Brevet FR2498717A1 — publié le 19820730

-r- 2498717. 1 ô, La présente invention concerne d'une manière générale I les convertisseurs de couple, notamment pour véhicules automo- biles. I Elle vise plus particulièrement la partie réacteur d'un a tel convertisseur de couple. l Ainsi qu'on le sait en effet, un convertisseur de couple comporte, d'une manière générale, dans un carter, une roue de J pompe liée en rotation audit carter, et destinée, par celui-ci, t à être solidarisée en rotation a un premier arbre, en pratique un arbre menant, l'arbre de sortie du moteur dans le cas d'un.1. véhicule automobile, une roue de turbine, libre en rotation I vis-à-vis du carter, et destinée à être solidarisée en rota- I tion à un deuxième arbre, en pratique un arbre mené, l'arbre d'entrée d'une boite de vitesses dans le cas d'un tel véhicule | automobile, et, entre lesdites roues de turbine et de pompe, une roue de réacteur. t Cette roue de réacteur, qui doit être convenablement calée axialement entre la roue de turbine et la roue de pompe t pour un bon encaissement des poussées axiales dont elle est l'objet en service, reçoit# par emmanchement dans son alésage axial, la cage externe d'une roue libre, à galets ou à cames par exemple, dont la cage interne est soit formée directement par un manchon de réacteur, fixe en rotation, qui fait usuel- lement partie de la botte de vitesses dans lecas d'un véhicu- le automobile, soit formée par un manchon intermédiaire immo-. bilisé en rotation par rapport à un tel manchon de réacteur, par exemple par un montage à cannelures. Pour le maintien axial de cette roue libre, il est l usuellement prévu de la disposer entre deux bagues, dites ci- l après par canmodité bagues de maintien, qui sont en outre I mises à profit, d'une part pour assurer le centrage de la roue de réacteur, et obtenir l'espace annulaire nécessaire au posi- I tionnement correct de la roue libre et d'autre part, pour trans- mettre les poussées axiales auxquelles est soumise en service cette roue de réacteur, la bague disposée du côté de la roue de pompe étant d'une manière générale la plus chargée. * Pour simplifier la construction de l'ensemble et en ré- 5 duire l'encombrement axial et le coût, il a déjà été proposé | d'incorporer A la roue de réacteur l'une de ces bagues de main- l tien, et il s'agit d'une façon préférentielle de celle dispo- sée du côté de la roue de pompe. Cette bague de maintien forme dès lors, sur la roue de réacteur, et d'un seul tenant avec celle-ci, un flasque trans- versal contre lequel la cage externe de la roue libre trouve un appui axial. De l'autre côté de la cage externe de la roue libre se trouve disposée la bague de maintien subsistante, qui, trouvant axialement appui sur la roue de réacteur, assure le maintien axial de ladite cage externe par rapport à celle-ci. Une telle disposition présente de nombreux avantages notamment mais non exclusivement pour l'utilisation de roues libres à galets et à rampes de coincement pour lesquelles 1' espace annulaire entre cage externe et manchon de réacteur ou manchon intermédiaire n'impose pas une précision aussi rigou- reuse que pour des roues libres à cames. Tout d'abord, et comme mentionné ci-dessus elle conduit à un encombrement axial moindre. En effet, l'encombrement axial peut être réduit le cen- trage de la roue de réacteur étant dévolu au seul flasque transversal que comporte celui-ci, et aucune portée axiale de centrage n'étant dès lors à prévoir entre cette roue de réac- teur, et plus précisément la cage externe de la roue libre sur laquelle elle est emmanchéeM d'une parté et ledit flasque et/ou la bague de maintien subsistante, qui n'assume plus au- cune fonction de centrage, d'autre part. En outre, la roue de réacteur et son flasque transver- sal forment conjointement une seule et même pièce susceptible d'être avantageusement réalisée par moulage d'une quelconque matière appropriée, métal ou matière synthétique par exemple, ne nécessitant qu'un minimum d'usinage, et notamment qu'un é- bavurage, et il en est de même pour la bague de maintien sub- sistante. De plus la cage externe de roue libre n'ayant aucune fonction de centrage des bagues de maintien à assurer, son en- combrement axial peut être strictement limité à ce qui est juste nécessaire à sa coopération avec les galets ou cames as- sociés de la roue libre ce qui en réduit le poids et le colt. Enfin, la roue de réacteur, la roue libre, et la bague de maintien subsistante, peuvent avantageusement former conjoin- 2498717 I tement un ensemble de réaction, se présentant sous la forme t d'une entité autonome, ce qui, d'une part, au montage, en fa- cilite la manipulation et en réduit d'autant les temps de mon- - tage correspondants, et ce qui, en service, lui permet de suivre unitairement les déformations axiales dont est l'objet le carter dans lequel il est disposé, sans risque d'un quel- t conque déboitage axial intempestif, l'un par rapport à l'autre, de ses divers constituants, et sans qu'il soit nécessaire, ô pour éviter un tel déboitage, de prévoir entre ceux-ci, au dé- I ) triment de l'encombrement axial de l'ensemble, des portées axiales de longueurs surabondantes. Mais, pour constitution d'un tel ensemble de réaction, il est nécessaire, comme mentionné ci-dessus, que la bague de j maintien trouve appui axialement sur la roue de réacteur. i Dans les réalisations connues à ce jour, un tel appui I axial de la bague de maintien résulte par exemple de ce que le | montage établi entre celle-ci et la roue de réacteur est un | montage par sertissage, de la matière venue de la roue de réac- | teur étant, à la périphérie interne de celui-ci, du côté de la ) bague de maintien, refoulée radialement, de place en place, au contact de cette bague de maintien.. Une telle disposition présente des inconvénients. Tout d'abord, elle ne convient en pratique qu'au cas o la roue de réacteur est en métal. 1 Or, au moins pour certaines applications, il est souhai- table qu'une telle roue de réacteur puisse être réalisée en un autre matériau que du métal, et par exemple, comme mentionné i ci-dessus, en un matériau synthétique, non susceptible d'un | montage par sertissage. 3 En outre, elle est irréversible, tout démontage étant exclu ou destructif. Or, au moins pour certaines applications un tel démon- tage peut être souhaitable. Dans une autre réalisation connue, la bague de maintien est entraînée en rotation avec le réacteur par un système à tenons et encoches, et elle est maintenue axialement par un anneau d'arrêt. Mais cette réalisation nécessite au moins l'usinage de la gorge recevant ledit anneau d'arrêt. La présente invention a d'une manière générale pour objet une disposition permettant au contraire de répondre aux exigences de minimum ou d'absence d'usinage, de démontage, ainsi que d'utilisation éventuelle de matériau autre que le métal. De manière plus précise, elle a tout d'abord pour objet un ensemble de réaction pour convertisseur de couple du genre comportant une roue de réacteur, une roue libre, qui est en- gagée par sa cage externe dans l'alésage axial de la roue de réacteur, et dont ladite cage externe trouve un appui axial, d'un premier côté axial, contre un flasque transversal de la roue de réacteur, et, de l'autre côté axial de ladite cage externe par rapport audit flasque, une bague de maintien, qui, trouvant axialement appui sur la roue de réacteur, assure le maintien de ladite cage externe de la roue libre par rapport à la roue de réacteur, cet ensemble de réaction étant caracté- risé en ce qu'un montage du type à balonnette est établi entre la bague de maintien et la roue de réacteur, et en ce qu'il est associé à ladite bague de maintien des moyens de blocage propres à l'immobiliser en rotation vis-à-vis de la roue de réacteur; elle a encore pour objet un convertisseur de couple comportant un tel ensemble de réaction. Le montagelà balonnette prévu suivant l'invention peut avantageusement étre mis indifféremment en oeuvre avec une réalisation en métal ou une réalisation en matière synthétique de la roue de réacteur, et il en est de même en ce qui concerne la bague de maintien. Il est en outre avantageusement, par lui-même, réversi- ble. Corollairement, les moyens de liaison en rotation asso- ciés à la bague de maintien, qui peuvent être à jeu angulaire réduit ou nul, permettent, d'une part, d'éviter que, par une quelconque rotation relative vis-à-vis de la roue de réacteur, la bague de maintien vienne à échapper à celle-ci, et, d'autre part, d'assurer une localisation déterminée des frottements dont est à l'origine cette bague de maintien, ces frottements devant en effet prendre naissance d'une manière préférentielle entre une telle bague de maintien et la roue de turbine par exemple, au contact de laquelle elle se trouve, et non pas t. 249t8717 t Ie entre elle et la roue de réacteur. t En pratique, ces moyens de liaison comportent au moins une patte, qui, solidaire de la bague de maintien, est enga- gée axialement dans un évidement de la roue de réacteur, entre deux épaulements axiaux de celle-ci, ledit évidement traver- j sant axialement la roue de réacteur et débouchant donc axiale- ment à l'opposé de ladite patte dans le cas o un démontage doit être rendu possible. A l'origine, lors du montage de la bague de maintien, la patte destinée à en assurer la solidarisation en rotation - à la roue de réacteur s'étend transversalement par rapport à l'axe de l'ensemble. l Après montage de la bague de maintien, elle est pliée, T pour engagement dans l'évidement correspondant de la roue de j réacteur. i Suivant une forme préférée de réalisation, cette patte] appartient à une rondelle frein qui, distincte de la bague de I maintien, est disposée axialement eatre la cage externe de la | roue libre et cette bague de maintien, et qui est calée en ro- f tation sur celle-ci. f En variante, elle fait corps avec la bague de maintien, t en étant venue d'une seule pièce avec celle-ci. Dans tous les caâ, le montage à balonnette suivant 1' invention est particulièrement aisé et rapide'4 mettre en oeu- vre, tout en étant parfaitement sûr. I. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressor-. tiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d' l exemple, en référence aux dessins schématiques annexés sur les- | quels: la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un convertis- seur de couple comportant un ensemble de réaction suivant l'in- - vention;, la figure 2 est, avec un arrachement local, une vue 1 partielle en élévation de cet ensemble de réaction, suivant la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 en est, supposée développée à plat, une vue. partielle en coupe circonférentielle, suivant la ligne III-III de la figure 2; la figure 4 est une vue partielle en élévation de la roue de réacteur que comporte cet ensemble de réaction repré- sentée isolément; les figures 5 et 6 sont des vues en coupe axiale de cette roue de réacteur suivant respectivement les lignes bri- sées V-V et VI-VI de la figure 4; la figure 7 est une vue en coupe axiale de la bague de maintien que comporte l'ensemble de réaction suivant l'inven- tion, représentée isolément; la figure 8 est une vue en élévation de cette bague de maintien, suivant la flèche VIII de la figure 7; la figure 9 est, avant son montage, une vue en coupe axiale de la rondelle frein que comporte l'ensemble de réac- tion suivant l'invention dans la forme de réalisation des fi- gures 1 et 2, représentée isolément; la figure 10 est une vue en plan de cette rondelle frein suivant la flèche X de la figure 9; la figure 11 est une vue partielle analogue à celle de la figure 1 et se rapporte à une variante de réalisation. A la figure 1 on reconnaît un convertisseur de couple. Un telconvertisseur de couple comporte, dans un carter tournant 10, une roue de pompe 11, qui est liée en rotation au carter 10, ses aubes 12 étant directement portées par la paroi de celui-ci, une roue de turbine 13, avec ses aubes 14, qui est libre en rotation vis-à-vis du carter 10, et qui est portée par un moyeu distinct 15, et, entre ladite roue de paxpe 11 et ladite roue de turbine 13, un ensemble de réaction 16. Cet ensemble de réaction 16, qui forme une entité auto- nome au sein du convertisseur de couple, comporte lui-même une roue de réacteur 18, une roue libre 19 avec sa cage externe 26, et une bague de maintien 20. La roue de réacteur 18 comporte, d'un seul tenant, un moyeu 22, des aubes 23, qui, faisant saillie à la périphérie externe du moyeu 22, entre celuici et une couronne 24, sont insérées dans le circuit hydraulique formé par les aubes 12 de la roue de pompe 11 et les aubes 14 de la roue de turbine 13, entre celles-ci, et un flasque transversal 25, qui s'étend an- nulairement à la périphérie interne du moyeu 22, du côté de celui-ci proche de la roue de pompe 11. La roue libre 19, qui est de préférence une roue libre à galets, tel que représenté, mais qui pourrait être en va- riante une roue libre à cames par exemple sous réserve d'un centrage précis approprié, est engagée, par sa cage externe 26, dans l'alésage axial 27 de la roue de réacteur 18, cette cage externe 26, trouvant un appui axial, d'un premier côté axial, contre le flasque transversal 25 de la roue de réacteur 18. t A cet effet, celui-ci, dans la forme de réalisation re- présentée, présente de place eh place, en saillie, des bossages c axiaux 28, allongés chacun circonférentiellement en secteur circulaire. Ces bossages axiaux 28 sont au nombre de trois dans 1' exemple de réalisation représentée, figure 4, et ils sont ré- gulièrement répartis circulairement à 120 deux à deux. Pour le blocage en rotation de la cage externe 26 de la roue libre 19 sur la roue de réacteur 18, il est prévu, ra- dialement en saillie dans l'alésage 27 de cette roue de réac- teur 18, au moins une nervure 30, qui, allongée axialement, est engagée dans une rainure axiale complémentaire 31 de la o dite cage externe 26, figure 2. Dans la forme de réalisation représentée, trois nervures sont prévues, et celles-ci sont régulièrement réparties cir- culairement, à 1200 deux à deux, figure 4. La cage interne de la roue libre 19 n'est pas représen- tée sur la figure: il peut s'agir soit d'un manchon de réac- teur, fixe en rotation, qui appartient à la boite de vitesses associée, et sur lequel est engagé le convertisseur, soit d'un manchon intermédiaire, qui appartient à ce convertisseur, et par lequel celui-ci est engagé sur un tel manchon de réacteur, 0 par exemple par un montage à cannelures. La bague de maintien 20 est disposée de l'autre côté axial de la cage externe 26 de la roue libre 19 par rapport au flasque 25 de la roue de réacteur 18, et, comme celui-ci, elle s'étend transversalement par rapport à l'axe de l'ensemble. Trouvant axialement appui sur la roue de réacteur 16, suivant des modalités décrites plus en détail ci-après, elle assure le maintien axial de la cage externe 26 de la roue li- bre 19 par rapport à la roue de réacteur 18, avec éventuellement un jeu axial réduit, en coopération avec le flasque 25 de cette roue de réacteur 18. Ces dispositions sont, dans leur principe, bien connues en elles-mêmes, et ne faisant pas partie de la présente inven- tion, elles ne seront pas décrites plus en détail ici. Suivant l'invention, un montage du type dit à baIonnette ou quart de tour est établi entre la bague de maintien 20 et la roue de réacteur 18. Dans l'exemple de réalisation représenté, pour un tel montage à baïonnette, la roue de réacteur 18 présente trans- versalement, parallèlement à son flasque transversal 25, à dis- tance de celui-ci, et, en pratique, à l'extrémité de son moyeu 22 proche de la roue de turbine 13, au moins deux tenons 33, qui font saillie vers l'axe de l'ensemble. En pratique, dans la forme de réalisation représentée, trois tenons 33 sont prévus, régulièrement répartis circulai- rement à 1200 deux à deux, et chacun deux s'étend au droit d'un évidement axial 34 du moyeu22 propre au passage d'un poinçon de moulage. En correspondance, la bague de maintien 20 présente co- rollairement, à sa périphérie externe, au moins deux tenons 35, et en pratique trois tenons 35 régulièrement répartis circu- lairement à 120 deux à deux, qui font saillie radialement en direction opposée à l'axe de l'ensemble. Suivant l'invention, il est en outre associé à la bague de maintien 20 des moyens de liaison propres à la solidariser en rotation avec la roue de réacteur 18 avec un jeu angulaire très réduit ou nul. Ces moyens de liaison en rotation comportent au moins une patte 36, qui, solidaire de la bague de maintien 20, est engagée axialement dans un évidement axial 37 de la roue de réacteur 18, entre deux épaulements 38 de celle-ci. En pratique, dans la forme de réalisation représentée, trois pattes 36 sont prévues, régulièrement répartis circu- lairement à 1200 deux à deux, et, en correspondance, trois é- videments axiaux 37 sont de manière semblable prévus sur la roue de réacteur 18. Dans la forme de réalisation illustrée par les figures 1 à 10, les pattes 36 appartiennent à une rondelle frein 40 qui, distincte de la bague de maintien 20, est disposée axia- 24987 1 1 lement entre celle-ci et la cage externe 26 de la roue libre 19, et qui est liée en rotation à ladite bague de maintien 20. Dans la forme de réalisation représentée, la rondelle frein 40 comporte, pour sa liaison en rotation avec la bague de maintien 20, et pour chaque tenon 35 de celle-ci, deux lan- guettes 41 par lesquelles elle est en prise avec un tel tenon de la bague de maintien 20, ces languettes 41 formant con- jointement une fourchette engagée axialement sur un tel tenon 35. LO Alors que les languettes 41 de la rondelle frein 40 sont dès l'origine pliées globalement en équerre par rapport au plan transversal de celle-ci, les pattes 36 de cette ron- delle frein 40 s'étendent initialement suivant ce plan, figures 9 et 10. Mais il s'agit de pattes pliables. Le montage de l'ensemble de réaction 16 ainsi constitué se fait de la manière suivante: la roue libre 19 est d'abord mise en place-dans l'alésage axial 27 de La roue de réacteur 18, par engagement axial de sa cage externe 26 dans cet alé- 0 sage 27, jusqu'à appui axial contre les bossages 28 du flasque transversal 25 de la roue de réacteur 18; la bague de maintien , sur laquelle a été mise en place la rondelle frein 40, est alors présentée à son tour axialement, ses tenons 35 étant dé- calés circulairement par rapport à ceux 33 de la roue de réac- teur 18, de manière à pouvoir s'engager axialement entre ceux- ci; après un tel engagement axial, la bague de maintien 20 est pivotée sur elle-même autour de l'axe de l'ensemble, jus- qu'à ce que ses tenons 35 s'engagent sous les tenons 33 de la roue de réacteur 18; à l'aide d'un outil, les pattes 36 de 3 la rondelle frein 40 sont alors soumises à une poussée axiale qui, par pliage, les contraint à s'engager dans les évidements axiaux 37 de la roue de réacteur 18, entre les épaulements 38 correspondants de celle-ci. Toute rotation de la bague de maintien 20 par rapport i à la roue de réacteur 18 est alors limitée à un jeu angulaire très réduit ou nul cette bague de maintien 20 se trouvant liée en rotation à la rondelle frein 40 par les languettes 41 de celle-ci, et cette rondelle frein 40 se trouvant elle-même liée en rotation à la roue de réacteur 18 par ses pattes 36. Une fois en place dans le convertisseur, l'ensemble de réaction 16 ainsi constitué trouve un appui axialement, d'une part sur la paroi du carter 10 portant la roue de pompe 11, par l'intermédiaire d'une butée axiale 43, et d'autre part, par la bague de maintien 20, sur le moyeu 15 portant la roue de turbine 13, et plus précisément sur la collerette radiale 44 que présente de manière usuelle ce moyeu 15 pour le support de la paroi torique portant les aubes 14 correspondantes. De manière usuelle également, et pout circulation du 1l fluide, la bague de maintien 20 présente, de place en place, sur sa face transversale extérieure, c'est-à-dire sur celle de ses faces transversalespar laquelle elle porte sur la col- lerette radiale 44 du moyeu 15, des rainures radiales 45. Suivant la variante de réalisation schématiquement il- lustrée par les traits interrompus sur la figure 1, chaque é- videment axial 37 de la roue de réacteur 18 traverse axiale- ment celle-ci et débouche, donc axialement à l'opposé de la patte 36 qui y est engagée. Un démontage de l'ensemble de réaction 16 est ainsi possible: il suffit de redresser chacune des pattes 36, par exemple à l'aide d'un outil engagé à cet effet dans l'évidement axial 37 correspondant de la roue de réacteur 18, par l'extré- mité de celui-ci opposée à une telle patte 36. Dans la variante de réalisation irlustrée par la figure 11, chacune des pattes 36 mises en oeuvre pour la liaison en rotation de la bague de maintien 20 avec la roue de réacteur 18 fait corps avec cette bague de maintien 20, en étant venue d'une seule pièce avec celle-ci. Suivant une autre variante, la rondelle frein 40 étant choisie en matériau élastique, les pattes 36 sont élastiquement déformables et sont pré-pliées à la forme représentée à la figure 1; le montage s'effectue alors comme précédemment mais avec une charge axiale pendant la rotation de la bague de main- tien 20, jusqu'à encliquetage des pattes 36 dans les évidements axiaux de la roue de réacteur 18. La présente invention ne se limite d'ailleurs pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais englobe toute variante d'exécution. Par exemple, s'agissant de la forme de réalisation il- 24 98 717 il lustrée par les figures 1 à 10, au lieu de languettes enca- drant les tenons de la bague de maintien 20, la rondelle frein pourrait présenter, pour sa liaison en rotation avec cette bague de maintien 20, des languettes qui, chacune individuel- lement, seraient engagées dans des logements prévus à cet ef- fet dans les tenons 35 correspondants de cette bague de main- tien 20. REVENDICATIONS 1) Ensemble de réaction pour convertisseur de couple du genre comportant une roue de réacteur, une roue libre, qui est engagée par sa cage externe dans l'alésage axial de la roue de réacteur, et dont ladite cage externe trouve un appui axial, d'un premier côté axial, contre un flasque transversal de la roue de réacteur, et, de l'autre côté axial de ladite cage externe par rapport audit flasque, une bague de maintien, qui, trouvant axialement appui sur la roue de réacteur, assure le maintien axial de ladite cage externe de la roue libre par rapport à la roue de réacteur, caractérisé en ce qu'un montage du type à baïonnette est établi entre la bague de maintien et la roue de réacteur, et en ce qu'il est associé à ladite bague de maintien des moyens de laision propres à la lier en rota- tion vis-à-vis- de la roue de réacteur. 2) Ensemble de réaction suivant la revendication 1, ca- ractérisé en ce que lesdits moyens de liaison comportent au moins une patte qui, solidaire de la bague de maintien, est engagée axialement dans un évidement axial de la roue de réac- teur, entre deux épaulements de celle-ci. 3) Ensemble de réaction suivant la revendication 2, ca- ractérisé en ce que ladite patte appartient à une rondelle frein qui, distincte de la bague de maintien, est disposée axialement entre la cage externe de roue libre et la bague de maintien, et qui est liée en rotation avec celle-ci. 4) Ensemble de réaction suivant la revendication 2, ca- ractérisé en ce que ladite patte fait corps avec la bague de maintien. ) Ensemble de réaction suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ladite patte est une patte pliable. 6) Ensemble de réaction suivant l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ladite patte est élastiquement déformable et est pré-pliée. 7) Ensemble de réaction suivant l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que l'évidement de la roue de réacteur dans lequel est engagée axialement ladite patte traverse axialement la roue de réacteur et débouche donc axialement à l'opposé de ladite patte. 2498717 7 13! 8) Ensemble de réaction suivant l'une quelconque des. revendications i à 7, caractérisé en ce que pour le montage I à baïonnette de la bague de maintien, la roue de réacteur pré- I sente transversalement parallèlement à son flasque transversal, à distance de celui-ci, au moins deux tenons faisant saillie i radialement vers l'axe de l'ensemble, et, en correspondance, la bague de maintien présente corollairement, à sa périphérie externe, au moins deux tenons faisant saillie radialement en direction opposée à l'axe de l'ensemble. O 9) Ensemble de réaction suivant les revendications 3 et t 8, prises conjointement, caractérisé en ce que, pour sa liaison! en rotation avec la bague de maintien la rondelle frein com- | porte au moins deux languettes par lesquelles elle est en prise j avec un tenon de ladite bague de maintien. l 10) Convertisseur de couple du genre comportant, dans | un carter, une roue de pompe liée en rotation au carter, une I roue de turbine libre en rotation vis-à-vis de celui-ci, et, I entre lesdites roues de pompe et de turbine un ensemble de | réaction, caractérisé en ce que ledit ensemble de réaction t > est conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 9. D 'I'