Brevet FR2547384A1 — publié le 19841214

1. L'invention est relative a un convertisseur de couple équipé d'un dispositif qui commande un mécanisme d'enclenchement Un mécanisme classique d'enclenchement ( mécanis5 me d'embrayage) qui équipe un convertisseur de couple est agencé de manière que des signaux,qui représentent par exemple la vitesse d'un véhicule, la vitesse de rotation d'un moteur, etc, sont détectés par un détecteur et commandent une vanne spéciale d'entrée, la variation de pression qui résul10 te dans le circuit hydraulique commandant le mécanisme luimême. Toutefois, l'agencement conventionnel ci-dessus présente le désavantage d'être d'une construction compliquée et coûteuse en raison du fait qu'il faut avoir recours à un 15 détecteur, à un circuit de calcul, à une vanne, à un cir-uit, etc dont le but particulier est de commander le mécanisme d'enclenchement Un but de l'invention est de remédier à cet inconvénient en permettant de commander automatiquement le mécanis20 me d'enc lenchement en faisant appel à une vanne de commande utilisée de manière habituelle pour réguler la fourniture de la pression hydraulique à un convertisseur de couple, en simplifiant l'agencement de manière à rendre le détecteur, la vanne, etc particuliers non nécessaires, ces éléments étant initialement nécessaires, et de réduire le coût de fabrication du mécanisme À Pour atteindre ce but, selon l'invention, on prévoit dans un mécanisme d'enclenchement hydraulique pour convertisseur de couple, une source hydraulique pour le mécanis30 me d'enclenchement hydraulique, cette source servant de pompe d'alimentation pour faire circuler l'huile dans le convertisseur de couple, une vanne de commande disposée entre le convertisseur de couple et la pompe d'alimentation, cette vanne augmentant rapidement la pression de l'huile de circulation 35 pour que le mécanisme d'enclenchement hydraulique devienne actif quand la vitesse de rotation du moteur ou la vitesse du véhicule dépassent une valeur prescrite. On comprendra bien l'invention à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des dessins annexes dans lesquels: Fig I est une coupe verticale schématique d'une partie d'un convertisseur selon l'invention. Fig 2 est une vue, à plus grande échelle, latérale en coupe de la vanne du convertisseur de la fig 1. Fig 3 montre la courbe de variation illustrant la 10 relation entre la vitesse de rotation et la pression hydraulique, et Fig 4 est une coupe verticale schématique d'une partie d'un convertisseur selon un autre mode de réalisation. En référence à la fig 1, un bâti 2 est relié à un 15 arbre d'entrée I qui est couplé au vilebrequin d'un moteur d'application d'un couple d'entrée, le bâti 2 étant solidaire de l'extrémité périphérique extérieure d'une roue à palettes 3; le bâti 2 et la roue à palettes 3 couvrent d'autres roues 4, 5 La roue à palettes 3 présente, sur son côté pé20 riphérique intérieur, une conduite de guidage 7 coaxiale à un arbre de sortie 6 La roue de turbine 4, opposée à la roue à palettes 3, est rigidement reliée à l'arbre de sortie 6, et la roue de stator 5, qui est équipée d'une roue libre sur sa périphérie intérieure, est disposée entre la roue 25 à palettes 3 et la roue 4 De plus, une plaque de pression 9, sensiblement en forme de disque et présentant une garniture 8 sur sa face tournée vers une surface de friction 2 a du bâti 2, est disposée coaxialement entre le b&ti 2 et la roue de turbine 4; la plaque 9 est supportée par la roue de tur30 bine 4 pour pouvoir librement coulisser en direction axiale. Au surplus, une partie périphérique extérieure de la plaque 9 coopère avec un organe d'engagement 11 qui est fixé à une coquille de turbine 10 de la roue de turbine 4, de manière à pouvoir librement coulisser seulement en direction axiale. 351 Une butée 13 en forme de collerette est prévue sur une partie cylindrique 12 solidaire de la roue 4 et coopère avec la plaque 9 par l'extrémité de celle-ci-tournée vers la surface 3. de friction 2 a; une rondelle élastique 14 du type Belleville est montée à l'état comprimé entre la butée 13 et la plaque 9. Une extrémité d'une conduite d'huile 16 est reliée à un espace cylindrique formé entre la conduite 7 et 11 arbre de sortie 6; l'autre extrémité de la conduite d'huile 16 est reliée à une vanne de commande 17 Une entrée d'huile de la vanne de commande 17, qui sera décrite plus en détail ci- après, est reliée, à travers une conduite 19, à la sor10 tie d'huile d'une pompe à engrenage 18 entra née par le moteur 50 Une entrée de la pompe à engrenage 18 est agencée pour que l'huile soit pompée à partir d'un réservoir 21 à travers une conduite 20 Par exemple, la pompe à engrenage 18 coopère avec la conduite 7 pour être entraînée par la ro15 tation de celle-ci L'huile qui provient de la conduite 16 circule de manière qu'elle traverse l'intérieur de la roue à palettes 3 et des roues 4 et 5, comme montré par les flèches, pour être admise dans une chambre de pression d'huile 22 définie entre la plaque de pression 9 et la coquille de turbi20 ne 10; l'huile retourne ensuite au réservoir 21 à travers une conduite d'huile ( non représentée) formée à l'intérieur de l'arbre de sortie 6. On décrira maintenant-en détail, en référence à la fig 2, un exemple de réalisation de la vanne de commande 25 17 Dans cette figure, la vanne de commande 17 comporte un corps de vanne 17 a, un contrepoids d'équilibrage 23 et un arbre central 25 solidaire, par une -clavette 249 de la partie centrale de la vanne 17, l'arbre 25 étant relié à l'arbre de sortie du moteur 50 ( fig 1) Deux canaux d'huile 26, 30 27, pour l'entrée et la sortie de l'huile, s'étendent parallèlement à l'axe central O 1 et sont pratiqués dans l'arbre central 25 Les canaux 26, 27 sont reliés respectivement à un canal d'entrée 28 et à un canal de sortie 29 ménagés dans le corps de vanne 17 a La vanne de commande 17 est agencée pour tourner par exemple dans la direction de la flèche Xi autour de l'axe OG de l'arbre central 25 pour créer, dans le corps de vanne 17 a, une force centrifuge dans le sens de la flèche F 1 À Par ailleurs, une cavité 30, dont l'axe central se situe sur la ligne centrale A-A, est formée dans le corps de vanne 17 a, le fond de la cavité étant du côté de l'axe central 01 o A partir de l'extrémité du corps de vanne 17 a, la cavité 30 comporte une partie 31 de grand diamètre, une partie 32 de petit diamètre et une partie 33 de diamètre moyen Un noyau 34 est situé dans la partie 32 de petit diamètre pour pouvoir y coulisser librement Une partie 35 de 10 petit diamètre est prévue sur le noyau 34 du côté de l'axe central 01; il existe ainsi un espace annulaire entre la partie 32 de petit diamètre de la cavité 50 et la partie 35 de petit diamètre du noyau 34 À L'extrémité de la partie 55 de petit diamètre du noyau 34, qui est située du côté de 1 ' 15 axe O , porte un piston 36 qui s'adapte dans la partie 33 de la cavité et peut y glisser librement selon la ligne A-A. Un canal, schématisé par la ligne en tirets, est prévu dans le corps 17 a, à partir du fond de la partie 33 de la cavité 30, pour être relié à l'extérieur L'extrémité du canal 29 20 située du côté de l'extrémité libre du corps de vanne 17 a débouche dans deux canaux 37, 38 qui sont perpendiculaires à la ligne centrale A-A L'extrémité correspondante du canal 28 débouche dans la partie 32 de petit diamètre de la cavité , sensiblement entre les canaux 37 et 38 en considérant dans 25 l' exemple la direction de la ligne A-A o Un passage d'huile 40 de drainage, perpendiculaire à la ligne centrale A-A est percé dans le corps de vanne 17 a pour déboucher dans la partie 32 de petit diamètre de la cavité 30, au-delà du canal 38, ce passage débouchant dans 1 ' espace annulaire qui 30 existe entre une partie 41 de petit diamètre du noyau 34 et la surface de la partie 32 de la cavité Sur une fraction de sa longueur, une partie-42 de grand diamètre du noyau 44, qui est comprise entre les parties 35 et 41, dans la direction de la ligne centrale A-A 9 vient en regard du canal 38 35 et du canal 39. Un arbre de support 43, qui s'étend dans la partie 31 de grand diamètre de la cavité 30, est prévu sur le noyau 34, à l'extrémité de celui-ci située du côté de l'extrémité libre du corps de vanne 17 a Un poids 44 en forme de disque, de masse importante, et un poids 45 de masse plus faible et qui peut glisser librement avec le noyau 34 sont placés sur l'arbre de support 43 Une bague d'arrêt 46 est adaptée à l'extrémité libre de l'arbre 43 pour que le poids 45 vienne buter contre celle-ci et s'arrêter Un ressort hélicoïdal 47, qui présente un diamètre plus grand que celui du poids 45, est disposé coaxialement à l'extérieur du 10 poids 45, ce ressort étant maintenu à l'état comprimé entre une rondelle annulaire 49, qui est supportée à l'extrémité de la cavité 31 par une bague d'arrêt 48, et le poids 44 de masse importante On décrira maintenant le fonctionnement du conver15 tisseur Quand le moteur 50 commence à tourner pour entraîner l'arbre d'entrée 1 (fig 1), la roue à palettes 3 tourne solidairement avec le bottier 2 et un couple est transmis à la roue de turbine 4, celle-ci étant entraînée en rotation par l'huile qui remplit le convertisseur de couple, ce cou20 ple étant transmis à l'arbre de sortie 6 De plus, la rotation du moteur 50 entraîne la pompe à engrenage 18 qui délivre de l'huile dans le convertisseur à travers la vanne de commande 17 L'huile ainsi fournie circule à travers la roue à palettes 3 et les roues 4 et 5, pour retourner ensuite au 25 réservoir 21; cette huile exerce une pression hydraulique dans la chambre 22, comme montré par la flèche dans cet exemple La vanne de commande 17 agit, comme décrit ci-après, pour permettre une circulation d'huile à basse pression quand la vitesse de rotation du moteur 50 est inférieure & une va30 leur prescrite, et pour délivrer un écoulement d'huile à haute pression quand cette vitesse de rotation est supérieure à une valeur prescrite Par conséquent, quand la vitesse de rotation du moteur est inférieure à la valeur prescrite, la pression hydraulique qui s'exerce dans la chambre de pression 35 22 est faible, de sorte que la plaque de pression 9 est située du cÈté de la roue de turbine 4 en raison de l'action du ressort Belleville 14; la garniture 8 est donc maintenue à distance de la surface de friction 2 ao Dans ce cas, le couple qui est délivré à l'arbre d'entrée 1 est transmis de la roue à palettes 3 à la roue de turbine 4 seulement à travers cette huile, ce qui donne le fonctionnement habituel d'un convertisseur de couple. Par contre, quand la vitesse de rotation du moteur dépasse une valeur prescrite, la pression d'huile qui est délivrée par la vanne de commande 17 augmente brusquement, et la pression dans la chambre de pression 22 augmente pour 10 surmonter l'action du ressort Belleville 14, de manière que la plaque de pression 9 glisse vers la surface de friction 2 a Il en résulte que la garniture 8 vient se plaquer contre la surface de friction 2 a et que le bâti 2 est ainsi couplé rigidement par friction à travers la plaque de pression 9 à 15 la roue de turbine 4; ainsi, l'arbre d'entrée 1 est mis dans une situation de couplage direct avec l'arbre de sortie 6. Dans cet exemple, la vanne de commande 17 fonctionne comme suit La fig 3 est un schéma qui montre la courbe 20 de variation de la vitesse de rotation N et de la pression P délivrée par la vanne de commande 17 ( fig 2) Pour une vitesse de rotation N inférieure à une valeur prescrite n O, c'est-à-dire dans une région de faible vitesse, l'augmentation de la pression P est faible Quand la vitesse de rota25 tion N est située dans la plage allant de O à n O, la force centrifuge exercée sur le poids 44 de grande masse de la vanne de commande 17 ( fig 2), cette force s'exerçant dans la direction de la flèche F 1, ne peut pas surmonter la force de rappel du ressort 47, de sorte que le poids 44 ne vient 30 pas en contact avec le poids 45 de faible masse Par conséquent, la charge qui est appliquée au noyau 34 ne dépasse pas celle qui est produite par la force centrifuge due au poids 45 et à la masse du noyau 34; ensuite, seulement une faible pression est nécessaire pour agir sur le piston 36 dans le 35 sens opposé à celui de la flèche FI pour équilibrer cette charge, de sorte que la pression d'huile dans le passege de sortie 29 est faible Dans ce cas, la pression d'huile P 7. augmente d'une quantité qui correspond à l'augmentation de la force centrifuge appliquée sur le poids 45 en raison de l'augmentation de la vitesse de rotation N Par suite, la pression P est maintenue à une valeur faible, comme montré 5 par la courbe de la fig 3, sur la plage allant de O à n O O La raideur du ressort 47 est établie de manière que le poids 44 de grande masse vienne en contact avec le poids 45 de faible masse quand la vitesse de rotation N atteint la valeur n O, les forces centrifuges qui s'appli10 quent sur les deux poids z 44 et 45 exerçant une charge sur le noyau 34, dans le sens de la flèche F 1, quand la vitesse de rotation N dépasse la valeur n O Du fait que la charge appliquée sur le noyau 34 augmente brusquement pour la valeur n O, et du fait que la pression d'huile appliquée sur 15 le piston 36, cette pression agissant dans le sens opposé à la celui de la flèehe FI, pour équilibrer cette charge, augmente brusquement, la pression d'huile dans le passage de sortie 29 augmente rapidement Il en résulte que la pression d'huile dans la chambre de pression 22 de la fig I aug20 mente rapidement pour surmonter l'action du ressort Belleville 14, ce qui fait glisser la plaque de pression 9 vers la surface de friction 2 a pour mettre le convertisseur de couple en état de couplage direct A cet instant, la vitesse de rotation N devient, par exemple, égale à N 1 Si la vi25 tesse de rotation N continue à augmenter, la pression d'huile P augmente d'une quantité qui correspond à l'augmentation des forces centrifuges appliquées sur les deux poids 44 et Toutefois, la pression d'huile P n'augmente pas au-delà d'une valeur prédéterminée en raison des performances de la 30 pompe à engrenage 18 ( fig 1) et reste par la suite constante Il est possible de faire varier à volonté les valeurs prédéterminées n O et N 1, ainsi que les caractéristiques d'augmentation ( pente de la courbe de variation) 35 de la pression d'huile P, en modifiant la masse des poids 44 et 45 et la raideur du ressort hélicoidal 47 De plus, la vitesse de rotation N 1 peut être changée en modifiant les caractéristiques du ressort Belleville 14 ( fig 1)O Comme décrit ci- dessus, conformément à l'invention, le dispositif d'enclenchement hydraulique ( comportant la plaque de pression 9, etc o) est disposé dans le con5 vertisseur de couple, la source de puissance hydraulique pour le dispositif d'enclenchement hydraulique est utilisée comme pompe d'alimentation ( par exemple la pompe à engrenage 18) pour faire circuler l'huile dans le convertisseur de couple, et la vanne de commande 17 est prévue entre le con10 vertisseur de couple et la pompe d'alimentation, cette vanne faisant augmenter rapidement la pression dans l'huile de circulation pour que le dispositif d'enclenchement hydraulique devienne actif quand la vitesse de rotation du moteur ou la vitesse du véhicule dépasse la valeur prescrite Par con15 séquent, l'invention présente des avantages qui résident notamment en ce qu'il est possible de faire en sorte que la vanne de commande 17, qui régule la pression hydraulique d' alimentation au convertisseur de couplet actionne automatiquement le dispositif d'enclenchement qui permet un couplage direct, et en ce que l'agencement est simplifié en rendant non nécessaires le détecteur, la vanne, etóo particuliers qui étaient nécessaires précédemment De plus, la construction simplifi 6 e du convertisseur de couple selon l'invention permet une réduction des coûts de fabrication A titre de variantes de l'agencement décrit précédemment, on pourra prévoir ce qui suit: (a) Il est également possible de faire que la vanne de commande 17 agisse en réponse à la vitesse du véhicule Dans ce cas, la vanne de commande 17 peut être couplée, 30 par exemple, à un arbre qui relie une transmission à un axe. (b) La plaque 9 peut être reliée à la coquille de turbine 10 en utilisant une plaque ou une bande de ressort en feuille au lieu du ressort Belleville 14, de sorte que la plaque 9 peut être sollicitée vers la roue de turbine 4 au 35 moyen de cette plaque (c) Le bâti 2 peut être désolidarisé de la roue à palettes 3, la plaque 9 étant disposée entre ceux-ci, com- 2547384: 9. me montré sur la fig 4 Dans cette variante, la plaque 9 porte une garniture 8 tournée vers la surface de friction 2 a du bâti 2 et une plaque élastique 51 rappelle la plaque 9 vers la roue à palettes 3 Dans ce cas, le rôle de la vanne de commande 17 est de maintenir la pression d'huile à une faible valeur quand le moteur 50 tourne à vide (fig 1) et d'augmenter brusquement cette-pression quand la vitesse de rotation dépasse cette vitesse à vide Dans cet exemple, on évite le patinage du véhicule et on améliore la consom10 mation de carburant 10. REYEDE_ I:A 20 S 1 Convertisseur de couple comportant un dispositif de commarnde d'enclenchement qui provoque un enclenchement hydraulique dans le convertisseur de couple, caractérisé par le fait qu'il comporte: une source de pression hydraulique ( 18), pour l'enclenchement hydraulique, cette source agissant comme pompe d'alimentation pour faire circuler l'huile dans le convertisseur de couple; et une vanne de commande ( 17) disposée entre le convertisseur de couple et la pompe d'ali10 mentation ( 18), la vanne de commande ( 17) augmentant rapidement la pression de l'huile de circulation pour que le dispositif d'enclenchement hydraulique devienne actif quand la vitesse de rotation du moteur ou la vitesse du véhicule d-épasse une valeur prescrite 2 Convertisseur de couple selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la vanne de commande ( 17) est couplée à un arbre de sortie du moteur ( 50) et est agencée pour s'ouvrir et se fermer en fonction de la variation d'une force centrifuge o 3 Convertisseur de couple selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ladite vanne de commande ( 17) comporte un noyau pilote ( 34) à auto-équilibrage disposé entre un poids ( 45) de faible masse qui subit une force centrifuge et un piston ( 56) qui subit une pression hydraulique, 25 la vanne étant agencée pour délivrer une pression prescrite audit convertisseur quand ladite vitesse de rotation du moteur ou ladite vitesse du véhicule est inférieure à la valeur prescrite, un poids ( 44) de grande masse étant prévu pour venir coopérer avec le poids ( 45) de faible masse,pour 30 ouvrir la vanne de commande ( 17) du côté du convertisseur de couple quand ladite vitesse dépasse la vitesse de valeur prescrite À