Brevet FR2696521A1 — publié le 19940408

La présente invention concerne les embrayages de verrouillage pour appareil d'accouplement hydrocinétique, en particulier pour véhicule automobile, du genre comportant un équipage piston-amortisseur de torsion, ledit amortisseur étant disposé d'un côté de l'une des faces du piston, dite par commodité face de fixation. Un tel embrayage, dénommé usuellement "LOCK-UP", est décrit dans le document FR-A-2 668 234 auquel correspond le brevet américain US-A-5,119,911. Cet embrayage de verrouillage constitue un ensemble rotatif qu'il convient d'équilibrer dynamiquement pour, notamment, de manière connue en soi, éliminer les phénomènes de balourd. Cet équilibrage pose des problèmes. En effet, il n'est pas possible de percer la partie transversale du piston pour réaliser l'équilibrage car des chambres de commande sont formées de part et d'autre du piston, la commande de celui-ci se faisant par inversion de pression dans lesdites chambres. On peut songer alors à réaliser cet équilibrage en perçant aux endroits voulus le rebord périphérique, d'orientation axiale, que présente le piston. Ceci n'est pas satisfaisant car tout perçage est source de pollution, des particules, suite par exemple à l'apparition de bavures engendrées par ledit perçage, pouvant se détacher et souiller le fluide hydraulique contenu dans le boîtier étanche renfermant l'embrayage de verrouillage et son appareil hydrocinétique associé. On peut alors envisager un équilibrage à l'aide de pièces soudées sur le piston. Ceci pose des problèmes de fiabilité et de contrôle car pour être sûr que la liaison est bien réalisée il faut procéder à un essai destructif. La présente invention a pour objet de pallier, de manière simple et économique, ces inconvénients et donc de créer, une nouvelle disposition permettant d'équilibrer dynamiquement sans risque de pollution l'embrayage de verrouillage, tout en étant d'une grande sûreté. Suivant l'invention, un embrayage de verrouillage du type sus-indiqué est caractérisé en ce que ledit piston est doté d'une pluralité de tétons venus d'un seul tenant avec celui-ci pour montage d'au moins une pièce d'équilibrage engagée sur au moins l'un desdits tétons. Grâce à la présence d'une pluralité de tétons, on peut engager sur au moins l'un de ceux-ci une pièce d'équilibrage à l'endroit le plus approprié pour l'équilibrage dynamique, puis l'on vient déformer la matière de l'extrémité libre du téton, pour procéder à la fixation de la pièce d'équilibrage par rivetage. Ainsi, grâce à l'invention, on est sûr qu'aucune particule ne viendra souiller le fluide hydraulique de l'appareil d'accouplement hydrocinétique. De plus, cette opération de rivetage est réalisée de manière sûre, sans contrôle destructif. Avantageusement, l'opération de rivetage est effectuée à froid, en sorte que l'on minimise les déformations du piston contrairement à une opération de soudage engendrant des déformations thermiques. Les tétons peuvent faire saillie par rapport à la face de fixation du piston, en sorte qu'il est possible d'avoir des pièces d'équilibrage de grande dimension. L'inverse est également possible. Avantageusement les tétons sont implantés au niveau des nervures de raidissement, que comporte usuellement le piston. Ceci minimise les déformations lors de la fixation de la pièce d'équilibrage, ainsi qu'en fonctionnement. En outre ces nervures sont implantées sur un grand diamètre, ce qui est favorable pour l'équilibrage. Avantageusement l'une des rondelles de guidage, que comporte usuellement l'amortisseur de torsion, a une forme non circulaire telle que polygonale. Ainsi la pièce d'équilibrage peut consister en une plaquette engagée sur au moins l'un des tétons et être bloquée en rotation par coopération avec l'un des bords externe de la rondelle de guidage. La description qui va suivre illustre l'invention en regard des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue partielle en élévation, avec arrachement local d'un embrayage de verrouillage selon l'invention - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne 2-2 de la figure 1 - la figure 3 est une demi-vue en coupe axiale analogue à la figure 2 pour un autre exemple de réalisation. Dans les figures illustrées l'embrayage de verrouillage 1, selon l'invention, est monté à l'intérieur d'un boîtier 2 étanche. Ce boîtier 2 forme un élément menant et est propre à être lié, de manière connue en soi, en rotation au vilebrequin du moteur à combustion interne du véhicule automobile par l'intermédiaire d'une première coquille 3,4. Cette coquille 3,4 de forme annulaire comporte un fond 4, globalement d'orientation transversale, délimité à sa périphérie externe par un rebord 3 annulaire d'orientation axiale. A sa périphérie externe, le fond 4 présente une paroi transversale de frottement 5 et porte des pièces filetées 6 pour sa liaison en rotation, usuellement par l'intermédiaire d'un diaphragme, au vilebrequin. Le fond 4 présente un nez de centrage 7. La première coquille 3,4 est propre à être raccordée, de manière étanche, à sa périphérie externe, habituellement par soudage, à une deuxième coquille 13 (figure 3) conformée de façon à définir une roue dtimpulseur 14 à aubes. Cette roue appartient à un appareil d'accouplement hydrocinétique 15 logé dans le boîtier 2. Ici cet appareil consiste en un convertisseur de couple 15 et on voit en 8 la roue de turbine à aubes de celui-ci faisant face à la roue d'impulseur 14. Le convertisseur 15 comporte également une roue de réaction 16 (figure 3) calée en rotation sur un manchon de réaction 100 avec intervention d'une roue libre. La roue de turbine 8 est solidaire à sa périphérie interne d'un moyeu 9 (figure 1), 19 (figure 3) calé en rotation par un montage à cannelures internes sur un arbre mené 10. Le moyeu 9 est fixé par rivetage à la roue de turbine 8 et présente extérieurement des cannelures 12 et à son extrémité une portée de centrage 11. I1 en est de même du moyeu 19 de la figure 3. Pour mémoire on rappellera, au démarrage du véhicule, que la roue de turbine 8 est entraînée en rotation par la roue d'impulseur 14, grâce à la circulation de fluide contenue dans le boîtier 2. Pour éviter les phénomènes de glissement et les pertes de rendement se produisant par la suite, après démarrage du véhicule et de son moteur, entre les roues 8,14, on prévoit l'embrayage de verrouillage 1. Cet embrayage 1 est implanté entre la roue de turbine 8 et le fond 4 de la coquille 3,4. I1 comporte un équipage amortisseur de torsion 20 - piston 30. Cet équipage est mobile axialement, le piston 30, de forme annulaire, comportant à sa périphérie interne un manchon 34 engagé à coulissement axial sur la portée 11, tandis que l'amortisseur 20 comporte un élément de sortie sous forme d'un moyeu 23,123 cannelé intérieurement, pour montage sur les cannelures 11 du moyeu 9,19 et liaison en rotation avec celui-ci. Le piston 30 porte à sa périphérie externe, usuellement par collage, une garniture de frottement 31 propre à venir en contact de frottement avec la paroi transversale 5 du boîtier 2. Ce piston 30 présente pour ce faire à sa périphérie externe une paroi transversale 32 sur laquelle est fixée la garniture de frottement 31. Bien entendu on peut inverser les structures, la paroi 5 portant alors à fixation la garniture 31. L'amortisseur de torsion 20 comporte une partie d'entrée fixée au piston 30. Ledit amortisseur est disposé du côté de l'une des faces du piston 30, dite par commodité ci-après face de fixation. Dans les figures 2 et 3, la face de fixation est tournée vers la roue de turbine 8, à l'opposé de la paroi 4 et le piston 30 a une forme creuse. Dans les figures 1 et 2 le moyeu 23,123 appartient à une partie de sortie, que comporte l'amortisseur 20. Les parties d'entrée 21,22 et de sortie 23,123 sont montées mobiles angulairement l'une par rapport à l'autre à l'encontre d'organes élastiques 27 à action circonférentielle et de moyens de frottement 28 à action axiale. Dans les figures 1 à 3, le fond 4 est déformé endessous de sa paroi 5 pour logement du piston 30. Ainsi des chambres de fluide sont formées de part et d'autre du piston 30 et par inversion des pressions régnant dans ces chambres, le piston 30 se déplace axialement le long de la portée 11 et, sous l'effet de la pression hydraulique, vient serrer la garniture de frottement 31 entre celui-ci (sa paroi 32) et la paroi 5. Le verrouillage qui en résulte permet un entraînement direct de l'arbre mené 10, ici l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses, par le boîtier 2. De manière connue en soi, à la figure 1, la partie d'entrée 21,22 de l'amortisseur de torsion 20 comporte deux rondelles de guidage 21,22 solidarisées entre elles par des entretoises 26, ici des colonnettes. Entre ces rondelles 21,22 est monté un voile 24 solidaire du moyeu 23,123. Dans la partie haute de la figure 2, ainsi que dans la figure 3, le voile 24 est rapporté par sertissage, en variante par soudage, sur le moyeu 23, tandis que dans la partie basse de la figure 2, le voile 24 est d'un seul tenant avec le moyeu 123. La partie de sortie comporte donc le voile 24 et son moyeu associé 23,123. Dans les figures 1 à 3, les organes élastiques 27 consistent en des ressorts à boudin montés par paire 27a,27b, sans jeu dans des fenêtres 60,62 en vis-à-vis pratiquées respectivement dans les rondelles de guidage 21,22 (figures 1 et 2), 121,122 (figure 3) et dans le voile 24,124. Ces ressorts 27 et les fenêtres 60,62 sont répartis ici régulièrement circulairement, six paires de ressorts 27 étant prévus. Les colonnettes 26 (figures 1 et 2) sont implantées radialement en-dessous des ressorts 27 et traversent à jeu, à raison d'une par fenêtre 62, un passage 61 prolongeant radialement vers l'intérieur le bord interne de la fenêtre 62. Ces colonnettes 26 fixent également le piston 30 aux rondelles 21,22, ledit piston 30 étant accolé à la rondelle 22. La rondelle de guidage 21 présente localement à sa périphérie externe des pointes 50 pour sa fixation à la paroi 32 (la base de celle-ci) du piston 30 grâce à des rivets 25. Dans les figures 1 et 2 les moyens de frottement comportent une rondelle élastique 28 du type rondelle Belleville, dont la périphérie externe est échancrée pour coopération de formes avec les colonnettes 26 et liaison en rotation avec celles-ci. La rondelle 28 prend appui sur la rondelle 22 pour action sur le voile 24 et sollicitation de celui-ci au contact de la périphérie interne de la rondelle 21. On obtient ainsi des contacts métalliques rendus possible grâce au fait que l'embrayage baigne dans l'huile contenue dans le boîtier 2. A la figure 3, les moyens de frottement 128 comportent en outre une rondelle de frottement. On notera que le voile 24 a une forme tortueuse avec une portion périphérique externe transversale raccordée par un pli, pratiqué au niveau des ressorts 27, à une portion périphérique interne, également transversale, propre à frotter contre la rondelle 21. Suivant l'invention un embrayage de verrouillage 1 du type sus-indiqué est caractérisé en ce que le piston 30 est doté d'une pluralité de tétons 41,141 venus d'un seul tenant avec celui-ci pour montage d'au moins une pièce d'équilibrage 40,140. Dans les figures 1 et 2, les tétons 41 font saillie axialement par rapport à la face de fixation du piston 30. Ce piston 30 a une forme d'assiette creuse avec un fond 33, percé centralement et délimité par le moyeu 34, une paroi périphérique d'orientation axiale 37 se raccordant à sa paroi transversale 32 formant un rebord périphérique. Le fond 33 a une forme tortueuse, de même que le fond 4 de la coquille 3,4 pour logement notamment des ressorts 27 de l'amortisseur 20. La majeure partie de l'amortisseur 20 est logée dans le volume délimité par la paroi 37 et le fond 33. La rondelle de guidage 22 a une forme annulaire, tandis que la rondelle de guidage 21 a une forme non circulaire ici polygonale. Plus précisément cette rondelle a une forme hexagonale avec des bords externes rectilignes délimitant, les pointes 50 saillantes radialement et permettant l'implantation des rivets 25. Les tétons 41 sont implantés en-dessous de la garniture 31 ici sur la même circonférence que les rivets 25. Des nervures 35 relient le fond 33 à la paroi 32. Ces nervures de rigidification affectent la paroi 37. Plus précisément deux nervures 35 délimitent une plage d'équilibrage 36 portant deux tétons 41, tandis que les rivets 25 traversent des pattes 34 de fixation prévues à la racine de la paroi 32 entre deux nervures 35. Ainsi, entre deux pattes de fixation 34, on trouve successivement une nervure 35, une plage d'équilibrage 36 et une autre nervure 35. La répartition est régulière. Les tétons 41 sont donc implantés radialement audessus des bords externes rectilignes de la rondelle 21. Ainsi, du côté opposé à la garniture 31, sur la face de fixation du piston 30 tournée vers la turbine 8, il est possible de monter au moins une pièce d'équilibrage 40 sous forme de plaquette à la faveur d'au moins un téton 41. En effet il suffit que la plaquette 40 soit dotée d'un perçage 46 pour emmanchement sur le téton 41 concerné et qu'elle présente un bord interne rectiligne pour coopération avec le bord externe concerné de la rondelle 21. Ainsi, après enfilage de la plaquette 40 sur le téton 41, on écrase, ici à froid, l'extrémité libre de celui-ci pour formation d'une tête épanouie 241 et fixation de ladite plaquette 40 par rivetage. La plaquette 40 est ainsi immobilisée automatiquement en rotation par coopération de formes de son bord interne avec le bord externe concerné de la rondelle 21. On peut monter la plaquette 40 à l'endroit voulu pour bien équilibrer l'embrayage 1. Ceci est rendu possible grâce à la pluralité de tétons ici au nombre de douze. Bien entendu la plaquette 40 peut être engagée par deux perçages 46 sur deux tétons 41 comme visible à la figure 1. Dans ce cas, la plaquette peut avoir une forme quelconque en étant immobilisée en rotation automatiquement par montage sur les tétons 41. Ici pour des raisons de fiabilité la plaquette 40 est de forme rectangulaire et coopère avec le bord externe concerné de la rondelle 21 en sorte qu'on obtient un blocage en rotation par coopération de formes. Bien entendu on peut implanter des plaquettes 40 d'épaisseur différente pour réaliser l'équilibrage. On appréciera que les plaquettes 40 peuvent avoir une grande étendue circonférentielle et radiale. Bien entendu on peut inverser les structures. Ainsi dans la figure 3, les tétons 141 font saillie axialement par rapport à la face du piston 30 tournée à l'opposé de la turbine 8 et de l'amortisseur 20. Cette face est donc opposée à la face de fixation. Les tétons 141 sont implantés radialement au niveau des nervures 35 entre deux nervures consécutives 35 comme à la figure 1. Ici l'amortisseur 20 a une structure analogue à celle décrite dans les susmentionnés documents FR-A-2 668 234 et US-A-5,119,911 auxquels on se reportera pour plus de précisions. Ainsi l'amortisseur 20 comporte deux rondelles de guidage 121,122 appartenant à sa partie d'entrée et un voile 124 intercalé entre les deux rondelles 121,122, ledit voile 124 étant solidaire du moyeu 23. Les rondelles de guidage sont reliées entre elles par des entretoises comme dans les figures 1 et 2. Les ressorts 27a,27b sont montés sans jeu dans les fenêtres 60,62. Les entretoises servent également à la fixation d'un voile 70. Ce voile, comme décrit dans les susmentionnés documents, présente des jeux de languettes 42,43 élastiquement déformables axialement. Le voile 70 est fixé par des rivets 44 avec intervention d'une entretoise 134 sur la face de fixation du piston 30. Ici la ou les plaquettes 40 sont implantées radialement en-dessous des rivets 44. On appréciera que la disposition des figures 1 et 2 est plus performante car dans ces figures les plaquettes 40 sont implantées plus vers l'extérieur au niveau de la garnitures 31, tandis que la ou les plaquettes 40 de la figure 3 sont implantées radialement en-dessous de la garnitures 31. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit. En particulier la ou les plaquettes 40 peuvent être implantées au niveau de la garniture de frottement 31 sur la face du piston tournée à l'opposé de celle-ci, comme visible en pointillés à la figure 3. Alors que dans les figures 1 et 2 le piston 30 est dépourvu de rebord axial à sa périphérie externe, à la figure 3 il présente un tel rebord en sorte qu'il est possible d'implanter une pièce d'équilibrage 140 à la faveur dudit rebord présentant pour ce faire des tétons 141. La pièce d'équilibrage 140 a alors une forme de segment annulaire. Bien entendu l'amortisseur peut être à action étagée, certain de ces ressorts 27 étant alors montés sans jeu dans les fenêtres des rondelles de guidage 21,22 et avec jeu dans les fenêtres du voile 24,124. De même on peut inverser les structures. L'amortisseur 20 étant alors adjacent à la paroi 4 et le fond du piston éloigné de celle-ci. REVENDICATIONS 1) Embrayage de verrouillage pour appareil d'accouplement hydrocinétique, en particulier pour véhicule automobile, du genre comportant un équipage piston (30) - amortisseur de torsion (20), ledit amortisseur étant disposé d'un côté de l'une des faces du piston, dite par commodité face de fixation, caractérisé en ce que le piston (30) est doté d'une pluralité de tétons (41,141,341) venus d'un seul tenant avec celui-ci pour montage d'au moins une pièce d'équilibrage (40,140) engagée sur l'un au moins desdits tétons. 2) Embrayage de verrouillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits tétons font saillie axialement par rapport à ladite face de fixation du piston (30). 3) Embrayage de verrrouillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits tétons font saillie axialement par rapport à la face du piston (30) opposée à ladite face de fixation. 4) Embrayage de verrouillage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le piston a une forme creuse et présente des nervures de raidissement (35), caractérisé en ce que les tétons (41,141) sont implantés au niveau des nervures de raidissement (35). 5) Embrayage de verrouillage selon la revendication 4, caractérisé en ce que les tétons appartiennent à une plage d'équilibrage (36) encadrée par deux nervures consécutives (35). 6) Embrayage de verrouillage selon la revendication 2 et 5, dans lequel l'amortisseur de torsion (20) présente une rondelle de guidage de forme polygonale, caractérisé en ce que ladite pièce d'équilibrage consiste en une plaquette (40) avec un bord rectiligne pour coopération avec le bord externe concerné de la rondelle de guidage. 7) Embrayage de verrouillage selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite plaquette (40) est engagée sur deux tétons (41), que comporte la plage d'équilibrage. 8) Embrayage de verrouillage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une pièce d'équilibrage (40,140) fixée par rivetage par l'intermédiaire de l'un au moins desdits tétons.