Brevet FR2404778A1 — publié le 19790427

La présente invention concerne un convertisseur hydrodynamique de couple de rotation, notamment pour véhicules automobiles, consistant en une roue de pompe, une roue de turbine et une roue directrice disposée sur un support creux, ainsi qu'un arbre de roue de turbine traversant le support de roue directrice, une coquille de convertisseur tournant avec la roue de pompe, et un accouplement de court-circuit qui peut etre embrayé hydrauliquement, disposé à l'intérieur de la coquille de convertisseur, qui peut être chargé avec du fluide de pression par un canal à fluide dirigé à travers l'arbre de roue de turbine. De tels convertisseurs de couple interviennent dans divers domaines de la technique. Ils permettent la transmission de la puissance dfentraînement pour des machines de travail par voie hydrodynamique. Leur montage est particulièrement avantageux dans la transmission de force d'un moteur d'entratnement quelconque vers une machine de travail lorsqu'il est nécessaire de prévoir un régime progressif sans paliers avec accroissement du couple dans le domaine du de'marrage. C'est le cas, par exemple, dans des autobus qui doivent être accelérés progressivement sous charge à partir de l'arrêt. En vue d'améliorer le rendement de transmission, qui, ainsi qu'il est connu, est rendu physiquement défavorable dans le domaine principal de marche de machines hydrauliques, on a déjà proposé d'équiper des convertisseurs de couple avec un accouplement en court-circuit qui relie rigidement entre eux la roue de la pompe et la roue de turbine dans le domaine principal de marche. L'accouplement à court-circuit qui est embraye ou débrayé, pour un rapport de vitesses de rotation détermine entre roue de pompe et roue de turbine, par un dispositif de commande approprié, est chargé pratiquement, dans le cas de véhicules automobiles, exclusivement hydrauliquement. Le fluide de pression nécessaire à cet effet est amene par l'intermédiaire d'un canal constitué par un perçage stétendant dans l'axe de l'arbre de roue de turbine. Un perçage, disposé à ltexterieur de l'arbre de roue de turbine, non seulement nécessiterait une technique de fabrication plus couveuse, mais, en outre, augmenterait consi derablement le déséquilibre de balourd de arbre de roue de turbine.Une amenée du fluide de pression à l'extrieur de l'arbre de roue de turbine ne peut pas être envisagée, car espace annulaire compris entre l'arbre de roue de turbine et le support de roue directrice est nécessaire pour ltévacuation du liquide du convertisseur qui est continuellement en circulation d'échange en vue du refroidissement. Etant donné ainsi que l'arbre de roue de turbine est nécessaire pour l'amenée du fluide de pression destiné à charger l'accouplement de court-circuit, les convertisseurs de couple avec accouplement de court-circuit se restreignent à un emploi dans les installations dans lesquelles, en plus d'une transmission de puissance dépendante d'un convertisseur, est exigée une transmission de puissance indépendante du convertisseur et dépendante de la vitesse du moteur, par l'intermédiaire d'un entraînement secondaire.De tels entraînements sont utilisés, par exemple, pour des véhicules utilitaires pour pouvoir entraîner des engins de travail et/ou des appareils auxiliaires, tels que des pompes, avec moteur en marche mais transmission de déplacement du véhicule débrayée, ou encore dans des installations où il doit être assuré que, lors d'un blocage de l'engin de travail, le moteur d'entraî- nement est étranglé, sinon le convertisseur serait défaillant au bout de peu de temps par suite de surchauffe. Il est connu de dériver l'entrainement secondaire en amont du convertisseur couple et de contourner le convertisseur sur le côté. Cependant, cette solution est très coûteuse, d'encombrement important et présente un mauvais rendement de transmission, notamment lorsque l'entratnement secondaire doit être ramené dans un mécanisme de transmission raccordé au convertisseur de couple. Cela est nécessaire, par exemple, dans le cas de tracteurs, car, dans ces véhicules, l'emplacement où est disposé le bout d'arbre de prise de puissance arrière entraîné par l'entrat- nement secondaire est normalisé. En raison de cette disposition du bout d'arbre de prise de puissance, il est habituel, dans des véhicules de ce type, de prévoir que l'entrainement secondaire est relié directement avec l'arbre vilebrequin du moteur, par un arbre creux s' étendant à partir du moteur d' entraînement, à travers un accouplement à turbine, dans la bonite de vitesses, en traversant au centre l'accouplement sans être influencé par lui. Au contraire des conditions d'un convertisseur de couple avec accouplement de court-circuit, la réalisation de 1' entraînement secondaire à travers l'accouplement à turbine ne pose pas de problèmes d'encombrement et d'étanchéité, car le fluide d'accouplement n'a pas à etre échangé. La présente invention a pour but de créer un convertisseur de couple de rotation, du type décrit, de constitution telle qu'un entraînement secondaire dépendant du moteur et indépendant du convertisseur puisse etre mis en service par voie directe. Dans ce-but, l'invention a pour objet un convertisseur caractérisé en ce que l'arbre de roue de turbine est creux en vue de la traversée d'un arbre d'entraînement secondaire indépendant du convertisseur de couple de rotation, et le canal à fluide de pression allant à l'accouplement de court-circuit est étanche par rapport à l'espace intérieur de l'arbre de roue de turbine qui reçoit l'arbre d'entraînement secondaire. Grâce à l'invention, malgré le passage de l'entral- nement secondaire à travers le convertisseur de couple, il est possible de maintenir exempts d'huile avec sécurité lVaccou- plement à friction qui est nécessaire pour le passage des différentes vitesses de la botte de vitesses montee à la suite. Cela est une condition nécessaire pour le montage dans des tracteurs et des véhicules analogues dans lesquels les avantages connus d'un convertisseur de couple, tels que l'accroissement automatique du couple et l'amortissement des vibrations doivent être apportés. Suivant une autre caractéristique de l'invention, l'étanchéité du canal à fluide de pression allant à l'accouplement de court-circuit par rapport à l'espace intérieur de l'arbre de roue de turbine se compose de deux garnitures d'étanchéité disposées l'une derrière l'autre, et à l'espace intermédiaire compris entre ces deux garnitures, est raccordée une conduite de fluide de fuite qui est dirigé vers l'extérieur à travers l'arbre de roue de turbine mais séparé de son espace intérieur. Suivant un mode de réalisation, dans le cas de plusieurs emplacements d'étanchéité, toutes les garnitures correspondent à un espace intérieur commun qui est séparé de l'espace intérieur de l'arbre de roue due turbine par une seule garniture d'étanchéité. Ces dispositions assurent une évacuation sûre de l'huile de fuite également à travers l'arbre de roue-de turbine. Conformément à l'invention, en vue de la réalisation du canal à fluide de pression conduisant à l'accouplement de court-circuit, et de la conduite d'évacuation du liquide de fuite, l'arbre de roue de turbine est pourvu d'un manchon extérieur et d'un manchon intérieur. La description ci-après se rapporte à un exemple de réalisation avec référence aux dessins joints, dans lesquels - La figure 1 est une représentation schématique du convertisseur de couple de rotation hydrodynamique avec la boîte de vitesses montée à la suite; - La figure 2 est une vue en coupe de la partie centrale du convertisseur de couple. La transmission d'entraînement représentée en figure 1 peut, par exemple, être utilisée sur un tracteur agricole avec un entraînement par un moteur à combustion 1. Dans la transmission entre le moteur 1 et les roues motrices 2, sont disposés g un convertisseur de couple de rotation 3, un accouplement à friction à sec 4, une boîte de vitesses 5 et un mécanisme différentiel 6. Un arbre d'entraînement secondaire 7 s'étend au centre, à travers le convertisseur de couple 3, l'accouplement à friction à sec 4, et l'arbre creuX Sa d'entrée dans la boite de vitesses 5. Cet arbre secondaire est relié, du côté moteur, de manière soli daire à la rotation, avec l'arbore de vilebrequin du moteur à combustion 1. Du côté entraînement, il porte deux roues dentées 8 et 9 qui sont en prise constante avec d'autres roues dentées 10 et il et qui peuvent être connectées à volonté, par l'intermédiaire d'un accouplement 12, avec l'arbre de liaison 13 vers le bout d'arbre de prise de puissance 14 du tracteur. Pour faciliter la connexion par l'accouplement 12, il est prévu un autre accouplement 44 affecté à l'arbre de prise de puissance 14. En plus de l'entraînement du bout d'arbre de prise de puissance 14, cet arbre d'entraînement secondaire 7 sert à l'entraînement de divers dispositifs auxiliaires du tracteur, par exemple une pompe 15 pour le dispositif de levage, et/ou une pompe hydraulique 16 et/ou un compresseur 17 pour l'installation de fourniture d'air comprimé et/ou une installation de clima- tisation. Le convertisseur de couple de rotation 3 se compose d'une enveloppe ou coquille 19 reliée avec la roue de pompage 18, d'une roue de turbine 21 calée sur un arbre creux de roue de turbine 20 en vue de la traversée de l'arbre d'entraînement secondaire, et d'une roue directrice 22 qui est montee à roue libre sur un support de roue directrice creux 23 solidaire du carter. L'arbre de roue de turbine 2D passe à travers le support de roue directrice 23 et il porte, à son extrémité intérieure, l'accouplement à friction à sec 4 pour l'entraînement de déplacement du tracteur. A son autre extrémité extérieure, est monté l'accouplement de court circuit 24. L'embrayage de leaccouplement de court-circuit 24 s'effectue par l'intermédiaire d'un piston annulaire 25 chargé par fluide hydraulique. Le fluide de pression nécessaire à cet effet est amené par le canal à fluide de pression 26 qui commence, côté mécanisme, dans le support de roue directrice 23 et se prolonge, après traversee du convertisseur 3, à leintérieur de l'arbre de roue de turbine 20, à travers le moyeu de roue de turbine27 et la coquille de convertisseur 19 De là, il débouche finalement dans la chambre 28 derrière le piston annulaire 25 Pour la réalisation du canal à fluide de pression 26 à l'intérieur de l'arbre de roue de turbine 20, cet arbre est entouré, dans le domaine intéressé, avec un manchon extérieur 29 qui, à son extrémité coté boîte de vitesses, est soudé à l'étain à l'arbre de roue de turbine de manière etanche à l'huile, et qui forme un espace annulaire 30 approprié pour le passage du fluide de pression. A l'extrémité côté moteur du manchon 29, le canal à fluide de pression 26 est étanché par rapport au moyeu de turbine 27 au moyen d'une bague torique 31, disposée entre le manchon 29 et le moyeu 27, par rapport à l'intérieur du convertisseur.A l'intérieur du moyeu de roue de turbine 27, le canal à fluide de pression 26 s'étend à travers la denture 32 entre le moyeu de roue de turbine 27 et l'arbre de roue de turbine 20, dans laquelle la hauteur des dents est raccourcie L'espace intérieur de l'arbre de roue de turbine 20 est rendu étanche pour le fluide de pression 26 en trois emplacements, chaque-fois par une garniture d'étanchéité 33, 34, 35. Ces trois garnitures d'étanchéité sont suivies, après un espace intermédiaire 36, d'une autre étanchéité 37, disposée entre la coquille de convertisseur 19 et l'arbre de roue de turbine 20, cette étanchéité 37 séparant l'espace intermédiaire 36 de l'espace intérieur de l'arbre de roue de turbine 20. Le fluide de fuite qui s'accumule derrière les garnitures d'étanchéité 33, 34, 35 est évacué à travers une conduite à liquide de fuite 38, raccordée à l'espace intermédiaire 36, cette conduite traversant le convertisseur de couple 3 également à l'intérieur de l'arbre dé roue de turbine 20.Elle consiste en un espace annulaire 39, qui est formé par un manchon interieur 40, qui représente la limite intérieur de l'arbre de roue de turbine 20. Ce manchon 40, à l'extrémité côté boîte de vitesse, est soudé à l'étain, de manière étanche à l'huile, avec l'arbre de roue de turbine 20. Du côté opposé, l'étanchéité par rapport à l'arbre de roue de turbine 20 est assurée par une bague torique 41. Comme le montre la figure 2, l'espace annulaire situé entre la limite extérieure de l'arbre de roue de turbine 20 formée par le manchon 29 et le support 23 de roue directrice 22 sert à l'évacuation du fluide de convertisseur, qui est maintenu en permanence sous pression pour éviter la cavitation, à travers la conduite à fluide de pression 42 vers un réfrigérant non représente. De là, le fluide est ensuite ramené au convertisseur de couple 3, par l'intermédiaire d'une conduite de fluide de pression 43 prévue dans le support de roue directrice 22 solidaire du carter. R E V E N D I C A T I 0 N S 10) Convertisseur hydrodynamique de couple de rotation, notamment pour véhicules automobiles, consistant en une roue de pompe, une roue de turbine et une roue directrice disposée sur un support creux, ainsi qu'un arbre de roue de turbine traversant le support de roue directrice, une coquille de convertisseur tournant avec la roue de pompe, et un accouplement de court-circuit qui peut etre embrayé hydrauliquement, disposé à l'intérieur de la coquille de convertisseur, qui peut etre chargé avec du fluide de pression par un canal à fluide dirige à travers l'arbre de roue de turbine, convertisseur caracterisé en ce que l'arbre de roue de turbine (20) est creux en vue de la traversée d'un arbre d'entraînement secondaire (7) indépendant du convertisseur de couple de rotation (3), et le canal à fluide de pression (26) allant à l'accouplement de court-circuit (24) est étanche par rapport à l'espace intérieur de l'arbre de roue de turbine (20) qui reçoit l'arbre d'entralnement secondaire (7). 20) Convertisseur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'étanchéité du canal à fluide de pression (26) allant à l'accouplement de court-circuit (24) par rapport à l'espace intérieur de l'arbre de roue de turbine (20) se compose de deux garnitures d'étanchéité (33, 37) disposees l'une derrière l'autre, et à l'espace intermédiaire (36) compris entre ces deux garnitures, est raccordée une conduite de fluide de fuite (38) qui est dirigé vers l'extérieur à travers l'arbre de roue de turbine (20) mais séparé de son espace intérieur. 30) Convertisseur de couple suivant la revendication 2, caractérisé en ce que, dans le cas de plusieurs emplacements d'étanchéité, toutes les garnitures (33, 34, 35) correspondent à un espace intérieur commun (36) qui est sépare de l'espace interieur de l'arbre de roue de turbine (20) par une seule garniture dt étanchéité. 40) Convertisseur de couple suivant l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'arbre de roue de turbine (20) présente un manchon extérieur (29) en vue de former le canal à fluide de pression (26) conduisant à l'accouplement de court-circuit (24), et un manchon intérieur (40) en vue de former~la conduite à liquide de fuite (38) 50) Convertisseur de couple suivant la revendication 4, dont la roue de turbine est reliée rigidement, au moyen d'une denture, avec l'arbre de roue de turbine, caractérisé en ce que le manchon extérieur (29) est relie solidaire a la rotation, à son extrémité côte boîte de vitesse, avec l'arbre de roue de turbine (20), et à 1Pautre extrémité est étanché par rapport au moyeu de roue de turbine (27). 60) Convertisseur de couple suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le canal à fluide de pression (26) vers l'accouplement à court-circuit (24) est conduit par l'intermédiaire d'une denture (32) entre le moyeu de roue de turbine et l'arbre de roue de turbine (20). 70) Convertisseur de couple suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le canal à fluide de pression (26) est formé par une réduction de la hauteur des dents de la denture (32).