les organes élastiques (10a, 10b) sont des ressorts de compression hélicoïdaux, lesdits moyens de butée étant conçus pour limiter la compression des ressorts (10a, 10b) et éviter que les spires des ressorts soient jointives lors leur compression.
3. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les organes élastiques (10a, 10b) du ou de chaque groupe prennent appui, d'une part, sur un voile annulaire (21) formant l'élément de sortie de couple, ou respectivement l'élément d'entrée de couple et, d'autre part, sur deux rondelles de guidage (7a, 7b) qui s'étendent radialement, de part et d'autre du voile annulaire (21) et qui sont mobiles en rotation par rapport à ce dernier, les rondelles de guidage (7a, 7b) formant l'élément d'entrée de couple, ou respectivement l'élément de sortie de couple.
4. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'organe de phasage (25) comporte une partie annulaire radialement externe (26), à partir de laquelle des pattes (27) s'étendent radialement vers l'intérieur et servant à l'appui des organes élastiques (10a, 10b).
5. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le plot de butée (30) s'étend axialement depuis la partie annulaire radialement externe (26) de l'organe de phasage (25), en regard d'une desdites pattes (27) de l'organe de phasage (25).
6. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le voile annulaire (21) comporte une partie annulaire (22) radialement interne à partir de laquelle des pattes d'appui (23) des organes élastiques (10a, 10b) s'étendent radialement vers l'extérieur et servent à l'appui des organes élastiques (10a, 10b).
7. 7. Dispositif selon les revendications 4 et 6, caractérisé en ce que des moyens de butée (24a, 24b, 29a, 29b) s'étendent circonférentiellement de part et d'autre de chacune des pattes (23, 27) du voile annulaire (21) et de l'organe de phasage (25), de façon à ce que les moyens de butée (24a, 24b) du voile annulaire (21) soient aptes à venir en appui sur les moyens de butée (29a, 29b) de l'organe de phasage (25).
8. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte deux rondelles de guidage (7a, 7b) fixées l'une à l'autre par rivetage et/ou par soudage au niveau de leur périphérie radialement externe.
9. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en en ce que l'une (7b) au moins des rondelles de guidage (7a, 7b) comporte, à sa périphérie radialement externe, des languettes déformables (12) aptes à être rabattues sur l'autre rondelle de guidage (7a) de manière à assurer leur fixation l'une à l'autre.
10. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit dispositif de transmission de couple est un convertisseur de couple hydrodynamique.