Brevet FR2428188A1 — publié le 19800104

La présente invention concerne un convertisseur de couple utilisé dans la transmission d'un véhicule ou similaire. Jusqu'à maintenannt, il est usuel avec ce type de dispositif que, si le rapport entre la vitesse de la turbine dans le corps principal d'un convertisseur de couple et celle de la pompe devient supérieur à un point d'embrayage, le rapport de couple devient inférieur à 1 de sorte que la perte de puissance par patinage augmente et, en consequence, pour éviter la perte de puissance, on prévoit dans le corps principal un embrayage à accouplement direct pour interconnecter directement les arbres d'entrée et de sortie.Cette disposition conventionnelle présente cependant des inconvénients résultant du fait qu'une modification dans le couple du moteur à combustion interne connecté à l'arbre d'entrée agit directement sur la boite de vitesse connectée à l'arbre de sortie de sorte que cela est susceptible de créer un bruit provoqué par le retour de dents des pignons de la boîte et du fait qu'un système de commande pour mettre en oeuvre l'embrayage à accouplement direct doit être prévu en supplément de sorte que l'appareil devient de taille importante et compliqué. La présente invention a pour but de fournir un appareil qui ne présente pas les inconvénients ci-dessus et qui est carac térisé en ce que la turbine du convertisseur principal de couple est connectée axialement de manière coulissante à l'arbre de sortie entre une pompe disposée sur un côté de la turbine et une coquille de carter disposée sur l'autre côté assurant la connexion de la pompe avec l'arbre d'entrée, un embrayage à friction étant interposé entre la turbine et soit la coquille de carter, soit la pompe, de manière que lorsque le rapport de vitesses de la turbine à la pompe augmente, une force de poussée dirigée vers l'un des cotés et agissant sur les aubes de la turbine devient plus petite que la force de poussée dirigée vers l'autre côté agissant sur une autre coquille de la turbine, par l'action de la circulation du fluide interne, ce par quoi la turbine reçoit lm mouvement de coulissement vers ledit autre côté et l'embrayage à friction est collé. Des exemples de réalisation de la présente invention seront maintenant décrits avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels Fig. 1 est une vue en élévation latérale et en coupe d'un mode de réalisation d'un appareil conforme à la présente invention ; Fig. 2 est une vue en élévation latérale schématique de la partie la plus importante pour expliquer le fonctionnement dudit appareil Figs. 3a, 3b et 3c sont des diagrammes développés par III-III de figure 1 expliquant le fonctionnement de l'appareil et, Figs. 4 à 7 sont des vues latérales en coupe d'autres modes de réalisation dudit appareil. En se référant aux dessins, la référence 1 désigne le corps principal du convertisseur de couple qui est muni sur ses côtés droit et gauche d'un arbre d'entrée 2 connecté à un moteur à combustion interne et d'un arbre de sortie 3 connecté à une boite de vitesse de manière que ces arbres prissent être en alignement axial l'un avec l'autre. La référence 4 désigne une pompe sur le côté droit connectée à l'arbre d'entrée 2 à travers une coquille de carter 5 sur le côté gauche et la référence 6 désigne une turbine montée sur l'arbre de sortie 3 de manière à être interposée entre la pompe 4 et la coquille de carter 5 et ainsi, en entraînant la pompe 4, on confère un mouvement circulatoire au fluide à travers la pompe 4, la turbine 6 et un stator 7 interposé entre les deux éléments 4 et 6. En se référant aux dessins, les références 4a, 6a et 7a désignent les coquilles externes respectives de la pompe 4, de ia turbine 6 et du stator 7 et les références 4b, 6b et 7b désignent les noyaux internes respectifs de ces éléments. La turbine 6 est en engagement par clavette coulissante par sa coquille externe 6a, avec l'arbre de sortie 3, et un embrayage à friction 8 tel qu'un embrayage du type à disques multiples ou similaire est interposé entre la coquille externe 6a et une plaque rotative interne Sa connectée à la coquille de carter 5 de manière à être dirigée vers la paroi externe 6a. La turbine est réalisée entre la paroi 6a et le noyau externe 6b par un passage d'écoulement de fluide 11 ayant un profil en forme d'arc s'étendant entre une ouverture d'entrée 9 faisant face à la pompe 4 et une ouverture de sortie 10 faisant face au stator 7 et elle est disposée de manière que, lors de la circulation du fluide interne à travers le passage d'écoulement 11, une force de poussée TA dirigée vers le côté gauche comme représenté dans la figure 2, agit sur la coquille externe 6a, cette force étant la composante de force dirigée axialement d'une force FA produite par la modification de la direction du fluide entre le vecteur d'entrée a du fluide à l'orifice d'admission 9 et le vecteur de sortie t sur le côté de l'orifice de sortie 10. En même temps, le fluide circulant à travers le passage d'écoulement du fluide 11 a aussi sa direction modifiée à savoir, déviée également par rapport à la direction de rotation de la turbine 6, par les aubes 6c disposées dans le passage d'écoulement 11 et le degré de cette déviation décroît lorsque le rapport des vitesses entre celle de la turbine 6 et celle de la pompe 3 est accru, et en même temps, la force F3 agissant sur l'aube 6c est modifiée en direction et en amplitude. De manière plus détaillée, si, par exemple, la turbine 6 est freinée dans sa rotation de sorte que le rapport de vitesse devient 0, le fluide s'écoule le long de l'aube 6c et le degré de déviation du vecteur d'entrée a au vecteur de sortie b devient maximal et la force F3 telle que représentée dans la figure 3a agit sur l'aube 6c. Si la turbine 6 est entraînée en rotation et si le rapport des vitesses augmente pour devenir par exemple 0,5 ou 0,9, le fluide s'écoule le long de l'aube 6c, l'aube 6c ellemême est entraînée en rotation de sorte que le trajet d'écoulement absolu du fluide considéré par rapport à des coordonnées fixes devient celui représenté dans les figures 3b ou 3cet,enconséquence, le degré de déviation du vecteur a au vecteur t diminue et la force FB agissant sur l'aube 6c est modifiée en conséquence. Ainsi, lorsque le rapport des vitesses augmente, la force de rotation M3 qui est la composante directionnelle rotative de la force F3 agissant sur l'aube 6c et représente, en conséquence, le couple de la turbine 6, diminue et, en même temps, une force de poussée T3 dirigée vers la droite qui constitue la composante dé la force F B en direction de la pompe 4 est aussi diminuée. On expliquera ci-après le fonctionnement de l'appareil comme suit : Pour la gamme faible du rapport des vitesses, la force de poussée T3 dirigée vers la droite agissant sur l'aube 6c de la turbine 6 est plus grande que la force de poussée T A dirigée vers la gauche agissant sur la coquille externe 6a de celle-ci de sorte que la turbine 6 reçoit un mouvement de coulissement en direction de la pompe 4, vers la droite, et, en conséquence, la transmissiot-du couple de l'arbre d'entrée 2 à l'arbre de sortie 3 est assurer par la force de rotation MB agissant sur l'aube 6c par l'intermédiaire du fluide interne mais si le rapport de vitesse au*ente e-t si la force de poussée vers la droite devient plus petite que la force de poussée TA vers la gauche, une force de poussée cotrespondant à la différence entre les deux forces de poussée TA, TB. ambne la turbine 6 à coulisser pour la déplacer vers la coquille dè carter 5 sur le côté gauche pour serrer l'embrayage à friction 8.Lorsque maintenant la différence de vitesse entre la pompe 4 et la turbine 6 devient 0 du fait de la mise en action de l'embrayage 8, la circulation du fluide interne se trouve sensiblement stoppée et, en conséquence, la coquille externe 6a ne reçoit plus la force de poussée T A agissant vers la gauche et l'embrayage 8 estrelâché mais, par ce relâchement, la circulation du fluide interne recommence et ainsi le serrage de l'embrayage 8 est effectué à nouveau-.Ainsi, l'embrayage 8 est équilibré entre les conditions "serre" et "rel ché" ci-dessus de sorte que, sous cette condition équilibrée, celui-ci assure une opération d'embrayage pendant le patinage de manière à donner une transmission du couple du moteur à l'arbre de sortie 3 indépendamment de celle assurée par le fluide interne, et ainsi, dans la gamme pour laquelle le rapport de vitesse est supérieur au point d'embrayage, même si le couple transmis à l'arbre de sortie 3 par la force de rotation MB ci-dessus est plus petit que le couple du moteur fourni sur l'arbre d'entrée 2, le degré réduit peut être compensé par le couple transmis à travers l'embrayage 8. Dans l'exemple ci-dessus, la turbine 6 est directement en engagement par clavette, au niveau de sa coquille externe 6a, avec l'arbre de sortie 3 mais on peut envisager une modification dans laquelle celle est en engagement par clavette avec une chemise coulissante 12 sur l'arbre de sortie 3 comme représenté dans la figure 4. De plus, l'embrayage 8 peut être du type à cones comme representt dans la figure 4 ou du type à disques comme représenté dans la figure 1 ou dans la figure 5. De Plust les éléments de friction 8a de l'embrayage 8 peuvent être soit fixés sur la coquille externe 6a de la turbine 6 et la plaque rotative interne 5a de la coquille du carter 5 comme représenté dans les figures 4 et 5, soit être en engagement coulissant comme représenté dans la figure 1. En se référant à la figure 5, la référence 13 désigne une rondelle prévue sur la plaque rotative interne 5a pour contrôler un déplacement excessif de la turbine 6 lorsqu'une usure de l'embrayage a friction 8 s'est produite et la référence 14 désigne une gorge de graissage réalisée dans la surface de frottement de l'embrayage a friction 8. On a expliqué ci-dessus le cas où l'embrayage à friction 8 est interposé entre la turbine 6 et la coquille de carter 5 mais alternativement celui-ci peut être interposé entre la turbine 6 et la pompe 4 et, par exemple, être disposé dans l'espace formé entre les noyaux internes 4a, 6a des deux éléments 4 et 6. Si, cependant, l'embrayage à frottement 8 est formé par un embrayage de taille suffisamment petite pour être logé dans cet espace, il devient difficile d'obtenir une transmission divisionnaire du couple dans la gamme d'un rapport de vitesse important. A savoir, dans une gamme dans laquelle le rapport de vitesse est important, l'importance du débit d'écoulement du fluide interne décroît et, en conséquence, la force de poussée de la turbine 6 vers le carter de coquille 5 est réduite. En conséquence, l'embrayage 8 ne peut pas recevoir une force de serrage suffisamment importante pour assurer la transmission. divisionnelle du couple, si l'embrayage 8 n'est pas un embrayage de taille importante ayant une grande capacité. Cependant, si une disposition telle que celle represen- tée dans la figure 6 est utilisée pour l'embrayage 8, même si l'embrayage est un embrayage de petite taille tel qu'il puisse être logé dans l'espace formé entre les noyaux internes 4b, 6b de la pompe 4 et de la turbine 6, il est possible d'assurer une transmission divisionnaire du couple dans la gamme d'un rapport de vitesses important. De manière plus détaillée, l'embrayage à friction 8 présente une disposition dans laquelle un levier 15 est prévu sur le côté externe de droite des éléments de frriction 8a connectés aux noyaux internes respectifs 4b, 6b et le levier 15 est monté de manière oscillante, à sa partie d'extrémité 15a, sur le noyau interne 4b et est par contre, à son autre partie d'extrémité 15b, en face du côté gauche d'un élément en saillie 16 fixé sur le noyau interne 6b de la turbine 6, et la partie centrale 15c de celui-ci est incurvée vers la gauche pour faire saillie vers l'élé- ment de friction 8a. Si la turbine 6 reçoit, comme mentionné ci-dessus, un mouvement de coulissement vers le côté de la coquille de carter 5 de gauche, par une force de poussée correspondant à la différence entre les deux forces de poussée TA, TB, l'élément en saillie 16 est amené en butée avec l'autre partie d'extrémité 15b du levier 15 et le levier 15 est basculé vers la gauche autour de la partie d'extrémité 15a qui forme pivot et la partie centrale 15c est amenée en contact sous pression avec l'élément de friction 8a pour assurer le serrage de l'embrayage à friction 8. x cette occasion, par l'effet de bras de levier du- levier 15, le point d'application, à savoir la partie centrale 15c est ap pliqué avec une force plus importante que la force de poussée agissant sur le point d'application de la force à savoir l'autre partie d'extrémité 15b, de sorte que, même lorsqu'une réduction de la force de poussée est provoquée par la diminution du débit de circulation du fluide interne, comme mentionné ci-dessus, dans la gamme importante du rapport des vitesses, l'embrayage à friction 8 peut recevoir une force de serrage suffisamment importante pour assurer la transmission divisionnelle du couple. De plus, même si, comme représenté dans la figure 7, le levier 15 est monté sur le côté gauche externe de l'élément de friction 8a connecté aux noyaux internes respectifs 4b et 6b de la turbine 6 et de la pompe 4 et si une partie d'extrémité 15a de celui-ci est supportée par le noyau interne 6b de la turbine 6, l'autre partie d'extrémité 15b étant située en face du côté droit de l'élément en saillie 16 fixé sur le noyau interne 4b de la pompe 4, on peut obtenir presque le même fonctionnement que cidessus par le mouvement relatif vers la droite de la pompe 4 résultant du mouvement du coulissement vers la gauche de la turbine 6. Ainsi, la disposition d'un embrayage à friction 8 dans l'espace formé entre les noyaux internes 4b, 6b de la turbine 6 et de la pompe 4 rend inutile de prévoir un espace supplémentaire pour loger l'embrayage 8 et il en résulte l'avantage que l'appareil est de petites dimensions. Ainsi, conformément à la présente invention, la turbine est connectée de manière coulissante à l'arbre de sortie et elle est disposée de manière que, lorsque le rapport des vitesses augmente, l'embrayage à friction est serré par la force de poussée agissant sur la turbine et l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie sont interconnectés à travers l'embrayage de manière à pouvoir patiner de sorte que la transmission d'un couple divisionnel à travers le fluide et la transmission d'un couple divisionnel à travers l'embrayage peuvent être effectuées conjointement, et, en conséquence, il ne se produit pas une diminution importante de la transmission du couple et de même une modification du couple du moteur n'agit pas directement sur l'arbre de sortie, ce par quci le bruit provcqué par le retour de dents diminue et, de plus, il n'est pas nécessaire de prévoir séparément un système de commande pour commander l'embrayage de sorte que les inconvénients ci-dessus des appareils conventionnels peuvent être éliminés à coup str REVENDICATIONS 1. Un convertisseur de couple, caractérisé en ce qu'une turbine du convertisseur principal de couple est connecté axialement de manière à coulisser à l'arbre de sortie entre une pompe disposée sur un côté de la turbine et une coquille de carter disposée sur l'autre côté assurant la connexion de la pompe avec l'arbre d'entrée, un embrayage à friction étant interposé entre la turbine et soit la coquille de carter, soit la pompe, de manière que lorsque le rapport de vitesses de la turbine à la pompe augmente, une force de poussée dirigée vers un des côtes et agissant sur bs aubes de la turbine devient plus petite que la force de poussée dirigée vers l'autre côté agissant sur la coquille externe de la turbine, par l'action de la circulation du fluide interne, ce par quoi, la turbine reçoit un mouvement de coulissement vers ledit autre côté et l'embrayage à friction est collé. 2. Un convertisseur de couple selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'embrayage à friction est muni d'un levier qui est amené en contact de pression avec l'élément de friction de l'embrayage pour assurer le serrage de l'embrayage , le levier présentant une construction telle qu'une de ses parties d'extrémité montée soit sur la pompe ou la coquille de carter soit sur la turbine forme pivot et que son autre partie d'extrémité qui est en butée avec l'autre élément à savoir soit la turbine soit la pompe ou la coquille de carter agit comme point d'application de la force, de manière que par le mouvement de coulissement ci-dessus de la turbine, le levier est amené en contact de pression en sa partie centrale servant de point d'application de la force, avec l'élément de friction. 3. Un convertisseur de couple selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'embrayage à friction est monté dans l'espace formé entre les noyaux internes de la turbine et de la pompe.