WO2018037180A1 - Dispositif de transmission de couple - Google Patents

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WO2018037180A1
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cover
output member
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Patrick DURHAM
Alexandre Depraete
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Valeo Embrayages
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Definitions

  • the present invention relates to a torque transmission device, particularly for a motor vehicle, such as for example a torque converter.
  • Patent FR 2 668 2344 in the name of the Applicant, discloses a torque converter comprising an impeller wheel integral with a cover intended to be coupled to a crankshaft of an engine, the impeller wheel being adapted to drive hydrokinetic turbine wheel, through the reactor.
  • the torque converter also comprises clutch means comprising a piston movable axially between an engaged position in which it is frictionally coupled to the cover and a disengaged position in which it is uncoupled from the cover.
  • the piston is connected to a hub via damping means.
  • Said damping means comprise elastic springs with circumferential action.
  • the hub is intended to be coupled to an input shaft of a gearbox.
  • the turbine wheel is rotatably coupled to the hub.
  • Pressure chambers are arranged on either side of the piston so that it is moved according to the pressure difference between said chambers.
  • a torque converter that is normally closed, that is to say that is in the engaged position in a so-called rest position in which the piston is not controlled. It may also be necessary to reduce the duration of the clutch phase, that is to say the time required to move from a disengaged position to an engaged position. It may also be necessary to increase the torque that can be transmitted through the clutch.
  • the damping means used are relatively expensive, have a complex structure, that is to say a large number of parts, and a large footprint.
  • the invention aims in particular to provide a simple, effective and economical solution to these problems.
  • a torque transmission device comprising a torque input element intended to be coupled to a crankshaft of an engine, a torque output element intended to be coupled to an input shaft of a gearbox, damping means mounted between the torque input member and the torque output member, the torque output member being pivotable relative to the input member of torque around an axis, against a resisting torque exerted by the damping means, the device further comprising clutch means mounted between the torque input member and the torque output member , characterized in that the damping means comprise at least one resilient blade capable of being held elastically and radially in abutment on a support member, the resilient blade being able to flex upon rotation of the input element couple by rappo rt to the torque output member, the support member being carried by the torque input member.
  • damping means make it possible to achieve progressive damping, with the consequence of reducing the vibrations generated during operation and to ensure good quality of filtration.
  • damping means have a somewhat complex structure, requiring a small number of parts. Such a structure also has a small footprint.
  • the torque input element may comprise a cover housing, at least in part, the damping means and the clutch means, the support member being carried by the cover.
  • the forces exerted on the support member by the elastic blade can thus be taken directly by the cover, so as to improve the operation of the damping means.
  • the support member may comprise a rolling body pivotally mounted about an axis fixed or formed by the cover.
  • the axis can be welded to the cover, for example by friction welding.
  • the clutch means may comprise a piston movable axially between an engaged position in which the torque input member is rotatably coupled to the torque output member through the damping means, and a position disengaged.
  • the device may comprise assistance means capable of exerting an axial force tending to return the piston towards its engaged position.
  • the assistance means make it possible to return the piston to the engaged position, so that the device is of the normally closed type. Moreover, the assistance means increase the axial force exerted on the piston so that the torque that can be transmitted through the clutch means is greater than in the case of the prior art. The clutch life is also reduced.
  • the assistance means may be elastic means capable of exerting an elastic return force.
  • the assistance means may be formed by at least one elastically deformable washer in the axial direction.
  • the washer is for example a Belleville washer.
  • the device may comprise a support flange adapted to be coupled in rotation by friction with the piston in the engaged position and adapted to be decoupled in rotation with respect to the piston in the disengaged position, the elastic blade being fixed to the support flange.
  • the device may comprise a support flange adapted to be coupled in rotation by friction with the piston in the engaged position and capable of being decoupled in rotation with respect to the piston in the disengaged position, the elastic blade being fixed to the support flange and the support member being carried by the torque input element, or vice versa.
  • the piston and / or the support flange may comprise friction linings adapted to cooperate with the flange, respectively the piston, so as to ensure frictional rotation coupling.
  • the piston can be rotatably coupled to the torque output member.
  • the friction linings may be located at the radially outer periphery of the piston and / or the support flange, which further reduces the risk of deformation of the piston.
  • the device may also comprise a turbine wheel and an impeller wheel rotatably coupled to the torque input member and adapted to hydrokinetically drive the turbine wheel.
  • the device thus forms a hydrokinetic clutch.
  • the device may further comprise a reactor, the impeller wheel being adapted to hydrokinetically drive the turbine wheel through the reactor.
  • a hydrokinetic clutch can be a torque converter when the hydrokinetic coupling means comprise an impeller wheel, a turbine wheel and a reactor, or can be a coupler when the hydrokinetic coupling means are devoid of a reactor.
  • the torque output member may include a central hub.
  • the central hub may comprise internal splines adapted to cooperate with splines of the input shaft of the gearbox, so as to perform a coupling in rotation of said central hub and the input shaft of the gear box. speeds.
  • the invention may also include one or more of the following features:
  • the rolling body is a roller, for example cylindrical,
  • the rolling body is mounted on the shaft by means of a bearing, such as for example a bearing, in particular a ball or needle bearing,
  • the axis is fixed, for example by welding, to the torque input element, in particular by friction welding,
  • the device comprises a support cage comprising two partitions spaced apart from each other, the axis comprising a first and a second axial end engaged in openings of corresponding shape of the partitions of the cage, the axis further comprising an axially central part serving to support the blade, located between the two walls of the cage.
  • the axis is not mounted cantilever, efforts can be resumed at each end of the axis, the cage is fixed to the torque input element or to the torque output element, in particular to the cover,
  • the cage can be formed, at least partially by the torque input element or respectively by the torque output element,
  • the blades are fixed to the support flange by riveting or by welding,
  • the support flange comprises centering means on the torque input element
  • the support flange comprises an axial portion whose radially inner periphery is provided with a cylindrical rim centered around a cylindrical centering portion, formed for example by a pin of the torque input element, in particular a fixed pin. at the lid,
  • the piston comprises centering means on the torque output element
  • the piston comprises a radial portion whose radially inner periphery is provided with a cylindrical rim centered around a cylindrical centering portion of the torque output element, formed for example by a cylindrical portion of the central hub,
  • the cover comprises a first part connected to the impeller wheel and a second part carrying the support member, the first and second parts being fixed to each other, for example by welding,
  • the impeller wheel, the turbine wheel and the reactor are housed, at least in part, in the lid,
  • the elastic blade is designed so that, in the engaged position, in a relative angular position between the torque input element and the torque output element different from a rest position, the body support exerts a bending force on the resilient blade producing an opposing reaction force of the elastic blade on the support member, the reaction force having a circumferential component tending to bias the torque input member and the torque output member to said relative rest position, the elastic blade is designed so that, in the engaged position, in a relative angular position between the torque input element and the torque output element different from a rest position, the body support exerts a bending force on the elastic blade producing an opposite reaction force of the elastic blade on the support member, this reaction force having a radial component tending to maintain the elastic blade in contact with the body 'support,
  • the angular displacement of the torque input element with respect to the torque output element is greater than 20 °, preferably greater than 40 °,
  • the elastic blade comprises a fixing portion and an elastic portion comprising a radially inner strand, a radially outer strand and an arcuate or bent portion connecting the inner strand and the outer strand,
  • the damping means comprise at least two resilient blades, each blade being associated and resiliently supported bearing on a support member, each resilient blade being adapted to bend during rotation of the torque input member by relative to the torque output member, in the engaged position.
  • FIGS. 1 and 2 are views in axial section of a torque converter according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 3 is a view in axial section of a portion of a torque converter according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 4 is a sectional view of a portion of said torque converter according to a third embodiment of the invention
  • FIG. 5 is a perspective view of a portion of said torque converter according to the third embodiment of the invention.
  • FIGS 1 and 2 show a torque converter 1 according to a first embodiment of the invention. It allows to transmit a torque of an output shaft of an internal combustion engine of a motor vehicle, such as for example a crankshaft, to an input shaft of a gearbox.
  • the axis of the torque converter 1 has the reference X.
  • the torque converter 1 comprises an impeller impeller 2, adapted to hydrokinetically drive a turbine blade wheel 3, via a reactor 4.
  • the impeller wheel 2 is fixed to a cover 5 formed of two parts 5a, 5b in the form of bells assembled by welding to one another and delimiting an internal volume 6 housing the impeller wheel 2, the impeller wheel turbine 3 and the reactor 4.
  • Said cover also more generally noted cover 5, comprises fastening means 7 for rotatably coupling said cover 5 to the crankshaft.
  • the torque converter 1 further comprises a central hub 8 of X axis whose radially inner periphery has grooves 9, and housed in the internal volume 6 of the cover 5.
  • the central hub 8 comprises an annular flange 10 extending radially outwardly and a cylindrical portion 1 1 in front of the flange 10, that is to say right in Figures 1 and 2.
  • the turbine wheel 3 is fixed to the annular rim 10 of the central hub 8, for example by means of rivets or by welding.
  • Wheel turbine 3 also comprises fingers or coupling lugs 12 extending axially forwardly, obliquely or otherwise with respect to the axis X.
  • the turbine wheel 3, the coupling lugs 12 and the central hub 8 may be formed by one or more separate parts without affecting the operation of the torque converter since these parts are fixed to each other.
  • Two support members or rolling bodies 13, in the form of rollers or cylindrical rollers, are mounted on the cover 5 and housed in the internal volume 6.
  • the rolling bodies 13 are located relative to each other diametrically opposite.
  • the rolling bodies 13 are mounted around axes 14 extending axially, said pins 14 being fixed to a radial front portion 15 of the portion 5b of the cover 5, for example by friction welding.
  • other types of attachment may be envisaged, such as an attachment using screws or rivets for example, or by press fitting into an opening of the lid 5.
  • the rolling bodies 13 are mounted on the axes 14 via rolling bearings 16, such as for example needle bearings.
  • the torque converter 1 further comprises two resilient blades 17.
  • each elastic blade 17 comprises a fastening portion 17a fixed to an annular support flange 18 by means of rivets 19, for example , here three in number for each blade 17, and an elastic portion having a radially inner strand 17b, a radially outer strand 17c and an arcuate or bent portion 17d connecting the inner strand 17b and the outer strand 17c.
  • the arcuate or angled portion 17d has an angle of about 180 °.
  • the elastically deformable portion of the elastic blade 17 comprises two radially offset regions of each other and separated by a radial space.
  • Such a blade 17 is for example known from FR 3,008,152, in the name of the Applicant.
  • the outer strand 17c develops circumferentially at an angle of between 120 ° and 180 °.
  • the radially outer strand 17c has a radially outer surface 17e forming a rolling track abutting on the corresponding rolling body 13, said rolling body 13 being situated radially outside the outer strand 17c of the elastic blade 17.
  • Roll 17e has a globally convex shape.
  • the rolling track 17e may be formed directly by a zone of the outer strand 17c or by a piece which is attached to said outer strand 17c.
  • the transmitted torque is broken down into radial forces and circumferential forces.
  • the radial forces allow to bend the corresponding blade 17 and the circumferential forces allow the corresponding rolling body 13 to move on the rolling track 17e of the blade 17 and transmit the torque.
  • the flange 18 is housed in the internal space 6 of the cover 5 and has a radially extending portion comprising a radially outer zone 18a, a radially medial zone 18b and a radially inner zone 18c, axially offset from each other and connected by annular annular zones 18d, so as to give said radial portion a certain axial elasticity.
  • the radially inner periphery of the radial portion of the flange 18 comprises a cylindrical flange 18e extending forwardly, mounted around a rear cylindrical portion of a centering pin 19 of axis X, fixed on the cover 5.
  • the stud 19 and the cover 5 can form a single piece.
  • the torque converter 1 further comprises clutch means adapted to couple in rotation the flange 18 and the hub 8, in an engaged position, and able to release the hub 8 of the flange 18 in a disengaged position.
  • the clutch means comprise an annular piston 20 extending radially, housed in the internal space 6 of the cover 5, whose radially outer periphery comprises a bearing zone 21 equipped with friction linings and adapted to bear on the radially outer zone 18a of the flange 18, in the engaged position, so as to effect a coupling in rotation of the flange 18 and the piston 20.
  • the radially inner periphery of the piston 20 is provided with a cylindrical flange 22 extending forwards and mounted around the cylindrical portion 1 1 of the central hub 8, so that the piston 20 can slide axially along said portion cylindrical 1 1.
  • the radially outer periphery of the piston 20 comprises fingers or coupling lugs 23 extending axially rearwardly, interlocking or cooperating with the fingers or the coupling lugs 12 of the turbine wheel 3 so as to provide a coupling in rotation between the turbine wheel 3 and the piston 20, while allowing axial displacement of the piston 20 with respect to the turbine wheel 3.
  • the axial displacement of the piston 20 is controlled by pressure chambers located on either side of the piston 20, between a disengaged position where it is separated from the flange 18 and an engaged position where it is held in abutment on the flange 18.
  • an assistance washer 24 that is elastically deformable in the axial direction, for example a Belleville washer, is mounted between the flange 10 of the hub 8 and the radial portion of the piston. 20, around the cylindrical portion 1 1 of the hub 8. More particularly, the washer 24 has a conical shape, the radially inner periphery of the washer 24 being supported on the flange 10, the radially outer periphery of the washer 24 being in support on the piston 20.
  • This assist washer 24 exerts a force directed axially forwards on the piston 20, so as to recall it towards its engaged position on the flange 18.
  • the piston 20 is returned to the engaged position.
  • These clutch means are of the normally closed type.
  • the assistance washer 24 also makes it possible to reduce the clutching time, since the force it exerts makes it possible to increase the speed of movement of the piston 20 forwards, in the case of a clutch control. .
  • the force exerted by the support washer 24 finally increases the torque that can be transmitted through the clutch means.
  • the force exerted by the assistance ring 24 is for example between 1000 and 8000 N, which makes it possible to reduce the clutching time between 15% and 65%, preferably about 40% and to increase the torque that can be transmitted through the clutch means between 5% and 70%, preferably about 35%, compared to the prior art.
  • Such clutch means make it possible to transmit a torque of the crankshaft to the input shaft of the gearbox, in a determined operating phase, without involving the hydrokinetic coupling means formed by the impeller wheel 2, the turbine wheel 3 and the reactor 4.
  • the torque from the crankshaft is transmitted to the cover 5 by means of the fastening means 7.
  • the torque passes through the hydrokinetic coupling means, namely the impeller wheel 2 and then the wheel The torque is thus transmitted to the input shaft of the gearbox coupled to the hub 8 via the internal splines 9 of the hub 8.
  • the rolling tracks 17e have profiles arranged in such a way that, when the transmitted torque increases, the rolling bodies 13 each exert a bending force on the corresponding elastic blade 17 causing a closer to the free distal end of the elastic blade 17 in the direction of the X axis and a relative rotation between the cover 5 and the hub 8 such that the latter deviate from their relative position of rest.
  • the relative position of the cover 5 with respect to the hub 8 in which no torque is transmitted between the latter is defined by the rest position.
  • the profiles of the rolling tracks 17e are such that the rolling bodies 13 exert on the elastic blades 17 bending forces having radial components and circumferential components.
  • the elastic blades 17 exert on the rolling bodies 13 a restoring force having a circumferential component which tends to rotate the rolling bodies 13 in an opposite direction of rotation and thus to return the turbine wheel 3 and the hub 8 to their relative position resting, and an outwardly directed radial component tending to keep the runway 17e bearing on the corresponding rolling body 13.
  • the resilient blades 17 are prestressed radially towards the axis X so as to exert a reaction force, directed radially outwards, so as to maintain the blades 17 resting on the rolling bodies 13.
  • the profiles of the rolling tracks 17e can indifferently be arranged in such a way that the characteristic curve of transmission of the torque as a function of the angular displacement is symmetrical or not with respect to the rest position.
  • the angular displacement can be greater in a direction of rotation said direct, than in a direction of rotation opposite, said retro direction.
  • the angular displacement of the cover 5 relative to the hub 8 may be greater than 20 °, preferably greater than 40 °, in the engaged position.
  • the elastic blades 17 are regularly distributed around the X axis and are symmetrical with respect to the X axis so as to guarantee the equilibrium of the torque converter 1.
  • the torque converter 1 may also comprise friction means 25 arranged to exert a resistive torque between the cover 5 and the hub 8 during their relative deflection so as to dissipate the energy accumulated in the elastic blades 17.
  • the friction means are for example formed by a friction ring 25 fixed to the cover 5 or respectively to the flange 18, and able to abut and rub on the flange 18, respectively on the cover 5.
  • FIGS. 4 and 5 show a portion of a torque converter 1 according to a third embodiment of the invention, which differs from those described above with reference to FIGS. 1 to 3 in that the torque input element comprises a support cage comprising two partitions 26, 27 spaced from one another and connected by spacers 28 extending axially.
  • the spacers 28 may be integral with one of the partitions 26, 27, as in the case shown in FIGS. 4 and 5.
  • the shaft 14 having a first and a second axial end 14a engaged in correspondingly shaped openings of the partitions 26, 27, the axis 14 further comprising an axially central portion 14b serving to support the blade 17 and located axially between the two partitions 26, 27. In this way, the axis 14 is not mounted cantilever, the forces can be resumed at each end 14a of the axis 14.
  • the partitions 26, 27 are fixed to each other and to the cover 5 by means of rivets 29.
  • the cage 26, 27, 28 may be formed, at least partially by the cover.

Abstract

L'invention concerne un dispositif de transmission de couple (1) comportant un élément d'entrée de couple (5) destiné à être couplé à un vilebrequin d'un moteur, un élément de sortie de couple (8) destiné à être couplé à un arbre d'entrée d'une boîte de vitesses, des moyens d'amortissement(13, 17) montés entre l'élément d'entrée de couple (5) et l'élément de sortie de couple (8), l'élément de sortie de couple (8) étant apte à pivoter par rapport à l'élément d'entrée de couple (5) autour d'un axe (X), à l'encontre d'un couple résistant exercé par les moyens d'amortissement (13, 17), les moyens d'amortissement comportant au moins une lame élastique (17) apte à être maintenue élastiquement et radialement en appui sur un organe d'appui (13), la lame élastique (17) étant apte à fléchir lors de la rotation de l'élément d'entrée de couple (5) par rapport à l'élément de sortie de couple (8), le dispositif comportant en outre des moyens d'embrayage (20, 18) montés entre l'élément d'entrée de couple (5) et l'élément de sortie de couple (8), caractérisé en ce que l'organe d'appui est porté par l'élément d'entrée de couple.

Description

Dispositif de transmission de couple
La présente invention concerne un dispositif de transmission de couple, notamment pour véhicule automobile, tel par exemple qu'un convertisseur de couple.
Le brevet FR 2 668 234, au nom de la Demanderesse, divulgue un convertisseur de couple comportant une roue d'impulseur solidaire d'un couvercle destiné à être couplé à un vilebrequin d'un moteur, la roue d'impulseur étant apte à entraîner hydrocinétiquement la roue de turbine, par l'intermédiaire du réacteur.
Le convertisseur de couple comporte également des moyens d'embrayage comprenant un piston mobile axialement entre une position embrayée dans laquelle il est couplé par friction au couvercle et une position débrayée dans laquelle il est découplé du couvercle. Le piston est relié à un moyeu par l'intermédiaire de moyens d'amortissement. Lesdits moyens d'amortissement comportent des ressorts élastiques à action circonférentielle. Le moyeu est destiné à être couplé à un arbre d'entrée d'une boîte de vitesses. Par ailleurs, la roue de turbine est couplée en rotation au moyeu.
Des chambres de pression sont disposées de part et d'autre du piston de sorte que celui-ci est déplacé en fonction de la différence de pression entre lesdites chambres.
En position débrayée du piston, le couple généré par le vilebrequin est transmis au couvercle et à la roue d'impulseur, qui entraîne hydrocinétiquement la roue de turbine par l'intermédiaire du réacteur. Le couple est ensuite transmis au moyeu et à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses. Un tel mode de fonctionnement ne fait pas intervenir les moyens d'amortissement élastiques précités.
A l'inverse, en position embrayée du piston, le couple généré par le vilebrequin est transmis au couvercle puis au piston couplé par friction audit couvercle. Le couple est ensuite transmis au moyeu et à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, par l'intermédiaire des moyens d'amortissement.
En fonction des spécifications, il peut être nécessaire de disposer d'un convertisseur de couple qui soit normalement fermé, c'est-à- dire qui soit en position embrayée dans une position dite de repos dans laquelle le piston n'est pas commandé. Il peut également être nécessaire de réduire la durée de la phase d'embrayage, c'est-à-dire la durée nécessaire pour passer d'une position débrayée à une position embrayée. Il peut également être nécessaire d'augmenter le couple pouvant être transmis au travers de l'embrayage.
Par ailleurs, les moyens d'amortissement utilisés sont relativement onéreux, ont une structure complexe, c'est-à-dire un nombre important de pièces, et un encombrement important.
L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique à ces problèmes.
A cet effet, elle propose un dispositif de transmission de couple comportant un élément d'entrée de couple destiné à être couplé à un vilebrequin d'un moteur, un élément de sortie de couple destiné à être couplé à un arbre d'entrée d'une boîte de vitesses, des moyens d'amortissement montés entre l'élément d'entrée de couple et l'élément de sortie de couple, l'élément de sortie de couple étant apte à pivoter par rapport à l'élément d'entrée de couple autour d'un axe, à encontre d'un couple résistant exercé par les moyens d'amortissement, le dispositif comportant en outre des moyens d'embrayage montés entre l'élément d'entrée de couple et l'élément de sortie de couple, caractérisé en ce que les moyens d'amortissement comportent au moins une lame élastique apte à être maintenue élastiquement et radialement en appui sur un organe d'appui, la lame élastique étant apte à fléchir lors de la rotation de l'élément d'entrée de couple par rapport à l'élément de sortie de couple, l'organe d'appui étant porté par l'élément d'entrée de couple. De tels moyens d'amortissement permettent de réaliser un amortissement progressif, avec pour conséquence de réduire les vibrations générées en fonctionnement et assurer une bonne qualité de filtration.
Par ailleurs, ces moyens d'amortissement ont une structure peu complexe, nécessitant un faible nombre de pièces. Une telle structure a par ailleurs un encombrement réduit.
L'élément d'entrée de couple peut comporter un couvercle logeant, au moins en partie, les moyens d'amortissement et les moyens d'embrayage, l'organe d'appui étant porté par le couvercle.
Les efforts exercés sur l'organe d'appui par la lame élastiques peuvent ainsi être repris directement par le couvercle, de façon à améliorer le fonctionnement des moyens d'amortissement.
L'organe d'appui peut comporter un corps roulant monté pivotant autour d'un axe fixé ou formé par le couvercle.
L'axe peut être soudé au couvercle, par exemple par soudage par friction.
Les moyens d'embrayage peuvent comporter un piston mobile axialement entre une position embrayée dans laquelle l'élément d'entrée de couple est couplé en rotation à l'élément de sortie de couple par l'intermédiaire des moyens d'amortissement, et une position débrayée.
Le dispositif peut comporter des moyens d'assistance aptes à exercer un effort axial tendant à rappeler le piston vers sa position embrayée.
Les moyens d'assistance permettent de rappeler le piston en position embrayée, de sorte que le dispositif soit du type normalement fermé. Par ailleurs, les moyens d'assistance augmentent l'effort axial exercé sur le piston de sorte que le couple pouvant être transmis au travers des moyens d'embrayage est plus important que dans le cas de l'art antérieur. La durée d'embrayage est également réduite.
Par ailleurs, il est possible d'équilibrer les pressions de part et d'autre du piston, de sorte que celui-ci ne soit pas soumis à des déformations importantes. Il devient alors possible de réduire l'épaisseur, la masse et l'encombrement du piston.
Les moyens d'assistance peuvent être des moyens élastiques aptes à exercer un effort de rappel élastique.
Dans ce cas, les moyens d'assistance peuvent être formés par au moins une rondelle élastiquement déformable dans la direction axiale.
La rondelle est par exemple une rondelle de type Belleville.
Le dispositif peut comporter un flasque support apte à être couplé en rotation par friction au piston en position embrayée et apte à être découplé en rotation par rapport au piston en position débrayée, la lame élastique étant fixée au flasque support.
Le dispositif peut comporter un flasque support apte à être couplé en rotation par friction au piston en position embrayée et apte à être découplé en rotation par rapport au piston en position débrayée, la lame élastique étant fixée au flasque support et l'organe d'appui étant porté par l'élément d'entrée de couple, ou inversement.
Dans ce cas, le piston et/ou le flasque support peuvent comporter des garnitures de friction aptes à coopérer avec le flasque, respectivement le piston, de façon à assurer un accouplement en rotation par friction.
Le piston peut être couplé en rotation à l'élément de sortie de couple.
Les garnitures de friction peuvent être situées en périphérie radialement externe du piston et/ou du flasque support, ce qui permet encore de réduire les risques de déformation du piston.
Le dispositif peut également comporter une roue de turbine et une roue d'impulseur couplée en rotation à l'élément d'entrée de couple et apte à entraîner hydrocinétiquement la roue de turbine.
Le dispositif forme ainsi un embrayage hydrocinétique. Le dispositif peut en outre comporter un réacteur, la roue d'impulseur étant apte à entraîner hydrocinétiquement la roue de turbine par l'intermédiaire du réacteur.
On notera qu'un embrayage hydrocinétique peut être un convertisseur de couple lorsque les moyens de couplage hydrocinétique comportent une roue d'impulseur, une roue de turbine et un réacteur, ou peut être un coupleur lorsque les moyens de couplage hydrocinétique sont dépourvus de réacteur.
L'élément de sortie de couple peut comporter un moyeu central.
Le moyeu central peut comporter des cannelures internes aptes à coopérer avec des cannelures de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, de manière à réaliser un couplage en rotation dudit moyeu central et de l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses.
L'invention peut également comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- le corps roulant est un galet, par exemple cylindrique,
- le corps roulant est monté sur l'axe par l'intermédiaire d'un palier, tel par exemple qu'un roulement, notamment un roulement à billes ou à aiguilles,
- l'axe est fixé, par exemple par soudage, à l'élément d'entrée de couple, en particulier par soudage par friction,
- le dispositif comporte une cage de support comportant deux cloisons écartées l'une de l'autre, l'axe comportant une première et une seconde extrémités axiales engagées dans des ouvertures de forme correspondante des cloisons de la cage, l'axe comportant en outre une partie axialement médiane servant à l'appui de la lame, située entre les deux cloisons de la cage. De cette manière, l'axe n'est pas monté en porte- à-faux, les efforts pouvant être repris au niveau de chaque extrémité de l'axe, - la cage est fixée à l'élément d'entrée de couple ou respectivement à l'élément de sortie de couple, en particulier au couvercle,
- la cage peut être formée, au moins partiellement par l'élément d'entrée de couple ou respectivement par l'élément de sortie de couple,
- les lames sont fixées au flasque support par rivetage ou par soudage,
- le flasque support comporte des moyens de centrage sur l'élément d'entrée de couple,
- le flasque support comporte une partie axiale dont la périphérie radialement interne est pourvue d'un rebord cylindrique centré autour d'une partie de centrage cylindrique, formée par exemple par un pion de l'élément d'entrée de couple, notamment un pion fixé au couvercle,
- le piston comporte des moyens de centrage sur l'élément de sortie de couple,
- le piston comporte une partie radiale dont la périphérie radialement interne est pourvue d'un rebord cylindrique centré autour d'une partie de centrage cylindrique de l'élément de sortie de couple, formée par exemple par une partie cylindrique du moyeu central,
- le couvercle comporte une première partie reliée à la roue d'impulseur et une seconde partie portant l'organe d'appui, les premières et secondes parties étant fixées l'une à l'autre, par exemple par soudage,
- la roue d'impulseur, la roue de turbine et le réacteur sont logés, au moins en partie, dans le couvercle,
- la lame élastique est conçue de façon à ce que, en position embrayée, dans une position angulaire relative entre l'élément d'entrée de couple et l'élément de sortie de couple différente d'une position de repos, l'organe d'appui exerce un effort de flexion sur la lame élastique produisant une force de réaction contraire de la lame élastique sur l'organe d'appui, cette force de réaction présentant une composante circonférentielle tendant à rappeler l'élément d'entrée de couple et l'élément de sortie de couple vers ladite position relative de repos, - la lame élastique est conçue de façon à ce que, en position embrayée, dans une position angulaire relative entre l'élément d'entrée de couple et l'élément de sortie de couple différente d'une position de repos, l'organe d'appui exerce un effort de flexion sur la lame élastique produisant une force de réaction contraire de la lame élastique sur l'organe d'appui, cette force de réaction présentant une composante radiale tendant à maintenir la lame élastique en contact avec l'organe d'appui,
- en position embrayée, le débattement angulaire de l'élément d'entrée de couple par rapport à l'élément de sortie de couple est supérieur à 20°, de préférence supérieur à 40°,
- la lame élastique comporte une portion de fixation et une portion élastique comportant un brin radialement interne, un brin radialement externe et une portion arquée ou coudée reliant le brin interne et le brin externe,
- les moyens d'amortissement comportent au moins deux lames élastiques, chaque lame étant associée et maintenue élastiquement en appui sur un organe d'appui, chaque lame élastique étant apte à fléchir lors de la rotation de l'élément d'entrée de couple par rapport à l'élément de sortie de couple, en position embrayée.
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 :
- les figures 1 et 2 sont des vues en coupe axiale d'un convertisseur de couple selon une première forme de réalisation de l'invention,
- la figure 3 est une vue en coupe axiale d'une partie d'un convertisseur de couple selon une seconde forme de réalisation de l'invention, - la figure 4 est une vue en coupe d'une partie dudit convertisseur de couple selon une troisième forme de réalisation de l'invention,
- la figure 5 est une vue en perspective d'une partie dudit convertisseur de couple selon la troisième forme de réalisation de l'invention.
Les figures 1 et 2 représentent un convertisseur de couple 1 selon une première forme de réalisation de l'invention. Celui-ci 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, à un arbre d'entrée d'une boîte de vitesses. L'axe du convertisseur de couple 1 porte la référence X.
Dans ce qui suit, les termes « axial » et « radial » sont définis par rapport à l'axe X.
Le convertisseur de couple 1 comporte une roue à aubes d'impulseur 2, apte à entraîner hydrocinétiquement une roue à aubes de turbine 3, par l'intermédiaire d'un réacteur 4.
La roue d'impulseur 2 est fixée à un couvercle 5 formé de deux parties 5a, 5b en forme de cloches assemblées par soudage l'une à l'autre et délimitant un volume interne 6 logeant la roue d'impulseur 2, la roue de turbine 3 et le réacteur 4. Ledit couvercle, noté également de manière plus générale couvercle 5, comporte des moyens de fixation 7 permettant de coupler en rotation ledit couvercle 5 au vilebrequin.
Le convertisseur de couple 1 comporte en outre un moyeu central 8 d'axe X dont la périphérie radialement interne comporte des cannelures 9, et logé dans le volume interne 6 du couvercle 5. Le moyeu central 8 comporte un rebord annulaire 10 s'étendant radialement vers l'extérieur et une partie cylindrique 1 1 située en avant du rebord 10, c'est-à- dire à droite sur les figures 1 et 2.
La roue de turbine 3 est fixée au rebord annulaire 10 du moyeu central 8, par exemple par l'intermédiaire de rivets ou par soudage. La roue de turbine 3 comporte également des doigts ou des pattes d'accouplement 12 s'étendant axialement vers l'avant, de façon oblique ou non par rapport à l'axe X.
La roue de turbine 3, les pattes d'accouplement 12 et le moyeu central 8 peuvent être formés par une ou plusieurs pièces distinctes sans affecter le fonctionnement du convertisseur de couple puisque ces pièces sont fixées les unes aux autres.
Deux organes d'appui ou corps roulants 13, se présentant sous la forme de galets ou de rouleaux cylindriques, sont montés sur le couvercle 5 et logés dans le volume interne 6.
Dans l'exemple tel qu'illustré figure 3, les corps roulants 13 sont situés l'un par rapport à l'autre de façon diamétralement opposée. Les corps roulants 13 sont montés autour d'axes 14 s'étendant axialement, lesdits axes 14 étant fixés à une partie radiale avant 15 de la partie 5b du couvercle 5, par exemple par soudage par friction. Bien entendu, d'autres types de fixation peuvent être envisagés, telle qu'une fixation à l'aide de vis ou de rivets par exemple, ou encore par emmanchement à force dans une ouverture du couvercle 5. Les corps roulants 13 sont montés sur les axes 14 par l'intermédiaire de paliers à roulement 16, tels par exemple que des roulements à aiguilles.
Le convertisseur de couple 1 comporte en outre deux lames élastiques 17. Comme cela est mieux visible à la figure 3, chaque lame élastique 17 comporte une portion de fixation 17a, fixée à un flasque support annulaire 18 par l'intermédiaire de rivets 19 par exemple, ici au nombre de trois pour chaque lame 17, et une portion élastique comportant un brin radialement interne 17b, un brin radialement externe 17c et une portion arquée ou coudée 17d reliant le brin interne 17b et le brin externe 17c. La portion arquée ou coudée 17d présente un angle d'environ 180°. En d'autres termes, la portion élastiquement déformable de la lame élastique 17 comporte deux régions radialement décalées l'une de l'autre et séparées par un espace radial. Une telle lame 17 est par exemple connue du document FR 3 008 152, au nom de la Demanderesse.
Le brin externe 17c se développe circonférentiellement sur un angle compris entre 120° et 180°. Le brin radialement externe 17c comporte une surface radialement externe 17e formant une piste de roulement venant en appui sur le corps roulant 13 correspondant, ledit corps roulant 13 étant situé radialement à l'extérieur du brin externe 17c de la lame élastique 17. La piste de roulement 17e présente une forme globalement convexe. La piste de roulement 17e peut être formée directement par une zone du brin externe 17c ou encore par une pièce qui est rapportée sur ledit brin externe 17c.
Entre chaque lame élastique 17 et le corps roulant 13 correspondant, le couple transmis se décompose en efforts radiaux et en efforts circonférentiels. Les efforts radiaux permettent de faire fléchir la lame 17 correspondante et les efforts circonférentiels permettent au corps roulant 13 correspondant de se déplacer sur la piste de roulement 17e de la lame 17 et de transmettre le couple.
Le flasque 18 est logé dans l'espace interne 6 du couvercle 5 et comporte une partie s'étendant radialement comprenant une zone radialement externe 18a, une zone radialement médiane 18b et une zone radialement interne 18c, décalées axialement les unes des autres et reliées par des zones annulaires cambrées 18d, de manière à conférer à ladite partie radiale une certaine élasticité axiale. La périphérie radialement interne de la partie radiale du flasque 18 comporte un rebord cylindrique 18e s'étendant vers l'avant, montée autour d'une partie cylindrique arrière d'un plot de centrage 19 d'axe X, fixé sur le couvercle 5. Bien entendu, le plot 19 et le couvercle 5 peuvent former une seule et même pièce.
Le convertisseur de couple 1 comporte de plus des moyens d'embrayage aptes à coupler en rotation le flasque 18 et le moyeu 8, dans une position embrayée, et aptes à libérer le moyeu 8 du flasque 18, dans une position débrayée. Les moyens d'embrayage comportent un piston annulaire 20 s'étendant radialement, logé dans l'espace interne 6 du couvercle 5, dont la périphérie radialement externe comporte une zone d'appui 21 équipée de garnitures de friction et apte à venir en appui sur la zone radialement externe 18a du flasque 18, en position embrayée, de manière à réaliser un couplage en rotation du flasque 18 et du piston 20.
La périphérie radialement interne du piston 20 est pourvue d'un rebord cylindrique 22 s'étendant vers l'avant et monté autour de la partie cylindrique 1 1 du moyeu central 8, de sorte que le piston 20 puisse coulisser axialement le long de ladite partie cylindrique 1 1 .
La périphérie radialement externe du piston 20 comporte des doigts ou des pattes d'accouplement 23 s'étendant axialement vers l'arrière, imbriquées ou coopérant avec les doigts ou les pattes d'accouplement 12 de la roue de turbine 3 de manière à réaliser un couplage en rotation entre la roue de turbine 3 et le piston 20, tout en autorisant un déplacement axial du piston 20 par rapport à la roue de turbine 3.
Le déplacement axial du piston 20 est commandé par des chambres de pression situées de part et d'autre du piston 20, entre une position débrayée où il est écarté du flasque 18 et une position embrayée où il est maintenu en appui sur le flasque 18.
Afin d'assister le déplacement du piston 20 vers sa position embrayée, une rondelle d'assistance 24 élastiquement déformable dans la direction axiale, par exemple une rondelle de type Belleville, est montée entre le rebord 10 du moyeu 8 et la partie radiale du piston 20, autour de la partie cylindrique 1 1 du moyeu 8. Plus particulièrement, la rondelle 24 a une forme conique, la périphérie radialement interne de la rondelle 24 étant en appui sur le rebord 10, la périphérie radialement externe de la rondelle 24 étant en appui sur le piston 20.
Cette rondelle d'assistance 24 exerce un effort dirigé axialement vers l'avant sur le piston 20, de façon à le rappeler vers sa position embrayée dans laquelle il est en appui sur le flasque 18. Ainsi, en position de repos, c'est-à-dire lorsque les pressions dans les chambres de pression situées de part et d'autre du piston 20 sont globalement équilibrées, le piston 20 est rappelé en position embrayée. Ces moyens d'embrayage sont donc du type normalement fermé.
La rondelle d'assistance 24 permet également de réduire le temps d'embrayage, puisque l'effort qu'elle exerce permet d'augmenter la vitesse de déplacement du piston 20 vers l'avant, dans le cas d'une commande d'embrayage. L'effort exercé par la rondelle d'assistance 24 permet enfin d'augmenter le couple pouvant être transmis au travers des moyens d'embrayage.
L'effort exercé par la rondelle d'assistance 24 est par exemple compris entre 1000 et 8000 N, ce qui permet de réduire le temps d'embrayage entre 15% et 65%, de préférence d'environ 40% et d'augmenter le couple pouvant être transmis au travers des moyens d'embrayage entre 5% et 70%, de préférence d'environ 35%, par comparaison avec l'art antérieur.
De tels moyens d'embrayage permettent de transmettre un couple du vilebrequin à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, dans une phase de fonctionnement déterminée, sans faire intervenir les moyens de couplage hydrocinétique formés par la roue d'impulseur 2, la roue de turbine 3 et le réacteur 4.
En fonctionnement, le couple provenant du vilebrequin est transmis au couvercle 5 par l'intermédiaire des moyens de fixation 7. En position débrayée du piston 20, le couple traverse les moyens de couplage hydrocinétique, à savoir la roue d'impulseur 2 puis la roue de turbine 3 fixée au moyeu 8. Le couple est ainsi transmis à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesse couplé au moyeu 8 par l'intermédiaire des cannelures internes 9 du moyeu 8.
En position embrayée du piston 20, le couple provenant du couvercle 5 est transmis au flasque 18 par l'intermédiaire des moyens d'amortissement formés par les lames élastiques 17 et par les organes d'appui 13. Le couple est alors transmis au moyeu 8 par l'intermédiaire du piston 20, puis à l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses couplé au moyeu 8 par l'intermédiaire des cannelures internes 9 dudit moyeu 8.
En position embrayée du piston 20, lorsque le couple transmis entre le couvercle 5 et le moyeu 8 varie, les efforts radiaux s'exerçant entre chaque lame élastique 17 et le corps roulant correspondant 13 varient et la flexion de la lame élastique 17 est modifiée. La modification de la flexion de la lame 17 est accompagnée d'un déplacement du corps roulant 13 le long de la piste de roulement correspondante 17e sous l'action des efforts circonférentiels.
Les pistes de roulement 17e présentent des profils agencés de telle sorte que, lorsque le couple transmis augmente, les corps roulants 13 exercent chacun un effort de flexion sur la lame élastique 17 correspondante entraînant un rapprochant de l'extrémité distale libre de la lame élastique 17 en direction de l'axe X et une rotation relative entre le couvercle 5 et le moyeu 8 telle que ces derniers s'écartent de leur position relative de repos. On définit par position de repos la position relative du couvercle 5 par rapport au moyeu 8 dans laquelle aucun couple n'est transmis entre ces derniers.
Les profils des pistes de roulement 17e sont donc tels que les corps roulants 13 exercent sur les lames élastiques 17 des efforts de flexion ayant des composantes radiales et des composantes circonférentielles.
Les lames élastiques 17 exercent sur les corps roulants 13 une force de rappel ayant une composante circonférentielle qui tend à faire tourner les corps roulants 13 selon un sens de rotation opposé et à rappeler ainsi la roue de turbine 3 et le moyeu 8 vers leur position relative de repos, et une composante radiale dirigée vers l'extérieur tendant à maintenir la piste de roulement 17e en appui sur le corps roulant correspondant 13. De préférence, lorsque le couvercle 5 et le moyeu 8 sont dans leur position de repos, les lames élastiques 17 sont précontraintes radialement vers l'axe X de sorte à exercer une force de réaction, dirigée radialement vers l'extérieur, de façon à maintenir les lames 17 en appui sur les corps roulants 13.
Les profils des pistes de roulement 17e peuvent indifféremment être agencés de telle sorte que la courbe caractéristique de transmission du couple en fonction du débattement angulaire soit symétrique ou non par rapport à la position de repos. Selon un mode de réalisation avantageux, le débattement angulaire peut être plus important dans un sens de rotation dit direct, que dans un sens de rotation opposé, dit sens rétro.
Le débattement angulaire du couvercle 5 par rapport au moyeu 8 peut être supérieur à 20°, de préférence supérieur à 40°, en position embrayée.
Les lames élastiques 17 sont régulièrement réparties autour de l'axe X et sont symétriques par rapport à l'axe X de manière à garantir l'équilibre du convertisseur de couple 1 .
Le convertisseur de couple 1 peut également comporter des moyens de friction 25 agencés pour exercer un couple résistant entre le couvercle 5 et le moyeu 8 lors de leur débattement relatif de manière à dissiper l'énergie accumulée dans les lames élastiques 17. Les moyens de friction sont par exemple formés par une bague de friction 25 fixée au couvercle 5 ou respectivement au flasque 18, et apte venir en appui et frotter sur le flasque 18, respectivement sur le couvercle 5.
Les figures 4 et 5 représentent une partie d'un convertisseur de couple 1 selon une troisième forme de réalisation de l'invention, qui diffère de celles exposées précédemment en référence aux figures 1 à 3 en ce que l'élément d'entrée de couple comporte une cage de support comprenant deux cloisons 26, 27 écartées l'une de l'autre et reliées par des entretoises 28 s'étendant axialement. Les entretoises 28 peuvent venir de matière avec l'une des cloisons 26, 27, comme dans le cas représenté sur les figures 4 et 5.
L'axe 14 comportant une première et une seconde extrémités axiales 14a engagées dans des ouvertures de forme correspondante des cloisons 26, 27, l'axe 14 comportant en outre une partie axialement médiane 14b servant à l'appui de la lame 17 et située axialement entre les deux cloisons 26, 27. De cette manière, l'axe 14 n'est pas monté en porte- à-faux, les efforts pouvant être repris au niveau de chaque extrémité 14a de l'axe 14.
Les cloisons 26, 27 sont fixées l'une à l'autre et au couvercle 5 par l'intermédiaire de rivets 29.
Bien entendu, la cage 26, 27, 28 peut être formée, au moins partiellement par le couvercle.
Le fonctionnement d'un tel convertisseur de couple 1 est similaire à celui décrit précédemment en référence aux figures 1 à 3.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Dispositif de transmission de couple (1 ) comportant un élément d'entrée de couple (5) destiné à être couplé à un vilebrequin d'un moteur, un élément de sortie de couple (8) destiné à être couplé à un arbre d'entrée d'une boîte de vitesses, des moyens d'amortissement (13, 17) montés entre l'élément d'entrée de couple (5) et l'élément de sortie de couple (8), l'élément de sortie de couple (8) étant apte à pivoter par rapport à l'élément d'entrée de couple (5) autour d'un axe (X), à encontre d'un couple résistant exercé par les moyens d'amortissement (13, 17), le dispositif comportant en outre des moyens d'embrayage (20, 18) montés entre l'élément d'entrée de couple (5) et l'élément de sortie de couple (8), caractérisé en ce que les moyens d'amortissement comportent au moins une lame élastique (17) apte à être maintenue élastiquement et radialement en appui sur un organe d'appui (13), la lame élastique (17) étant apte à fléchir lors de la rotation de l'élément d'entrée de couple (5) par rapport à l'élément de sortie de couple (8), l'organe d'appui étant porté par l'élément d'entrée de couple.
2. Dispositif (1 ) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'élément d'entrée de couple comporte un couvercle (5) logeant, au moins en partie, les moyens d'amortissement (13, 17) et les moyens d'embrayage (20, 18), l'organe d'appui étant porté par le couvercle (5).
3. Dispositif (1 ) selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe d'appui comporte un corps roulant (13) monté pivotant autour d'un axe (14) fixé ou formé par le couvercle (5).
4. Dispositif (1 ) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'axe (14) est soudé au couvercle (5).
5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en en ce que les moyens d'embrayage comportent un piston (20) mobile axialement entre une position embrayée dans laquelle l'élément d'entrée de couple (5) est couplé en rotation à l'élément de sortie de couple (8) par l'intermédiaire des moyens d'amortissement (13, 17), et une position débrayée.
6. Dispositif (1 ) selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'assistance (24) aptes à exercer un effort axial tendant à rappeler le piston (20) vers sa position embrayée.
7. Dispositif (1 ) selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens d'assistance sont formés par au moins une rondelle (24) élastiquement déformable dans la direction axiale (X).
8. Dispositif (1 ) selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte un flasque support (18) apte à être couplé en rotation par friction au piston (20) en position embrayée et apte à être découplé en rotation par rapport au piston (20) en position débrayée, la lame élastique (17) étant fixée au flasque support (18).
9. Dispositif (1 ) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le piston (20) est couplé en rotation à l'élément de sortie de couple (8).
10. Dispositif (1 ) selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte une roue de turbine (3) et une roue d'impulseur (2) couplée en rotation à l'élément d'entrée de couple (5) et apte à entraîner hydrocinétiquement la roue de turbine (3).
1 1 . Dispositif (1 ) selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte un réacteur (4), la roue d'impulseur (2) étant apte à entraîner hydrocinétiquement la roue de turbine (3) par l'intermédiaire du réacteur (4).
12. Dispositif (1 ) selon l'une des revendications 1 à 1 1 , caractérisé en ce que l'élément de sortie de couple comporte un moyeu central (8).
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