Brevet FR2724436A1 — publié le 19960315

L'invention se rapporte à un convertisseur hydrodynamique de couple de rotation, comportant un accouplement de pontage qui comprend un piston susceptible d'être relié via au moins une garniture de friction au boîtier du convertisseur, et d'être dévié en direction axiale, et dans la région de la surface de friction étant réalisées une pluralité de cavités pour le passage de liquide hydraulique du circuit du convertisseur, de préférence de l'huile, ces cavités s'étendant entre la bordure radialement extérieure et la bordure radialement intérieure de la garniture de friction en direction périphérique sous un angle susceptible d'être prédéterminé avec une distance radiale qui se modifie par rapport à l'axe de rotation de la garniture de friction. On connaît du document US-PS 3 972 400 une garniture de friction telle qu'elle pourrait être utilisée par exemple sur le piston d'un accouplement de pontage. Cette garniture de friction présente une pluralité de cavités qui s'étendent tant en direction radiale que sous un angle prédéterminé par rapport à celle-ci. Toutes les cavités ont en commun que chacune possède une propre entrée et une propre sortie et que chacune relie la bordure radialement extérieure de la garniture de friction à la bordure radialement intérieure par le trajet le plus court possible, à savoir en ligne droite. Les cavités individuelles sont reliées les unes aux autres par un canal réalisé en spirale dans la garniture de friction. Dans la réalisation connue des cavités présentant un tracé en ligne droite entre l'entrée et la sortie, un liquide hydraulique, comme par exemple de l'huile, s'écoule à travers les cavités par le trajet le plus court possible. On comprendra que l'effet de refroidissement que l'on peut atteindre au niveau de la garniture de friction est très faible à cause de la courte durée de séjour de l'huile, ce pourquoi les liaisons sont complétées par le canal supplémentaire en spirale. La durée de séjour de l'huile est certes élevée dans ce canal, grâce à quoi il devrait s'effectuer un échange de chaleur suffisant; cependant, il s'est avéré suite à des essais que la garniture de friction peut alors être chargée d'une pression superficielle trop élevée. L'objectif sous-jacent à l'invention est de réaliser la garniture de friction sur un piston d'un accouplement de pontage d'un convertisseur hydrodynamique de couple de rotation de telle sorte que lors de l'écoulement de l'huile à travers les cavités dans la garniture de friction, le plus possible de chaleur peut être absorbée sans qu'il se produise une charge trop forte de la garniture de friction. Conformément à l'invention, cet objectif est atteint par le fait que pour chaque cavité entre une entrée et une sortie respective pour l'huile, la direction d'extension de la cavité est modifiée par au moins un élément de renvoi, de telle sorte que sa composante radiale est dirigée en sens opposé à la composante radiale avant l'élément de renvoi. Le fait de modifier la direction d'extension de chaque cavité au moins une fois entre l'entrée et la sortie pour le liquide hydraulique, par exemple de l'huile, de telle sorte que la composante radiale de la nouvelle direction d'extension s'étend en sens opposé à composante radiale avant l'élément de renvoi, a pour conséquence que l'huile dans la région de l'élément de renvoi subit un étranglement et peut ainsi absorber plus de chaleur. De plus, on atteint grâce à l'élément de renvoi que l'huile ne traverse pas la garniture de friction par le trajet le plus court, mais est amenée via une déviation à la sortie associée. L'huile dispose ainsi d'une durée de séjour plus longue, pendant laquelle elle peut absorber la chaleur, avant que l'huile quitte la garniture de friction. On peut prévoir, en fonction de la réalisation des cavités, encore une pluralité d'autres éléments de renvoi avant que la sortie soit atteinte. Ici s'applique en règle générale que le nombre des éléments de renvoi prévus les uns derrière les autres dans une cavité dépend de la quantité de chaleur qui doit être soutirée de la surface de friction dans la région d'extension de la cavité. D'autres critères pour une bonne transmission de chaleur sont la taille de la section transversale de la cavité, la taille de la section transversale de l'entrée et de la sortie, et la courbure de la cavité au niveau d'un élément de renvoi. Grâce à cette réalisation, on peut soutirer beaucoup de chaleur de la surface de friction, bien qu'il reste entre les cavités individuelles suffisamment de surface de friction pour limiter la pression superficielle. Grâce à l'agencement d'un élément de renvoi d'une cavité respectivement sur les bordures de la garniture de friction, et plus précisément grâce au fait que la cavité subit de préférence respectivement sur les bordures de la garniture de friction une modification de sa direction d'extension, on assure que la garniture de friction est traversée pratiquement sur toute sa largeur par les cavités et peut ainsi être traversée par rhuile de refroidissement. Une surchauffe thermique localisée est ainsi exclue. On peut prévoir que la cavité présente respectivement un élargissement dans la région d'un élément de renvoi. Cet élargissement agit comme réservoir d'huile, de sorte que dans la région qui entoure un tel élargissement, on enregistre un effet de refroidissement encore une fois accru. En tant que développements avantageux des cavités, on peut prévoir que l'entrée soit reliée via un branchement à une pluralité de canaux, et que cette pluralité de canaux débouchent via une jonction dans une sortie commune. Grâce à cette réalisation, on atteint que pour un nombre le plus faible possible d'emplacements d'entrée et de sortie, le nombre des canaux traversés par l'huile d'une cavité est comparativement élevé. La conséquence en est un refroidissement encore plus régulier de la garniture de friction sur toute sa largeur. L'invention sera expliquée plus en détail en se rapportant à plusieurs exemples de réalisation. Les figures montrent: fig. 1 la moitié supérieure d'une coupe longitudinale à travers un accouplement de pontage comportant deux garnitures de friction sur un convertisseur de couple de rotation; fig. 2 une garniture de friction depuis la vue A de la fig. 1, pour illustrer des cavités dans celle-ci, les cavités s'étendant entre une entrée et une sortie respective plusieurs fois entre la bordure radialement extérieure et la bordure radialement intérieure de la garniture de friction; fig. 3 une vue analogue à la fig. 2, mais avec une entrée et sortie intégrées dans chaque cavité; fig. 4 une vue analogue a la fig. 3, mais avec des cavités qui présentent au voisinage de l'entrée ou de la sortie respectivement un branchement ou une jonction; fig. 5 une vue analogue à la fig. 2, mais avec des cavités opposées dans la garniture de friction; fig. 6 une vue analogue à la fig. 2, mais en s'étendant une seule fois entre la bordure radialement extérieure de la garniture de friction et sa bordure radialement intérieure. La fig. 1 montre cette région d'un convertisseur hydrodynamique de couple de rotation dans laquelle sont prévues des garnitures de friction pour la transmission d'un couple de rotation du boîtier du convertisseur ainsi que le piston de l'accouplement de pontage à un arbre d'entraînement. Dans ce cas, on a renoncé à illustrer et décrire le convertisseur de couple de rotation en entier, parce que de tels convertisseurs de couple de rotation sont connus de l'état de la technique, par exemple du document DE 41 21 586 AI. L'accouplement de pontage 1 illustré à la fig. I présente un piston 2 qui est réalisé avec une surface plane sur sa face orientée vers le boîtier 3 du convertisseur dans la région radialement extérieure, pour sa venue en appui contre une garniture de friction 4. Entre cette garniture de friction et une autre garniture de friction 5 qui peut également être amenée en appui contre une région également à surface plane du boîtier 3 du convertisseur, est suspendue une lamelle 6 qui est reçue solidairement en rotation mais de façon axialement mobile sur un élément d'entraînement de lamelle 7, qui est fixé à son tour sur la roue de turbine 8. Les garnitures de friction 4, 5 sont fixées sur la lamelle 6. Le piston 2 est relié dans la région radialement intérieure via un ressort 10 à une monture 11 qui est assemblée par matage sur un talon d'un tenon 12 solidaire du boîtier. Sous l'effet du fluide hydraulique, comme par exemple de l'huile, amené à travers le convertisseur, le piston 2 est mamintenu en appui via les garnitures de friction 4 et 5 ainsi que la lamelle 6 contre le boîtier 3 du convertisseur, sauf dans le cas o l'on alimente par inversion d'une manière connue du document DE 41 21 586A1 uine chambre 18 définie entre le boîtier 3 du convertisseur et le piston 2, sous une pression qui est supérieure à celle au niveau de la face du piston 2, qui est détournée du boîtier 3 du convertisseur. En fonction des rapports de pression sur les deux côtés du piston 2, celui-ci se trouve en liaison par coopération de friction avec le boîtier 3 du convertisseur, de sorte qu'une rotation du boîtier 3 du convertisseur est transmise via les garnitures de friction 4, 5 et la lamelle 6 ainsi que via l'élément d'entraînement de lamelle 7 à la roue de turbine 8 et depuis celle-ci via le moyeu de turbine 13 à un arbre d'entraînement 14 qui est reçu solidairement en rotation via une denture 32 dans le moyeu de turbine 13. Le piston 2 peut être séparé par inversion de la lamelle 6 et ainsi du boîtier 3 du convertisseur, de sorte que le mouvement d'entraînement du boîtier 3 du convertisseur est transmis avec glissement via la roue de pompe 15 à la roue de turbine 8, et qu'il arrive depuis ici via le moyeu de turbine 13 sur l'arbre d'entraînement 14. Le piston 2 est réalisé sans amortisseur d'oscillation de torsion. Il peut donc être nécessaire de commander la force d'appui du piston par rapport à la lamelle 6 et au boîtier 3 du convertisseur de telle sorte que dans la mesure o des a-coups de rotation sont transmis au boîtier, il peut apparaître un glissement entre les garnitures de friction 4, 5 et la lamelle 6. Cependant, l'avantage d'un amortissement d'oscillation au moyen de la friction est contrarié par un besoin en refroidissement accru des composants du convertisseur, comme le boîtier 3, la lamelle 6 et le piston 2. Pour cette raison, on prévoit d'introduire de l'huile amenée par le convertisseur radialement à l'extérieur des garnitures de friction 4, 5 dans les cavités 17 qui sont illustrées aux figs. 2 à 6, et de la faire sortir, après écoulement à travers les cavités 17, sur les faces radialement intérieures des garnitures de friction 4, 5, et de l'amener via la chambre 18 entre le boîtier 3 du convertisseur et le piston 2, ainsi que via des perçages 20 menant radialement vers l'intérieur vers l'axe de rotation 19, jusqu'au centre de rotation du convertisseur de couple de rotation, o elle peut s'écouler en retour, à travers un perçage longitudinal 21 dans l'arbre mené 14, jusque dans une réserve d'huile. Afin d'obtenir un effet de refroidissement le plus optimal possible dans la région des garnitures de friction, on propose conformément à l'invention un tracé pour les cavités 17 tel qu'il est montré par exemple pour la garniture de friction 4 selon la fig. 2. Dans ce cas, on prévoit pour une cavité 17 sur la bordure radialement extérieure 22 de la garniture de friction respective 4, 5, une entrée 23 qui débouche dans un élargissement 24 de la cavité 17. En partant de l'élargissement 24, la cavité 17 se prolonge sous forme de canaux 29 en direction périphérique, ce prolongement s'étendant des deux côtés radialement vers l'intérieur, jusqu'à atteindre pratiquement la bordure radialement intérieure respective de la garniture de friction 4, 5. Ici, la cavité 17 subit à nouveau un élargissement 24 et s'étend en raccordement à celui-ci à nouveau dans une section transversale rétrécie sous forme de canal radialement vers l'extérieur jusqu'au voisinage direct de la bordure 22, o est prévu un autre élargissement 24. La cavité 17 peut aller en zigzag avec une pluralité de tels tracés entre la bordure extérieure 22 et la bordure intérieure 25 de la garniture de friction 4, 5, jusqu'à ce qu'elle atteigne une sortie 26 qui mène radialement vers l'intérieur. La sortie 26 est dirigée tout comme l'entrée 23 perpendiculairement à la bordure respectivement associée de la garniture de friction 4, 5. L'huile qui a pénétré via l'entrée 23 dans la cavité 17 est guidée via les canaux 29 de telle sorte qu'elle s'écoule pratiquement à travers toute la garniture de friction 4 radialement depuis l'extérieur vers l'intérieur. La pluralité d'éléments de renvoi 28 à travers lesquels doit s'écouler l'huile jusqu'à atteindre la sortie 26, assurent ici un échange de chaleur plus élevé que dans le cas o l'huile s'écoulerait en ligne droite, ce qui est encore assisté par le fait que dans la région de l'élément de renvoi respectif 28, la cavité 17 présente un élargissement 24 qui sert à la réception d'une réserve d'huile et renforce ainsi l'effet de refroidissement à cet emplacement. Etant donné que l'on a prévu, vu sur la périphérie de la garniture de friction 4, 5, une pluralité de telles cavités 17, les surfaces de friction d'éléments de convertisseur voisins, comme le boîtier 3, le piston 2 ou la lamelle 6, peuvent bien être refroidies, sans qu'on doive y prévoir une surface de refroidissement excessivement grande qui aurait pour conséquence une pression superficielle trop élevée sur les garnitures de friction. La fig. 3 montre une modification des cavités 17, o l'on a prévu entre une entrée 23 et une sortie 26 seulement deux éléments de renvoi 28 et par conséquent deux élargissements 24. En raison de la faible longueur d'extension de ces cavités en comparaison à celles selon la fig. 2, la durée de séjour de l'huile à l'intérieur de la garniture de friction 4, 5 est plus courte, de sorte que l'échange de l'huile déjà réchauffée contre de l'huile fraîche s'effectue plus rapidement. Dans cette réalisation également, on assure que l'ensemble de la garniture de friction 4, 5 soit refroidie depuis sa bordure radialement extérieure 22 jusqu'à sa bordure radialement intérieure 25 le plus régulièrement possible. Les éléments de renvoi 28 avec les élargissements 24 assurent ici l'effet de refroidissement renforcé déjà décrit. La fig. 4 montre des cavités 17 qui présentent entre une entrée 23 et une sortie 26 respective un élément de renvoi 28 avec un élargissement 24 respectif par canal 29. La caractéristique est ici que l'entrée 23 subit un branchement 30 en deux canaux 29 qui débouchent ensuite tous les deux via une jonction 31 dans une sortie commune 26. Comme on voit, grâce à ce tracé des cavités 17, les garnitures de friction 4, 5 sont refroidies sur une surface la plus grande possible. Le tracé des cavités 17 selon la fig. 5 correspond largement à celui de la fig. 4, cependant, avec la différence qu'entre une entrée 23 et une sortie 26 respective, est réalisée une pluralité d'éléments de renvoi 28 chacun avec un élargissement 24. Grâce à ceci, la durée de séjour de l'huile de refroidissement dans les cavités 17 est augmentée, avant qu'elle puisse quitter la garniture de friction 4, 5. La fig. 6 montre une réalisation des garnitures de friction 4, 5 qui s'écarte clairement des réalisations illustrées jusqu'ici, car l'entrée 23 débouche sans transition dans un canal 29 qui présente certes une pluralité d'éléments de renvoi 28, avant qu'il débouche sur la bordure radialement intérieure 25 de la garniture de friction 4, 5 sans transition dans la sortie 26; cependant, les éléments de renvoi 28 de cette réalisation sont réalisés sans élargissement 24. A la différence des réalisations traitées jusqu'ici, les éléments de renvoi 28 eux- mêmes sont réalisés de telle sorte que le canal 29 doit traverser un rayon relativement grand sur la garniture de friction 4, 5 avant d'avoir parcouru le trajet radial entre la bordure extérieure 22 et la bordure intérieure 25 de la garniture de friction 4, 5. Afin d'établir malgré ceci un effet de refroidissement régulier, les cavités 17 sont agencées en chevauchement les unes par rapport aux autres, comme on le voit clairement à la fig. 6. Bien entendu, pour atteindre l'effet voulu, il n'est pas forcément nécessaire que les garnitures de friction 4, 5 soient réalisées avec les cavités 17. On pourrait également imaginer de réaliser les garnitures de friction 4, 5 de façon lisse sur leurs faces orientées vers les éléments de convertisseur 2 et 3, et de pourvoir les régions respectives à surface plane du piston 2 et du boîtier 3 du convertisseur, de cavités 17 qui présentent un tracé en correspondance aux figs. 2 à 6. De plus, on pourrait imaginer de fixer sur les régions à surface plane du piston 2 et du boîtier 3 du convertisseur, respectivement, des garnitures de friction 4, 5 qui sont réalisées de façon lisse sur leurs faces orientées vers la lamelle 6. Dans cette réalisation, la lamelle 6 devrait être réalisée des deux côtés avec des cavités 17 qui ont un tracé selon les figs. 2 à 6. 9 2724436 Revendications 1. Convertisseur hydrodynamique de couple de rotation, comportant un accouplement de pontage qui comprend un piston susceptible d'être relié via au moins une garniture de friction au boîtier du convertisseur, et d'être dévie en direction axiale, et dans la région de la surface de friction étant réalisées une pluralité de cavités pour le passage de liquide hydraulique du circuit du convertisseur, de préférence de l'huile, ces cavités s'étendant entre la bordure radialement extérieure et la bordure radialement intérieure de la garniture de friction en direction périphérique sous un angle susceptible d'être prédéterminé avec une distance radiale qui se modifie par rapport à l'axe de rotation de la garniture de friction, caractérisé en ce que pour chaque cavité (17) entre une entrée (23) et une sortie (26) respective pour l'huile, la direction d'extension de la cavité (17) est modifiée par au moins un élément de renvoi (28), de telle sorte que sa composante radiale est dirigée en sens opposé à la composante radiale avant l'élément de renvoi (28). 2. Convertisseur hydrodynamique de couple de rotation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cavité (17) subit de préférence respectivement sur les bordures (22, 25) de la garniture de friction (4) une modification de sa direction d'extension. 3. Convertisseur hydrodynamique de couple de rotation selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la cavité (17) présente dans la région de l'élément de renvoi (28) un élargissement (24). 4. Convertisseur hydrodynamique de couple de rotation selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que l'entrée (23) est reliée via un branchement (30) à une pluralité de canaux (29). 5. Convertisseur hydrodynamique de couple de rotation selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'une pluralité de canaux (29) débouche via une jonction (31) dans une sortie commune (26).