Brevet FR2478771A1 — publié le 19810925

Convertisseur de couple hydrodynamique muni de moyens de pontage. La présente invention est relative à un convertisseur de couple hydrodynamique comportant des moyens de pontage permettant d'effectuer le couplage sans glissement entre l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie du convertisseur. Un tel convertisseur de couple hydrodynamique peut etre utilisé avantageusement dans une transmission automatique de véhicule automobile a plusieurs rapports de transmission passage sous couple. Dans une telle transmission, le convertisseur hydrocinétique de couple est placé entre le moteur d'entraînement du véhicule et la boite de vitesses. Le convertisseur de couple multiplie le couple d'entrée fodrni par le moteur d'entraînement par un certain coefficient pendant une phase transitoire dite phase de conversion de couple.A partir d'une certaine valeur de la vitesse de rotation de l'arbre de sortie du convertisseur, la phase de conversion de couple se trouve terminée et l'on atteint une phase de couplage pendant laquelle il subsiste cependant entre les élé- ments tournants d'entrée et de sortie du convertisseur un certain glissement qui diminue le rendement global du groupe moto-propulseur et augmente de ce fait sa consommation en carburant. On a donc songé, afin de réduire cette consommation dans le cas d'un véhicule équipé d'une telle transmission automatique a convertisseur de couple, a solidariser les organes d'entrée et de sortie dès la fin de la phase de conversion de façon supprimer le glissement.Cette opération est dite "pontage" entre l'arbre de sortie et l'arbre d'entrée du convertisseur de couple. Certains dispositifs connus de commande de pontage de convertisseur de couple comprennent des moyens d'alimentation hydrauliques exterieurs distincts du circuit d'alimentation ou de gavage de l'enceinte du convertisseur. I1 en résulte une complexité notable de la commande de pontage et l'impossibilité de réaliser un dispositif compact. La présente invention a donc pour objet un convertisseur de couple comportant des moyens de commande de pontage qui soient tels que l'on puisse réduire au maximum les dimensions de l'ensemble tout en obtenant de manière simple les diffé- rentes fonctions de commande désirées. Par ailleurs, par opposition aux différents dispositifs de commande de pontage de type connu, l'invention a pour objet un convertisseur de couple dont la commande de pontage puisse être faite au moyen d'informations concernant le fonctionnement de la transmission et du véhicule équipé de ladite transmission après traitement par un dispositif électronique de façon permettre un pontage sur chacun des rapports de transmission tout en évitant le pontage au moment du passage des différents rapports et en tenant compte du fonctionnement réel du convertisseur. Le convertisseur de couple hydrodynamique selon l'invention est muni de moyens de pontage permettant le'couplage sans glissement entre l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie du convertisseur et comprend un embrayage muni d'un piston de commande. Le piston de commande est soumis a l'action de la pression régnant dans l'enceinte du convertisseur et a l'action d'un ressort de rappel. Les moyens d'alimentation en fluide hydraulique du convertisseur sont adaptés pour définir deux niveaux de pression pour le fluide d'alimentation provoquant ainsi le déplacement du piston de commande soit vers la position correspondant au pontage, soit vers la position correspondant au pontage c'est- -dire la phase de conversion de couple. Dans un premier mode de réalisation de l'invention, le fluide hydraulique b deux niveaux de pression alimente directement l'enceinte du convertisseur. La pression régnant dans cette enceinte agit sur l'une des faces du piston de commande tandis que le ressort de rappel est disposé à l'intérieur du convertisseur de façon agir sur l'autre face du piston de commande. En particulier, le ressort de rappel peut être avantageusement disposé dans une cavité reliée au réservoir de fluide hydraulique et permettant ainsi le retour du fluide lors du déplacement du piston de commande tendant à diminuer le volume de cette cavité. Dans un autre mode de réalisation, le fluide hydraulique a deux niveaux de pression alimente une cavité dont le piston de commande constitue une paroi mobile. Le piston comporte des orifices de passage faisant alors communiquer cette cavité avec ltenceinte du convertisseur de façon a alimenter ce dernier. Le ressort agissant sur le piston de commande est disposé a l'intérieur du convertisseur de façon exercer un effort sur la face du piston de commande qui délimite l'enceinte du convertisseur c'est- -dire l'opposé de la face du piston de commande qui constitue la paroi mobile de la cavité précitée. Dans tous les cas, le piston de commande est de prefe- rence disposé dans l'enceinte même du convertisseur et comporte sur sa face délimitant l'enceinte une portion de serrage qui peut constituer une partie d'un embrayage ou coopérer avec un tel embrayage. Un dispositif amortisseur est de plus prévu de préfÉrence entre l'embrayage et l'arbre de sortie du convertisseur afin de d'absorber les vibrations de torsion pouvant se produire pendant le fonctionnement du convertisseur. La circulation du fluide hydraulique dans l'enceinte du convertisseur se fait au moyen d'un orifice de sortie faisant communiquer l'enceinte avec une canalisation reliée au réservoir de fluide hydraulique. Par ailleurs, l'alimentation en fluide hydraulique à deux niveaux de pression se fait de préférence par un arbre de transmission central creux et par l'intermédiaire d'une chambre de distribution placée a l'extrémité du moyeu du convertisseur. On obtient ainsi une structure particulièrement compacte tout en limitant notablement les pertes de charge en particulier dans le cas d'une configuration de transmission en botte pont. Les deux niveaux de pression du fluide hydraulique d'alimentation permettant de placer le convertisseur soit en position de pontage, soit en position de conversion de couple sont engendrés par des moyens classiques combinés de préférence des moyens électroniques recevant des signaux correspondant respectivement a la vitesse de rotation de l'arbre d'entrée et de l'arbre de sortie du convertisseur. Le changement de niveau de pression se fait dès que le rapport de ces vitesses atteint une valeur prédéterminée correspondant au point de couplage théorique du convertisseur.Les moyens éleetroniques utilisés comprennent de préférence un circuit de temporisation recevant des signaux de passage des rapports de vitesse de la transmission permettant d'interrompre le pontage chaque passage de vitesse par action correspondante sur les moyens hydrauliques définissant les deux niveaux de pression. L'invention sera mieux comprise a l'étude de la description détaillée de deux modes de réalisation pris a titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels la fig. 1 est une vue en coupe longitudinale schématique d'un convertisseur de couple hydrodynamique selon l'invention; et la fig. 2 est une vue en coupe longitudinale schématique d'une variante d'un convertisseur de couple hydrodynamique conforme a l'invention. Tel qu'il est représente sur la fig. 1, le convertisseur 1 comprend un élément d'entrée 2 également appelé pompe ou impulseur, relié mécaniquement a l'arbre d'entrée ou arbre moteur 3 solidaire d'un moteur d'entratnement non représenté sur la figure par l'intermédiaire d'une cloche cylindrique 5 présentant une paroi sensiblement frontale 6. L'impulseur 2 tourne par rapport au bâti 7 du convertisseur 1 par llinter- médiaire d'un palier a roulement 8 avec interposition d'un joint d'étanchéité 9. L'élément de sortie 10 du convertisseur 1 ou turbine est relié par l'intermédiaire d'un manchon lia et d'un joint annulaire llb un arbre de sortie il qui peut tourner par rapport 9 un arbre central de transmission creux 12. Le convertisseur 1 se complète par le réacteur ou stator 14 intercalé entre l'impulseur 2 et la turbine 10 et qui est monté sur un arbre fixe-15 par l'intermédiaire du dispositif de roue libre 16 qui permet donc, dans un sens de rotation, de rendre le réacteur 14 solidaire de l'arbre 15 fixé au carter 7. Un piston de commande 17 se présentant sous la forme d'un flasque sensiblement radial peut se déplacer en translation axiale å l'intérieur de la cloche 5. Le piston de commande 17 constitue une paroi mobile d'une cavité 18 a l'intérieur de laquelle se trouve logé un ressort 19 se présentant dans le mode de réalisation décrit sous la forme d'une rondelle Belleville. On notera que le piston de commande 17 présente un profil légerement conique de façon a augmenter les dimensions de la cavité 18 vers la périphérie permettant ainsi de loger le ressort 19 sensiblement à la périphérie de la cavité 18. L'étanchéité de la cavité 18 est assurée par un joint intérieur 20 logé dans une rainure annulaire de l'alésage du piston de commande 17 et pouvant coulisser sur la surface cylindrique du moyeu 21 solidaire de la paroi frontale 6 de la cloche 5. Un deuxième joint annulaire extérieure 22 logé dans une gorge annulaire de la périphérie externe du piston de commande 17 coulisse dans l'alésage de la cloche 5. La portion périphérique externe 17a du piston de commande 17 présente sur sa face dirigée vers l'enceinte du convertisseur 1 une portion de serrage qui vient agir contre un disque mobile de l'embrayage 23 monté dans l'alésage de la cloche 5. Lorsque l'ensemble des disques de l'embrayage 23 sont serrés les uns contre les autres, la cloche 5 est rendue solidaire en rotation de la turbine 10 par l'intermédiaire d'un système amortisseur 24 muni également d'un disque coopérant avec l'embrayage 23. Le système amortisseur 24 comporte une plura- lité de ressorts hélicoldaux 25 de façon à assurer un amortissement des vibrations de torsion. On notera que le piston de commande 17 et le système d'amortissement 24 se trouvent donc logés complétement à l'intérieur même de l'enceinte du convertisseur 1 et baignent en permanence dans le fluide hydraulique. Le serrage ou le desserrage de l'embrayage 23 s'effectue par application du piston de commande 17 a la suite de son déplacement en translation vers l'enceinte du convertisseur sous l'action de serrage axial du ressort 19. Le fluide hydraulique destiné la fois a la lubrification et à l'alimentation du convertisseur 1 est pompé dans un réservoir non représenté sur la figure et alimente le convertisseur par un perçage central de l'arbre de transmission 12 jusque dans la chambre de distribution 26 pratiquée dans le moyeu 21 du convertisseur. La chambre de distribution 26 communique avec l'enceinte 27 du convertisseur par le conduit 28. Le fluide hydraulique quitte l'enceinte 27 par l'orifice de sortie 29 faisant communiquer l'enceinte 27 avec une canalisation annulaire définie entre l'arbre de sortie 11 et l'arbre fixe 15. Cette canalisation est reliée au réservoir de fluide non représenté. Par ailleurs, la cavité 18 peut etre purgée par le conduit 30 pratiqué dans le moyeu 21 et faisant communiquer la cavité 18 avec la canalisation annulaire subsistant entre l'arbre d'entrée 12 et l'arbre de sortie 11. Lorsque la pression du fluide d'alimentation est d son niveau haut, la pression régnant dans l'enceinte 27 est également élevée, ce qui provoque le déplacement du piston de commande 17 9 l'encontre de la force du ressort 19 provoquant ainsi l'ouverture de l'embrayage 23. Dans cette position, le convertisseur 1 se trouve en phase de conversion de couple. Lorsque le fluide d'alimentation possède au contraire une pression plus basse, le piston de commande 17 soumis a l'action du ressort 19 peut se déplacer en direction de l'enceinte 27 où règne une basse pression assurant ainsi la fermeture de l'embrayage 23. Dans cette position le couple moteur est transmis directement de l'impulseur 2 a la turbine 10 en passant par le dispositif amortisseur 24 : le convertisseur est en position de pontage. Le mode de réalisation illustré sur la fig. 2 où les pièces analogues portent les mêmes références diffère uniquement du précédent mode de réalisation par la circulation du fluide hydraulique et la disposition du ressort de rappel du piston de commande. Tel qu'il est représenté sur la fig. 2 on voit en effet que la chambre de distribution 26 communique ici par les passages 31 pratiqués dans le moyeu 21 directement avec la cavité 18. De la le fluide hydraulique passe par les orifices 32 dont un seul est représenté, jouant le rôle de restrictions pratiqués dans la paroi du piston de commande 33 et qui font communiquer la cavité 18 avec l'enceinte 27 du convertisseur. Dans ce mode de réalisation une pluralité de ressorts hélicoidaux 34 disposés au voisinage de l'axe exercent un effort de compression sur la face du piston de commande 33 qui est dirigée vers l'enceinte 27. Les ressorts hélicoidaux 34 sont montes dans un élément de support 35 bloqué en position par une rondelle 36 montée dans une gorge périphérique du moyeu 21. Compte tenu de la position des ressorts 34 se trouvant dans ce mode de réalisation l'intérieur de l'enceinte 27 du convertisseur et non plus comme dans le mode de réalisation précédent à l'intérieur de la cavité 18, le profil du piston de commande 33 est sensiblement plan et ne comporte plus la forme conique du piston 17 du mode de réalisation précédent. Dans le mode de réalisation de la fig. 2, le fonctionnement des moyens de pontage du convertisseur est inverse de celui du mode de réalisation précédent. En effet, lorsque la pression du fluide d'alimentation pénétrant par l'arbre d'en trée 12 est son noveau haut, cette haute pression appliquée à la cavité 18 entraîne un déplacement du piston de commande 33 fermant l'embrayage 23 et effectuant le pontage compte tenu du passage restreint défini par les orifices 32 en direction de l'enceinte 27. Au contraire, lorsque le niveau de pression d'alimentation est bas, les ressorts 34 provoquent le deplace- ment inverse du piston de commande 33 assurant ainsi l'ouver- ture de l'embrayage pour le fonctionnement en convertisseur. Dans tous les cas on obtient donc une commande de pontage efficace qui autorise en outre une structure compacte du convertisseur L'invention est de préférence appliquée à une transmission automatique de véhicule automobile à plusieurs rapports de transmission à passage sous couple. Dans ce cas, on associe le convertisseur de couple à un dispositif électronique de commande recevant des signaux correspondant respectivement la vitesse de rotation de l'arbre d'entrée 12 et de l'arbre de sortie 11 de façon à commander le pontage en faisant varier le niveau de la pression d'alimentation dès que le rapport de ces vitesses atteint une valeur prédéterminée. On prévoit de préférence un circuit de temporisation recevant en outre des signaux correspondant au passage des rapports de vitesse, de façon interrompre le pontage à chaque passage de vitesse en modifiant le niveau de la pression d'alimentation au moment approprié et pendant la durée du passage de vitesse. REVENDICATIONS 1. Convertisseur de couple hydrodynamique muni de moyens de pontage permettant le couplage sans glissement entre l'arbre d'entrée et l'arbre de sortie du convertisseur, comprenant un embrayage muni d'un piston de commande, caractérisé par le fait que le piston de commande est soumis d l'action de la pression régnant dans l'enceinte du convertisseur et a l'action d'un ressort de rappel, les moyens d'alimentation en fluide hydraulique du convertisseur étant adaptés pour définir deux niveaux de pression pour le fluide d'alimentation provoquant le déplacement du piston de commande respectivement vers la position correspondant au pontage ou au dépontage. 2. Convertisseur de couple selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le fluide hydraulique deux niveaux de pression alimente directement l'enceinte du convertisseur, la pression régnant dans cette enceinte agissant sur l'une des faces du piston de commande (17) tandis que le ressort de rappel (19) agit sur l'autre face. 3. Convertisseur selon les revendication 1 ou 2, carac térisé par le fait que le ressort (19) agissant sur le piston de commande (17) est logé dans une cavité (18) reliée au réservoir de fluide hydraulique. 4. Convertisseur de couple selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le fluide hydraulique å deux niveaux de pression alimente une cavité (18) dont le piston de commande (33) constitue une paroi mobile, le piston comportant des orifices de passage (32) faisant communiquer la cavité avec l'enceinte du convertisseur et le ressort agissant sur la face du piston de commande délimitant l'enceinte du convertisseur. 5. Convertisseur selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le ressort comprend une pluralité de ressorts hélicoîdaux (34) disposés au voisinage de l'axe. 6. Convertisseur de couple selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le piston de commande est disposé dans l'enceinte du convertisseur et comporte sur sa face délimitant l'enceinte une portion de serrage coopérant avec l'embrayage (23). 7. Convertisseur de couple selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'un dispositif amortisseur des vibrations de torsion (24) est disposé entre l'embrayage et l'arbre de sortie. 8. Convertisseur de couple selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'enceinte du convertisseur comprend un orifice de sortie (29) faisant communiquer l'enceinte avec une canalisation reliée au réservoir de fluide hydraulique. 9. Convertisseur de couple selon l'une quelconque dès revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'alimentation en fluide hydraulique à deux niveaux de pression se fait par un arbre de transmission central et par l'intermédiaire d'une chambre de distribution (26) logée 9 l'extrémité du moyeu (21) du convertisseur. 10. Application d'un convertisseur de couple hydrodynamique selon l'une quelconque des revendications précédentes, à une transmission automatique de véhicule automobile a plusieurs rapports de transmission a passage sous couple, caractérisée par le fait que l'on associe le convertisseur de couple 9 un dispositif électronique de commande recevant des signaux correspondant respectivement à la vitesse de rotation de l'arbre d'entrée et de l'arbre de sortie du convertisseur de façon à commander le pontage dès que le rapport de ces vitesses atteint une valeur prédéterminée, un circuit Elec- tronique de temporisation recevant en outre des signaux correspondant au passage des rapports de vitesse, de façon b interrompre le pontage 9 chaque passage de vitesse.