Brevet FR2398231A1 — publié le 19790216

La présente invention due a la collaboration de Monsieur Jacques LONGEAU a pour objet une transmission comprenant un convertisseur de couple hydrocinétique utilisable en particulier pour les véhicules automobile. L'invention se rapporte aux transmissions de ce type comportant un arbre moteur entranant la pompe du convertisseur dont la turbine est reliée par l'intermédiaire d'un embrayage dit de coupure a un arbre de sortie. La transmission comprend en outre un embrayage dit de verrouillage permettant de relier directe- ment l'arbre moteur a l'arbre de la turbine. On connait déjL des transmissions de ce type dans lesquelles le premier embrayage ou embrayage de coupure permet d'isoler la boite de vitesses placée en aval de la transmission évitant ainsi de maintenir un couple résiduel de traenée entre l'arbre moteur et l'arbre de sortie au moment du passage d'un rapport de transmission. Ce couple résiduel dû au frottement du fluide a l'intérieur du convertisseur hydrocinétique est en effet préjudiciable aux différents changements de vitesses nécessaires pour la marche du v8hic;nle. Le second embrayage ou embrayage de verrouillage permet d'annuler l'action du convertisseur évitant ainsi tout glissement en régime de fonctionnement permanent c'est-a- dire lorsque la vitesse du véhicule s'est stabilisée apres le passage a un rapport de transmission différent. I1 est ainsi possible d'augmenter le rendement de la transmission et de garantir l'obtention d'un frein moteur important puisque le convertisseur ne peut plus avoir d'action lorsque l'embrayage de verrouillage est fermé. On a dejA prévu de commander ces différents embrayages de manière hydraulique. Dans les dispositifs connus la commande de ces différents embrayages se fait de telle manière que c'est la pression hydraulique du fluide remplissant le convertisseur qui provoque la fermeture des embrayages. En cas d'absence de pression il en résulte l'ouverture automatique des embrayages. Par ailleurs, les dispositifs de commande hydrauliques utilisés dans les transmissions de ce type nécessitent fréquemment des circuits hydrauliques complexes pour provoquer l'ouverture et la fermeture des deux embrayages de la transmission ainsi que pour commander le remplissage et la vidange du convertisseur. Enfin, les transmissions de ce type sont habituellement relativement volumineuses car il est nécessaire de prévoir l'emplacement des deux embrayages a cotte du convertisseur hydrocinétique. Dans les commandes hydrauliques de type connu pour de telles transmissions, l'embrayage de verrouillage et le convertisseur sont placés dans un circuit hydraulique en paralldle de sorte qu'il est nécessaire pour la commande de 1'embrayage de verrouillage de prévoir des moyens indépendants de la commande d'alimentation 6'7 convertisseur, La présente invention a pour objet de réaliser une transmission a convertisseur de couple hydrocinétique de ce type assurant l'existence d'un frein moteur en cas d'absence de pression hydraulique, L'invention a également pour objet une transmission dans laquelle les différents éléments constitutifs sont agences de façon a réaliser un ensemble particulièrement compact entièrement enfermé dans la coquille du convertisseur. Enfin, la presente invention a également pour objet de réaliser une transmission a convertisseur de couple hydroci nétique et embrayage de verrouillage du type précité dans laquelle la commande de l'embrayage de verrouillage et de l'embrayage de coupure ainsi que l'alimentation en fluide hydraulique du convertisseur se font au moyen de deux circuits hydrauliques fonctionnant en tout ou rien simplifiant ainsi considérablement la construction de la transmission. La transmission conforme la présente invention comprend un convertisseur de couple hydrocinétique -dont la pompe est entraînée par un arbre moteur et dont la turbine est reliée par l'intermédiaire d'un embrayage de coupure a un arbre de sortie. Un embrayage de verrouillage permet en outre de relier directement l'arbre moteur a l'arbre de la turbine. Les deux embrayages précités sont commandés hydrauliquement. Selon l'invention les deux embrayages sont soumis a l'action de moyens élastiques qui provoquent leur fermeture en l'absence de pression hydraulique dans le circuit de commande des embrayages et dans le circuit de remplissage du convertisseur. Le circuit hydraulique de commande de l'embrayage de verrouillage est de préférence placé en série avec le circuit de remplissage en fluide hydraulique du convertisseur. Grâce a cette disposition il est possible de commander le verrouillage en cessant~d'alimenter en fluide hydraulique le convertisseur. Autrement dit, c'est le fonctionnement du convertisseur lui-même qui commande l'embrayage de verrouillage, le remplissage du convertisseur provoquant automatiquément l'ouverture de 1'embrayage de verrouillage. Dans un mode de réalisation préféré de la transmission selon l'invention, la commande des deux embrayages précites ainsi que le remplissage-du convertisseur sont réalisés a l'aide de deux circuits hydrauliques fonctionnant alternativement en tout ou rien. L'alimentation des circuits hydrauliques est de préférence déterminée par une valve de distribution à quatre voies et trois positions commandée en fonction de- la vitesse de rotation de l'arbre de sortie du convertisseur de couple et de la position du levier de vitesses de la boite de vitesses qui est mont8e en aval de la transmission. Dans un mode de réalisation préféré les deux embrayages de la transmission sont montés a l'intérieur du carter de la pompe du convertisseur. On obtient ainsi une construction extremement compacte. Le carter de l'embrayage de coupure est avantageusement solidaire de la turbine du convertisseur qui constitue en outre le moyeu de l'embrayage de verrouillage. D'autres caractéristiques de la présente invention apparaîtront mieux a la lecture d'un exemple nullement limitatif de réalisation d'une transmission conforme a l'invention illustré par les dessins annexés, sur lesquels : la fig. 1 montre très schématiquement les différents organes principaux d'une transmission a convertisseur hydrocinétique du type concerné par la présente invention; la fig. 2 montre schématiquement en coupe l'agencement des différents éléments d'une transmission conforme a la présente invention ainsi que les circuits hydrauliques de commande; et la fig. 3 représente une coupe schéitiatique d'un mode de réalisation possible d'une transmission conforme à l'inven- tion. En se référant tout d'abord a la fig. 1 on voit que les transmissions a convertisseur hydrocinétique que l'invention a pour objet d'améliorer comportent un arbre moteur I qui entraîne la pompe 2 d'un convertisseur hydrocinétique dont la turbine 3 est reliée par l'intermédiaire d'un premier embrayage ou embrayage de coupure 4 b l'arbre de sortie 5 qui attaque ensuite une boite de vitesses placée en aval etnon représentée sur la figure. La transmission comprend en outre un deuxième embrayage ou embrayage de verrouillage 6 qui peut, lorsqu'il est fermé, relier directement l'arbre moteur 1 a l'arbre portant la turbine 3 annulant ainsi l'action du convertisseur. Le convertisseur comporte également un stator ou réacteur 7 qui est lié au carter fixe du convertisseur par l'intermédiaire d'un dispositif de roue libre 8, De cette manibre tant que la vitesse de rotation de la turbine 3 reste inférieure une valeur limite, le réacteur 7 qui a tendance a tourner en sens inverse de la turbine reste immobile. Pour des vitesses de rotation de la turbine supérieures a cette valeur limite c'est-a-dire au-del d'un point de fonctionnement dit point de couplage ou le couple moteur est égal au couple récepteur, le réacteur peut tourner en même temps que la turbine-par l'intermédiaire du dispositif de roue libre 8, le convertisseur se transformant alors en un simple coupleur. Lors des différents changements de marche du véhicule il est possible d'isoler la boîte de vitesses en ouvrant l'embrayage de coupure ce qui permet d'éviter le maintien d'un couple résiduel de traînée entre arbre moteur et l'arbre de sortie dA au frottement du fluide dans le convertisseur. Par ailleurs, en régime de fonctionnement permanent du véhicule il est possible de fermer l'embrayage de verrouillage annulant ainsi l'action du convertisseur et évitant tout glissement en garantissant l'efficacité du frein moteur. La fig. 2 illustre la disposition des éléments d'une transmission selon la présente invention. On retrouve sur cette figure 1'arbre moteur 9 qui est solidaire du carter 10 lié à la pompe il du convertisseur. Le réacteur 12 est monté sur l'arbre de sortie 13 par l'intermédiaire d'un dispositif de roue libre 14. La turbine 15 est solidaire du disque 16 de l'embrayage de coupure 4 et du disque 17 de l'embrayage de verrouillage 6. La turbine 15 est également solidaire du carter 18 de l'embrayage de coupure 4 lequel constitue le moyeu de l'embrayage de verrouillage 6. La commande 9 l'embrayags de coupure 4 est rOalisXe au moyen du piston 19 sur lequel agit le ressort de rappel 20 gui maintient fermé l'embrayage de coupure. L'embrayage de verrouillage 6 est commandé par le piston 21 maintenu en contact avec le disque 17 par l'action du ressort de rappel 22. L'embrayage de coupure et 1.'embrayage de verrouillage se trouvent donc montés tous les deux 11 intérieur du carter 10 de la pompe 11 du convertisseur. L'enceinte du convertisseur est alimentée en fluide hydraulique par la canalisation 23, le retour du fluide se faisant par une première cavité 24 dont l'une des parois est mobile et formée par le piston 21 qui commande l'ouverture de 11 embrayage de verrouillage 6. L'autre paroi de ladite première cavité 24 est constituée par la face arrière du piston 19 commandant 1J embrayage de coupure 4, Le retour du fluide hydraulique se fait a la sortie de ladite cavité 24 par la canalisation de retour 25 qui présente une restriction 26.La face arrière du piston 21 c'est-d-dire celle qui est oppose a ladite première cavité 24 est soumise par la canalisation 27 a la pression du fluide hydraulique régnant dans la cavité 28 reliée a un point situé en aval de la restriction 26. I1 en résulte que le piston 21 déverrouillant le convertisseur est actionné par la différence de pression existant entre les cavités 24 et 28 reliées aux deux côtés de la restriction 26 placée sur le circuit de retour de l'alimentation du convertisseur. Le déverrouillage du convertisseur entraîné par l'ouverture de l'embrayage de verrouillage 6 est donc commandé par la pression statique existant dans l'enceinte du convertisseur lui-même. Grâce à cette disposition en série de l'alimentation du convertisseur et de la commande de 1'embrayage de verrouillage, il est donc possible d'obtenir automatiquement la fermeture de l'embrayage de verrouillage sous l'action de son ressort de rappel1 en cessant simplement d'alimenter en fluide hydraulique le convertisseur. Le piston 19 commandant l'ouverture de l'embrayage de coupure 4 est déplacé sous l'action de la pression du fluide hydraulique dans une deuxième cavité 29 dont l'une des parois est mobile et formée par le piston 19 lui-meme qui peut alors se déplacer a l'encontre de la force de rappel du ressort 20 dans une direction axiale. La pression dans ladite deuxième cavité 29 est appliquée par l'intermédiaire de la canalisation 30 et de la déviation 32 & travers le clapet anti-retour 31.Le circuit de commande de l'embrayage de coupure 4 est ainsi constitué par une dérivation 32 de la branche de retour 25, 30 du premier circuit ou circuit de commande de l'embrayage de verrouillage 6 jouant en même temps le rôle de circuit d'alimentation du convertisseur. La branche de retour 25 est protégée par un clapet anti-retour 33 empêchant le passage du fluide hydraulique vers les cavités 24 et 28. Le retour du fluide hydraulique en provenance de la cavité 29 lors de la fermeture de l'embrayage de coupure 4 se fait a travers une restriction 34 montée en parallèle sur le clapet anti-retour 31. De cette manière on obtient un embrayage progressif lors du retour à zéro de la pression dans la cavité 29. L'alimentation des deux circuits hydrauliques qui viennent d'être décrits est déterminée par une valve de distribution a quatre voies et trois positions référencée 35 et commandée électromagnétiquement par l'intermédiaire d'un dispositif de contrôle 36. Les informations de commande proviennent d'une part d'une génératrice tachymétrique 37 qui détermine la vitesse de rotation de l'arbre de sortie 13 et fournit un signal de commande dès que cette vitesse de rotation dépasse une vitesse limite Ws. L'autre information est fournie par le levier de commande des vitesses 38 de la boîte de vitesses qui fournit un signal selon qu'il se trouve au point mort ou en cours de passage d'une vitesse ou dans une position de vitesse engagée. La transmission fonctionne de la manière suivante Lorsque le moteur du véhicule est à l'arrêt aucune pression hydraulique n'existe dans les differents circuits. Les deux embrayages sont fermés, les pistons 19 et 21 agissant sur les disques des embrayages respectifs de coupure et de verrouillage grâce à l'action des ressorts 20 et 22, La valve 35 est en position médiane telle que représentée sur la fig. 2. Lorsque le moteur du véhicule est en marche le levier 38 étant en position de point mort, le dispositif de contr8le 36 fournit un signal qui provoque un mouvement de la valve de distribution 35 qui se déplace de façon a occuper la position droite représentée sur la fig. 2 de sorte que la haute pression provenant de la pompe de gavage 39 alimente la canalisation 30 et la cavité 29 par l'intermédiaire du clapet anti-retour 31. Le piston 19 se déplace axialement à l'encontre de la force du ressort de rappel 20 ouvrant ainsi l'embrayage de coupure. Le convertisseur n'est pas alimenté en fluide hydraulique et l'embrayage de verrouillage est fermé sous l'action du ressort 22 agissant sur le piston 21. La haute pression n'alimente pas la cavité 24 grace à l'çxis- tence du clapet anti-retour 33, Lorsque le moteur du véhicule étant toujours en marche, le levier de changement de vitesses 38 est déplacé de façon à engager un rapport de transmission et tant que la vitesse de rotation de l'arbre de sortie 13 est inférieure -à une vitesse limite Ws le dispositif de contrôle 36 émet un signal qui provoque le déplacement de la valve de distribution 35 qui occupe la position gauche représentée sur la fig. 2 dans laquelle la haute pression de la pompe 39 alimente le convertisseur par la canalisation 23.Le retour du fluide hydraulique a la sortie du convertisseur se fait par la canalisation 25 et la restriction 26 ce qui provoque par différence de pression le déplacement du piston -21 et l'ouverture de l'embrayage de verrouillage 6 a l'encontre de la force du ressort 22. Le fluide hydraulique revient par la canalisation 30 d la décharge 40. L'embrayage de coupure 4 reste quant à lui fermé sous l'action du ressort 20 aucune pression n'étant appliquée à la cavité 29. Lorsque la vitesse de rotation de l'arbre de sortie 13 dépasse la valeur limite précitée, le dispositif de contrôle 36 émet un nouveau signal qui provoque le déplacement de la valve de distribution 35 qui revient à sa position centrale telle que représentée sur la fig. 2. Dans cette position, le convertisseur n'est pas aliment et les deux embrayages reviennent dans leur position fermée sous l'action des ressort de rappel 20 et 22. La çig. 3 illustre de manibre nullement limitative un mode de réalisation possible pour une telle transmission. Sur cette figure, on a conventionnellement repris les mémes références pour les pièces analogues aeja décrites en r8fé- rence a la fig.2 qui illustrait schématiquement le fonctionnement de la transmission. On retrouve donc sur la fig. 3 le convertisseur constitué par la pompe Il reliée à l'arbre moteur 9 par l'intermédiaire du carter 10. Le rédacteur 12 est monté sur le carter fixe par l'intermédiaire du dispositif de roue libre 14. On retrouve l'embrayage de verrouillage-6 dont le moyeu 18 est solidaire de la turbine 15 et constitue le carter de l'embrayage de coupure 4.Les deux embrayages sont commandés respectivement par le piston de verrouillage 21 et le piston de coupure 19 soumis à l'action des ressorts de rappel 20 et 22 qui se présentent sous la forme de rondelles Belleville. L'alimentation du convertisseur est effectué par la canalisation 23 à travers l'espace annulaire 41 et l'orifice 41a. Le retour du fluide hydraulique se fait par la cavité 24 dont l'une des parois est constituée par le piston de verrouillage 21, Le fluide revient par l'orifice calibré 26 jouant le rôle de restriction puis par la cavité centrale 42 a travers le clapet anti-retour 33 et le canal 43 percé dans l'axe de l'arbre de sortie 13. Un joint tournant 44 assure la jonction entre l'orifice 30 relié à la valve de distribution 35 de la fig. 2 et le canal 43. La pression du fluide hydraulique en aval de la restriction 26 est transmise par le canal 27 à la chambre 28 comprenant la rondelle Belleville 22, Pour l'ouverture de l'embrayage de coupure 4, le fluide sous pression arrive par la canalisation 30, traverse le joint tournant 44 pour aboutir au canal 43 et alimente la cavité 29 à travers le clapet anti-retour 31. Lors du retour du piston de coupure 19 au moment de l'opération d'embrayage et afin d'obtenir la progressivité dont il a été question précédemment, un orifice calibré 34 pratiqué dans l'arbre de sortie 13 fait office de restriction et permet le retour du fluide de la cavité 29 dans le canal 43. On notera le très faible encombrement de l'ensemble du & la disposition de l'embrayage de coupure à l'intérieur du moyeu de l'embrayage de verrouillage ainsi qu'a la disposition des différents clapets anti-retour et restriction en grande partie a l'intérieur mEme de l'arbre de sortie 13 ce gui est rendu possible par la structure particulière selon l'invention du circuit de commande hydraulique des différents éléments de la transmission. Dans une variante d'une transmission selon l'invention et dans le cas ou les éléments de commande de l'embrayage de verrouillage sont tels que ledit embrayage est fermé pour une vitesse de rotation de la turbine du convertisseur inférieure à celle correspondant au point de couplage du convertisseur, il est possible de supprimer le dispositif de roue libre du réacteur du convertisseur qui peut alors etre monté de manière solidaire au carter fixe. REVENDICATIONS 1, Transmission comprenant un convertisseur de couple hydrocinétique dont la pompe est entraînée par un arbre moteur et dont la turbine est reliée par l'intermédiaire dsun embrayage de coupure a un arbre de sortie, un embrayage de verrouillage permettant en outre de relier directement l'arbre moteur a l'arbre de la turbine, les deux embrayages précités étant commandés hydrauliquement, transmission caractérisée par le fait que les deux embrayages sont soumis a l'action de moyens élastiques qui provoquent leur fermeture en l'absence de pression hydraulique dans le circuit de commande des embrayages et dans le circuit de remplissage du convertisseur. 2. Transmission selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le circuit hydraulique de commande de l'embrayage de verrouillage est connecté en série avec le circuit de remplissage en fluide hydraulique du convertisseur. 3. Transmission selon la revendication 2, caractérisée par le fait que la commande des deux embrayages et le remplissage du convertisseur sont réalisés à l'aide de deux circuits hydrauliques fonctionnant alternativement en tout ou rien. 4. Transmission selon la revendication 3 r caractérisée par le fait que le premier circuit alimente le convertisseur en fluide hydraulique, lequel traverse, à & la sortie du convertisseur, une première cavité (24) dont l'une au moins des parois est mobile et formée par le piston (21) d'ouverture de l'embrayage de verrouillage (6) qui peut être déplacé axialement sous l'action de la pression du fluide dans ladite cavité à l'encontre d'un ressort de rappel (22). 5. Transmission selon la revendication 4, caractérisée par le fait que le retour du fluide hydraulique à la sortie de ladite première cavité (24) se fait par une première restriction (26), la face du piston (21) d'ouverture de l'embrayage de verrouillage opposée à ladite cavité (24) étant soumise à la pression du fluide régnant en aval de la première restriction (26) précitée. 6. Transmission selon la revendication 3r caractérisée par le fait que le deuxième circuit alimente en fluide hydraulique une deuxième cavité (29) dont l'une des parois est mobile et formée par le piston (19) d'ouverture de l'embrayage de coupure (4) qui peut être déplacé axialement sous l'action de la pression du fluide dans ladite deuxième cavité (29) à l'encontre dlun ressort de rappel (20). 7, Transmission selon la revendication 6, caractérisée par le fait que le retour du fluide hydraulique depuis la deuxième cavité (29) lors de la fermeture ae l'embrayage de coupure (4) se fait à travers une deuxième restriction (34) montée en parallèle avec un clapet anti-retour (31). 8. Transmission selon les revendications 6 ou 7, caractérisée par le fait que le deuxième circuit est constitué par une dérivation (32) de la branche de retour (30) du premier circuit laquelle est protégée par un clapet antiretour (33). 9. Transmission selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisée par le fait que l'alimentation des circuits hydrauliques est déterminée par une valve de distribution (35) a quatre voies et trois positions commandée en fonction de la vitesse de l'arbre de sortie du convertisseur de couple et de la position du levier de vitesses de la boîte de vitesses montée en aval de la transmission, 10. Transmission-selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que les deux embrayages précités (4, 6) sont montés à l'intérieur du carter (10) de la pompe (11) du convertisseur. 11. Transmission selon la revendication 10, caractérisée par le fait que le carter (18) de l'embrayage de coupure (4) est solidaire de la turbine (15) du convertisseur et constitue le moyeu de l'embrayage de verrouillage (6). 12. Transmission selon les revendications 10 ou 11, caractérisée par le fait que les circuits hydrauliques de commande des embrayages et de remplissage du convertisseur comprennent un canal (43) percé dans l'arbre de sortie (13) coopérant avec un joint tournant (44) et débouchant par l'intermédiaire de clapets anti-retour (31, 33) et d'une restriction (34) dans les différentes cavités commandant l'ouverture des embrayages. 13, Transmission selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le réacteur (12) du convertisseur est lie au carter fixe par l'intermé- diaire d'un dispositif de roue libre (14), 14. Transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée par le fait que les éléments de commande de l'embrayage de verrouillage sont tels que ledit embrayage est fermé pour une vitesse de rotation de la turbine du convertisseur inférieure a celle correspondant au point de couplage du convertisseur et que le réacteur du convertisseur est solidaire du carter fixe.