Brevet FR2690214A1 — publié le 19931022

DISPOSITIF DE PONTAGE D'UN CONVERTISSEUR DE COUPLE HYDRODYNAMIOUE La présente invention est relative à un convertisseur de couple hydrodynamique, trouvant notamment son utilisation dans une transmission automatique de véhicule automobile. Ce convertisseur constitue alors un embrayage hydraulique assurant une liaison souple, entre le moteur et le mécanisme de la transmission automatique. Le fonctionnement d'un convertisseur de couple hydrodynamique de bolte de vitesses automatique peut être décomposé en deux phases au démarrage, le convertisseur multiplie le couple du moteur, exerçant ainsi sa fonction de convertisseur, tandis qu'à haute vitesse, il transmet le couple sans le multiplier. A haute vitesse, le convertisseur fonctionne donc comme un simple coupleur hydraulique entre le moteur et le mécanisme de la transmission. Dans la pratique, il subsiste cependant un certain glissement entre les éléments tournants d'entrée et de sortie du convertisseur. Ce glissement diminue le rendement global du groupe motopropulseur, et augmente sa consommation en carburant. Une disposition largement appliquée sur les convertisseurs de couple de transmission automatique pour supprimer ce phénomène, consiste à ponter le convertisseur sur les rapports supérieurs de la transmission, de façon à supprimer, à haute vitesse, la fonction de couplage hydraulique exercée par celui-ci, et à établir de façon temporaire, une liaison exclusivement mécanique entre le moteur et le mécanisme de changement de vitesses. La publication FR 2 478 770 de la demanderesse décrit un convertisseur de couple hydrodynamique muni de moyens de pontage hydrauliques. Selon ce dispositif, la commande de pontage est obtenue par l'excitation d'une électrovanne. Cette dernière établit alors, à l'intérieur de ltenceinte du convertisseur, une pression intermédiaire permettant de rendre momentanément solidaires la turbine, de la cloche du convertisseur. La pression intermédiaire repousse à cet effet contre la cloche, entraînée par l'arbre d'entrée du mouvement, un piston monté sur l'arbre de turbine. Selon ce dispositif, en position de pontage le piston transmet, l'essentiel du couple à l'arbre de turbine, par l'intermédiaire de son point de fixation sur celui-ci. Les pièces correspondantes sont donc soumises à des efforts importants. La présente invention a pour objet de parvenir à une meilleure répartition des efforts au sein de l'ensemble des éléments mécaniques du convertisseur, responsables de la transmission du couple en position de pontage. Elle concerne un convertisseur de couple hydrodynamique entre un arbre d'entrée de mouvement et un arbre de sortie ou arbre de turbine, comportant une cloche solidaire de l'arbre d'entrée, une turbine solidaire de 1' arbre de turbine, et un piston de commande solidaire en rotation de la turbine, dont le serrage contre un élément solidaire en rotation de la cloche permet d'interdire tout glissement hydraulique à l'intérieur du convertisseur, caractérisé en ce que la turbine et le piston sont montés sur une armature fixée sur l'arbre de turbine. Selon un mode de réalisation de l'invention, le piston et la turbine sont montés sur l'armature par l'intermédiaire d'un rivet. Selon un mode de réalisation de l'invention, la cloche du convertisseur porte un disque s'étendant entre le piston et l'armature. Selon un mode de réalisation de l'invention, le disque est monté sur un ressort d'amortissement, fixé sur la cloche du convertisseur. Selon un mode de réalisation de l'invention, les deux faces du disque sont pourvues de garnitures de friction, permettant respectivement le serrage contre le disque, du piston et de l'armature. Selon un mode de réalisation de l'invention, le convertisseur de couple présente un fond fixé sur l'arbre de turbine et venant en appui par son extrémité supérieure contre le piston, de façon à constituer, avec ce dernier et l'armature, une chambre de commande de pontage, en communication avec l'intérieur de l'arbre de turbine. Selon un mode de réalisation de l'invention, la pression débitée par l'arbre de turbine dans la chambre de commande lorsque le pontage n'est pas souhaité, maintient à distance du disque le piston et l'armature, de façon à autoriser un glissement hydraulique entre l'arbre d'entrée et l'arbre de turbine. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'interruption de la pression débitée par l'arbre creux, lorsque le pontage du convertisseur est souhaité, se traduit par une dépression à l'intérieur de la chambre de commande, entraînant le serrage du disque contre le piston et l'armature, de façon à immobiliser l'arbre de turbine par rapport à l'arbre d'entrée de mouvement. Selon un mode de réalisation de l'invention, le piston est engagé dans la tête du rivet, lui-même en appui contre le fond. Selon un mode de réalisation de l'invention, la hauteur de la tête du rivet détermine directement la course du piston. Selon un mode de réalisation de l'invention, la hauteur de la tête du rivet permet au piston d'assurer obligatoirement le pontage lorsque la pression débitée par l'arbre de turbine est interrompue, sans risque de contact entre le piston et la cloche, lorsque cette pression est rétablie. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier de celle-ci, en liaison avec les dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 représente un convertisseur hydrodynamique de couple conforme à l'art antérieur, - la figure 2 A représente les moyens de pontage faisant l'objet de l'invention, en position non pontée, - la figure 2 B représente ces mêmes moyens, en position de pontage. Le convertisseur 1 conforme à l'art antérieur mentionné dans l'introduction de la demande, illustré par la figure 1, est représenté en position dépontée. Sa cloche 2 est solidaire de l'arbre d'entrée de mouvement 3. Sa turbine 4 est solidaire de l'arbre de turbine 5, assurant la sortie du mouvement vers le mécanisme de changement de vitesse, non représenté. L'arbre creux 6, logé à l'intérieur de l'arbre de turbine 5, permet l'alimentation hydraulique du convertisseur 1. Le piston 7, de commande de pontage, présente sur une de ses faces une garniture de friction 8, susceptible d'entrer en contact avec la face frontale interne 9 correspondante de la cloche 2. Le piston 7 est maintenu à ltécart de la cloche 2 par un ressort de rappel 10. Le piston 7 comporte en outre dans son épaisseur, au moins un orifice 11 calibré. Cet orifice 11 constitue une restriction mettant en communication l'enceinte 12 du convertisseur 1, avec une chambre de commande 13, dont le piston 7 constitue une paroi mobile. En position dépontée, représentée sur cette figure, la bille 14 de l'électrovanne 15 obture l'orifice 16, de façon à fermer le circuit hydraulique de la chambre de commande 13, et à autoriser le retour au réservoir (non représenté) du fluide hydraulique en provenance de l'enceinte 12 du convertisseur 1. La pression qui s'établit dans celleci est alors la même que celle qui règne dans la chambre de commande 13. En revanche, en position de pontage, la bille 14 est décollée de l'orifice 16, et la sortie 17 du convertisseur est obturée. il en résulte que la pression d'alimentation régnant dans l'enceinte 12 du convertisseur 1, est suffisante pour vaincre l'effort de rappel du ressort 10, compte tenu de l'orifice calibré 11, jouant le rôle de restriction, qui limite le débit en direction de la chambre de commande 13. Comme indiqué plus haut, le système de pontage de convertisseur qui vient d'être évoqué présente pour principal inconvénient que la majeure partie du couple transite, en position de pontage, par la base du piston 7, et par sa fixation sur l'arbre de turbine 5. Ces pièces sont donc soumises à des efforts importants. Les figures 2 A et 2 B, relatives au système de pontage proposé par l'invention, ne font apparaître que la partie du convertisseur dans laquelle sont regroupés ces moyens de pontage. L'adaptation des différents organes mentionnés sur les figures 2 A et 2 B sur le convertisseur de la figure 1, est destinée à assurer une meilleure répartition du couple au sein de l'ensemble des éléments mécaniques du convertisseur. Bien entendu, la figure 1 n'a été décrite qu'à titre d'exemple pour illustrer l'art antérieur, et on peut envisager l'adaptation des moyens de pontage proposés, sur des convertisseurs différents de celui-ci, sans sortir du cadre de l'invention. Sur les figures 2 A et 2 B, la cloche 2 du convertisseur 1 porte à sa partie supérieure un ressort d'amortissement 18 flanqué d'une patte 19 de retenue latérale, et supportant un disque 20 vertical, muni sur chacune de ses faces, de garnitures de friction 21. La turbine 4 solidaire de l'arbre de turbine 5 retient, par l'intermédiaire d'un rivet 22, une armature 23 sur sa face externe. Cette armature 23 est soudée par sa partie inférieure sur l'arbre de turbine 5. Au-dessus du rivet 22, l'armature 23 s'étend verticalement vers le haut après un décrochement latéral 23' lui permettant d'épouser le profil extérieur de la turbine 4. Un second décrochement 23" permet à l'armature 23 de présenter une autre partie verticale, située cette fois en vis-à-vis des garnitures 21 du disque 20, avant de venir reposer, par son extrémité supérieure, contre la turbine 4. Le piston 7 s'étendant verticalement à l'extérieur de l'armature 23 par rapport à la turbine 4, présente à son extrémité inférieure des crans 24 facilitant sa solidarisation avec la turbine 4 et l'armature 23, grâce au rivet 22. Celui-ci présente une tête élargie 22' lui permettant de solidariser la turbine 4 et l'armature 23, tout en étant traversée par les crans 24 du piston 7, également emboîtés dans celle-ci lors du montage. Comme on l'aura compris, sous l'action d'une pression de commande appropriée, le piston 7 est capable de se déplacer en direction du disque 20 et de venir porter contre celuici en le serrant contre l'armature 23 de façon à rendre solidaires en rotation la cloche 2 et la turbine 4. Enfin un fond 25, reposant contre la tête 22' du rivet 22 et fixée par une broche 26 à deux têtes sur l'extrémité de l'arbre de la turbine 5, est en appui par l'intermédiaire d'un joint à lèvre 27, contre le piston 7. Sur la figure 2 B, c'est-à-dire en position de pontage, le piston 7, le fond 5 et l'armature 23 délimitent une chambre de commande 13, en communication avec l'intérieur de l'arbre creux ou arbre de turbine 5, mais isolée de la pression générale règnant dans l'enceinte du convertisseur 1. En revanche, sur la figure 2A, c'est-à-dire en position non pontée, le piston 7 et l'armature 23 n'étant pas appliqués contre le disque 20, la chambre 13 n'est pas isolée. Le fonctionnement des moyens de pontage, illustré par les figures 2A et 2B, est le suivant : en position dépontée, la chambre de commande 13 est soumise à la même pression que l'enceinte 12 du convertisseur 1. Le fluide hydraulique, débité par l'arbre creux 5 circule entre l'armature 23 et le fond 25, puis entre l'armature 23 et le piston 7. Sous l'effet de cette pression, le piston 7 est écarté du disque 20. La turbine 4 n'est pas solidaire en rotation de la cloche 2. Le convertisseur 1 est en position dépontée. Dans cette situation, le convertisseur 1 exerce sa fonction de coupleur hydraulique entre la cloche 2 et la turbine 4. En revanche, lorsque la pression d'alimentation débitée par l'arbre de turbine 5 est interrompue, il y a déséquilibre de pression entre la chambre de commande 13 et l'enceinte du convertisseur 1. La pression règnant dans celle-ci applique le piston 7 contre le disque 20, et le disque 20 contre l'armature 23. Dans cette situation, la turbine 4 est solidaire de la coche 2. il n'y a plus de glissement hydraulique à l'intérieur du convertisseur 1, et la transmission du couple entre le moteur et le mécanisme de changement de vitesses de la transmission automatique est exclusivement mécanique. Le convertisseur est ponté. Comme on l'aura compris, lorsque le convertisseur est ponté, le couple transite de l'arbre d'entrée 3 à l'arbre de turbine 5 par l'intermédiaire de la cloche 2 du ressort 18, et du disque 20. A partir du disque 20, cette transmission se poursuit en direction du rivet 22 puis de L'arbre creux 5 par deux voies distinctes, à savoir le piston 7 d'une part et l'ensemble turbine 4 - armature 23, d'autre part. En position dépontée le couple ne transite pas exclusivement par voie mécanique entre l'arbre d'entrée 3 et l'arbre de turbine 5, puisque {a turbine est entraînée par le déplacement du fluide hydraulique à l'intérieur du convertisseur. Toutefois, le couple transite toujours de la turbine 4 à l'arbre de turbine 5, par l'intermédiaire du rivet 22. Le couple passe donc par le rivet 22, aussi bien lorsque le convertisseur est ponté que lorsqu'il est déponté. L'utilisation d'un rivet 22 pour fixer la turbine 4 et le piston 7 sur une pièce d'armature 23 rapportée sur l'arbre de turbine 5, est une disposition simple à mettre en oeuvre lors du montage Elle présente de nombreux avantages relatifs au fonctionnement du convertisseur, dont notamment la garantie d'une meilleure répartition des efforts au sein de celui-ci, en phase pontée, et une maîtrise parfaite de la course du piston 7. En effet, conformément aux figures 2A et 2B, la tête 22' du rivet 22 est toujours en appui contre le fond 25. La hauteur h de la tête 22' du rivet 22 détermine donc directement la course du piston 7 entre ses deux positions. Dans la pratique, on donnera à la tête 22' une hauteur h, telle que le piston 7 ne puisse en aucun cas toucher la cloche 2 du convertisseur, car tout contact entre ces deux éléments peut générer de la limaille, dont la dispersion à l'intérieur du convertisseur est extrêmement préjudiciable. Enfin, il est possible de choisir la hauteur h de la tête 22' de façon à obtenir avec certitude le pontage lorsque la pression d'alimentation débitée par l'arbre de turbine 5 est interrompue, tout en tenant compte des tolérances et des gonflements de convertisseur. REVENDICATIONS [1] Convertisseur de couple hydrodynamique(l) entre un arbre d'entrée de mouvement (3) et un arbre de sortie (5) ou arbre de turbine (5), comportant une cloche (2) solidaire de l'arbore d'entrée (3), une turbine (4) solidaire de l'arbre turbine (5), et un piston (7) de commande solidaire en rotation de la turbine (4), dont le serrage contre un élément (20) solidaire en rotation de la cloche (2) permet d'interdire tout glissement hydraulique à l'intérieur du convertisseur (1), caractérisé en ce que la turbine (4) et le piston (7) sont montés sur une armature (23) fixée sur l'arbre de turbine (5). [2] Convertisseur de couple selon la revendication 1, caractérisé en ce que le piston (7) et la turbine (4) sont montés sur l'armature (23) par l'intermédiaire d'un rivet (22). [3] Convertisseur de couple selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la cloche (2) du convertisseur (1) porte un disque (20) s'étendant entre le piston (7) et l'armature (23). [4] Convertisseur de couple selon la revendication 3, caractérisé en ce que le disque (20) est monté sur un ressort; d'amortissement (18) fixé sur la cloche (2) du convertisseur (1). [5] Convertisseur de couple selon les revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que les deux faces du disque (18) (20) sont pourvues de garnitures de friction (21) permettant respectivement le serrage contre le disque (20), du piston (7) et de l'armature (23). [6] Convertisseur de couple selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il présente un fond (25) fixé sur l'arbre de turbine (5), et venant en appui par son extrémité supérieure contre le piston (7), de façon à constituer avec ce dernier et l'armature (23) une chambre de commande de pontage (13), en communication avec l'intérieur de l'arbre de turbine (5). cl Convertisseur de couple selon 11 une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pression débitée par l'arbre de turbine (5) dans la chambre de commande (13) lorsque le pontage n'est pas souhaité, maintient à distance du disque (20) le piston (7) et l'armature (23), de façon à autoriser un glissement hydraulique entre l'arbre d'entrée (3) et l'arbre de turbine (5). [8] Convertisseur de couple selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'interruption de la pression débitée par l'arbre creux (5), lorsque le pontage du convertisseur est souhaité, se traduit par une dépression à l'intérieur de la chambre de commande (13), entraînant le serrage du disque (20) contre le piston (7) et l'armature (23) de façon à immobiIiser l'arbre de turbine (5) par rapport à l'arbre d'entrée de mouvement (3). [9] Convertisseur de couple selon les revendications 6, 7 et caractérisé en ce que le piston (7) est engagé dans la tête (22') du rivet (22), lui-même en appui contre le fond (25). [10] Convertisseur de couple selon la revendication 9, caractérisé en ce que ira hauteur h de la tête (22) du rivet (22') détermine directement la course du piston (7). [11] Convertisseur de couple selon la revendication 10, caractérisé en ce que la hauteur h est choisie de façon à permettre au piston (7) d'assurer obligatoirement le pontage lorsque la pression débitée par l'arbre de turbine (5) est interrompue, sans risque de contact entre le piston (7) et la cloche (2), lorsque cette pression est rétablie.