Brevet FR2759311A1 — publié le 19980814

Procédé de fabrication d'un élément annulaire pour convertisseur de couple La présente invention concerne, d'une manière générale, un procédé de fabrication d'un élément annulaire pour un convertisseur de couple et, en particulier, un procédé pour fabriquer un élément annulaire de ce type par cintrage d'un matériau en plaque plan ou d'un flan pour lui faire adopter une configuration annulaire. Un convertisseur de couple est un dispositif comprenant trois types de roues à aubes (roue motrice, turbine et stator) et apte à agir pour transmettre un couple par l'intermédiaire d'un fluide de travail remplissant sa partie intérieure. La roue motrice est fixée à un carter avant relié à un organe rotatif d'entrée et transmet un couple à un organe de sortie par l'intermédiaire du fluide de travail qui circule de la roue motrice jusqu'à la turbine. Le convertisseur de couple comprend également un amortisseur à verrouillage disposé entre la turbine et le carter avant et apte à agir pour relier mécaniquement l'un à l'autre le carter avant et la turbine pour ainsi transmettre le couple directement du carter avant à l'organe de sortie. L'amortisseur à verrouillage comprend un piston destiné à être pressé contre le carter avant, une plaque de retenue fixée au piston, des ressorts de torsion supportés par la plaque de retenue et une plaque menée reliée élastiquement, dans le sens de rotation, au piston par l'intermédiaire des ressorts de torsion. La plaque menée est fixée à la turbine reliée à l'organe rotatif de sortie. Le convertisseur de couple est un mécanisme rotatif et un grand nombre de ses éléments constitutifs présentent une configuration annulaire. Par exemple, une plaque menée 20 visible sur la Figure 1 est un élément annulaire comprenant une partie de fixation annulaire 20b qui s'étend le long de la surface périphérique extérieure de la turbine 5, et plusieurs griffes 20a qui s'étendent depuis la partie de fixation 20b en direction d'un moteur (non représenté). Dans l'art antérieur, cet élément annulaire est réalisé par déformation d'une plaque circulaire initialement préparée par découpage d'un flan annulaire et formation de trous au niveau de la partie périphérique intérieure de celui-ci. Cependant, le rendement global de matériaux bruts utilisés pour fabriquer des flans annulaires de ce type est faible lorsque la plaque menée 20 et d'autres éléments annulaires sont fabriqués à partir de flans annulaires ayant une circonférence extérieure qui correspond à la partie de fixation 20b, ou à une partie similaire, et obtenus par découpage à partir de matériaux plans. Autrement dit, le découpage de flans de forme annulaire à partir de matériaux bruts plans ne permet pas une utilisation efficace des matériaux, car le découpage laisse beaucoup de déchets ou de chutes. La présente invention a pour but de proposer un procédé pour fabriquer un élément annulaire de convertisseur de couple à partir d'un élément en plaque allongé rectangulaire, en enroulant cet élément pour lui faire adopter une configuration annulaire, et en reliant ses extrémités de manière à réduire le nombre des étapes de fabrication et les coûts de production, tout en garantissant un bon équilibre en rotation de l'élément annulaire. Ce but est atteint selon la présente invention grâce à un procédé de fabrication d'un élément annulaire pour convertisseur de couple à trois étapes. Au cours de la première étape, un élément en plaque plan est découpé suivant une configuration prédéterminée pour, après découpage, présenter une forme allongée rectangulaire comportant plusieurs languettes découpées. Au cours de la seconde étape, l'élément en plaque est enroulé ou déformé pour donner un élément de forme annulaire dont les extrémités se chevauchent sur une faible longueur prédéterminée. Au cours de la troisième étape, un soudage par résistance est réalisé sur les extrémités chevauchantes de l'élément annulaire pour ainsi relier entre elles les parties d'extrémité opposées de l'élément annulaire, afin de former un élément annulaire continu ayant une épaisseur sensiblement uniforme. A cet égard, les parties d'extrémité opposées de l'élément annulaire sont superposées l'une à l'autre au cours de la troisième étape, ce qui assure un volume suffisant en vue d'une fusion par le soudage par résistance, pour ainsi éviter une réduction d'épaisseur excessive des parties reliées. Ceci permet de supprimer une étape de coupe pour enlever une surépaisseur formée par le soudage, tout en conservant à la soudure une résistance suffisante. Etant donné que le soudage par résistance permet, contrairement à un soudage classique, un contrôle de la chaleur fournie, le soudage et un recuit peuvent être réalisés simultanément, ce qui supprime une étape conventionnelle consacrée au recuit. Ainsi, le nombre des étapes de fabrication et les coûts de production peuvent être réduits. Un équilibre en rotation voulu peut être maintenu par rapport à l'axe du convertisseur de couple sans qu'un usinage supplémentaire soit nécessaire sur les parties soudées. Le procédé de fabrication peut comprendre également une quatrième étape. Au cours de cette quatrième étape, l'élément annulaire continu est soumis à un usinage à la presse à l'aide d'une matrice destinée à lui conférer une forme conique. Si un soudage à l'arc était utilisé pour relier les extrémités chevauchantes au cours de la troisième étape, une surépaisseur serait formée au niveau du joint de soudure et une étape de fabrication supplémentaire serait nécessaire pour éliminer la surépaisseur afin d'équilibrer l'élément en vue de son utilisation ultérieure dans un convertisseur de couple rotatif. Conformément à la présente invention, il n'existe pas de surépaisseur du fait de la longueur prédéterminée du chevauchement et de l'utilisation du soudage par résistance pour relier les extrémités de l'élément annulaire, d'o un meilleur rendement de fabrication et des coûts de production plus faibles. De préférence, le soudage par résistance de la troisième étape du procédé de l'invention est réalisé de façon qu'un volume de l'élément annulaire, réduit à proximité des parties reliées par le soudage par résistance, soit sensiblement égal à un volume correspondant à la dimension de la partie de chevauchement de l'élément annulaire. Comme la dimension des extrémités superposées de l'élément annulaire est prédéterminée, les extrémités reliées ont, après soudage, une épaisseur sensiblement égale à l'épaisseur du reste de l'élément annulaire. De préférence, au cours du soudage par résistance de la troisième étape, un recuit est effectué sur les parties reliées de l'élément annulaire. Par conséquent, l'apport de chaleur au cours du soudage par résistance est contrôlé pour permettre d'exécuter simultanément en une seule étape le soudage destiné à relier les extrémités opposées de l'élément annulaire et le recuit des extrémités soudées. L'étape conventionnelle consacrée au recuit peut ainsi être supprimée, ce qui permet de diminuer les coûts de production grâce à la réduction du nombre des étapes de fabrication. Ce qui précède, ainsi que d'autres buts, caractéristiques, aspects et avantages de la présente invention, ressortira plus clairement de la description détaillée suivante d'une forme de mise en oeuvre, donnée à titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels: la Figure 1 est une vue en coupe transversale schématique d'un convertisseur de couple comprenant une plaque menée pouvant être fabriquée grâce au procédé de la présente invention; la Figure 2 est une vue latérale fragmentaire d'un élément en plaque allongé, découpé suivant une certaine forme selon le procédé de l'invention; la Figure 3 est une vue latérale d'un élément annulaire obtenu par enroulement de l'élément en plaque de la Figure 2, conformément à l'invention; la Figure 4 est une vue de dessous fragmentaire de l'élément annulaire de la Figure 3, montrant les extrémités de l'élément en plaque reliées entre ellesconformément à l'invention; la Figure 5 est une vue de dessous fragmentaire de l'élément annulaire de la Figure 4 après jonction des extrémités de l'élément en plaque; la Figure 6 est une vue latérale de l'élément annulaire de la Figure 5; et la Figure 7 est une vue latérale d'une plaque menée fabriquée à partir de l'élément annulaire de la Figure 6. En se référant maintenant aux dessins et tout d'abord à la Figure 1, on peut voir un convertisseur de couple 1 comprenant une plaque menée 20 réalisée conformément au procédé de fabrication de l'invention. Un moteur (non représenté) est disposé du côté gauche de la Figure 1, tandis qu'une transmission (non représentée) est disposée du côté droit de celle-ci. Le convertisseur de couple 1 est un mécanisme servant à transmettre un couple d'un vilebrequin du moteur à un arbre d'entraînement principal de la transmission. Le convertisseur de couple 1 se compose principalement d'un carter avant 3 qui peut être relié au vilebrequin du moteur par l'intermédiaire d'une plaque flexible, d'une roue motrice 4, d'une turbine 5 qui peut être reliée à l'arbre d'entraînement principal de la transmission, d'un stator 6 et d'un embrayage à verrouillage 2. L'embrayage à verrouillage 2 est disposé axialement entre le carter avant 3 et la turbine 5. L'embrayage à verrouillage 2 est constitué principalement d'un piston 17, d'une plaque de retenue 19, d'une plaque menée 20 et de ressorts de torsion 21. La plaque menée 20 visible sur les Figures 1 et 7 présente une forme annulaire et comporte une partie de fixation 20b fixée à la turbine 5 du côté de celle-ci tourné vers le moteur, et également plusieurs griffes courbées 20a en prise avec des extrémités opposées circonférentiellement des ressorts de torsion 21. Un procédé de fabrication de la plaque menée 20 est décrit ci-après. Au cours d'une première étape de ce procédé, un matériau en plaque plan est découpé pour former une plaque 10 ayant une configuration comme celle visible sur la Figure 2. Au cours d'une seconde étape, la plaque découpée 10 est enroulée suivant une configuration annulaire pour former un élément annulaire 11 représenté sur la Figure 3, de façon que de très petites parties lla, llb de chacune des extrémités de la plaque découpée 10 se chevauchent sur une longueur t indiquée sur la Figure 4. Au cours d'une troisième étape, les parties d'extrémité lla et llb de l'élément annulaire 11 qui se chevauchent sur la longueur t prédéterminée, comme illustré sur la Figure 4, sont reliées l'une à l'autre par un soudage par résistance pour former un élément annulaire continu 12 représenté sur les Figures 5 et 6. Au cours de cette étape, une tension est appliquée aux parties d'extrémité chevauchantes lla et llb de l'élément annulaire 11i à partir de pinces 31 et 32 qui servent d'électrodes et qui appliquent aux parties d'extrémité lla et llb une contrainte mécanique appropriée dans la direction indiquée par les flèches de la Figure 4. Grâce à l'application de cette contrainte mécanique appropriée, les parties d'extrémité lla et llb reliées entre elles par soudage peuvent avoir une épaisseur sensiblement égale à celle des autres parties non soudées. Au cours de ce traitement, la dimension du chevauchement, c'est-à-dire la longueur t de la zone de chevauchement, est prédéterminée pour que l'épaisseur de l'élément annulaire avant soudage reste la même après soudage. Ainsi, un volume correspondant à la dimension du chevauchement de l'élément annulaire 11 est défini pour être égal à un volume plus faible de celui-ci à proximité des zones reliées par le soudage par résistance. Ceci permet de préserver un volume des parties d'extrémité qui seront fondues par le soudage et d'éviter une diminution de l'épaisseur des parties soudées. En outre, grâce au fait que la longueur t du chevauchement est ainsi prédéterminée et qu'un soudage par résistance est ensuite utilisé, il est possible de supprimer l'étape qui consiste à couper pour 1'éliminer la matière de soudage normalement associée à un soudage à l'arc, par exemple. Le procédé ci-dessus permet également de conserver une résistance de soudure suffisante. Au cours de la troisième étape, les parties d'extrémité opposées lla et llb sont reliées l'une à l'autre et, simultanément, la chaleur fournie, c'est-à-dire la tension et la durée, est contrôlée pour recuire les parties reliées de l'élément annulaire continu 12. Ceci améliore l'aptitude de l'élément annulaire continu 12 à être façonné et facilite par conséquent le travail à la presse réalisé au cours de la quatrième étape ci-après. Au cours de la quatrième étape, l'élément annulaire continu 12 est soumis à un usinage à la presse, c'est-à-dire qu'il est déformé légèrement pour adopter la configuration de la plaque menée 20 représentée sur la Figure 7. Au cours de ce traitement, la partie de fixation 20b de la plaque menée est pressée pour adopter une configuration conique en vue de pouvoir ensuite venir en prise avec la turbine 5 de la Figure 1, tandis que les griffes 20a sont inclinées par rapport à la partie de fixation 20b. Comme cela a été décrit précédemment, ce n'est pas un soudage à l'arc mais un soudage par résistance qui est utilisé pour relier les extrémités et réaliser ainsi la plaque menée 20. L'utilisation du soudage par résistance offre également un autre avantage. En effet, au cours d'une phase d'ajustement d'un équilibre en rotation de la plaque menée 20 par rapport à l'axe du convertisseur de couple 1, cet équilibre en rotation peut être obtenu jusqu'à un certain point sans l'exécution d'étapes de fabrication supplémentaires sur les parties reliées, car aucune surépaisseur sensible n'est formée au niveau des parties soudées, contrairement au procédé utilisant un soudage à l'arc. Si le soudage à l'arc était utilisé pour relier les parties d'extrémité au cours de la troisième étape, il faudrait supprimer la surépaisseur formée au niveau des parties soudées, ou la compenser d'une manière ou d'une autre par un lestage au cours de la phase d'ajustement de l'équilibre en rotation, si elle devait subsister au niveau des parties soudées. Il serait alors nécessaire d'utiliser pour l'usinage à la presse une matrice comportant une concavité correspondant aux parties soudées de l'élément annulaire, et un positionnement des parties soudées serait donc nécessaire pour réaliser l'usinage. Il serait, en outre, difficile d'obtenir un bon équilibre en raison de la présence de la surépaisseur au niveau des parties soudées, et le nombre d'étapes nécessaires pour réaliser l'équilibrage final augmenterait. Au contraire, conformément au procédé de fabrication de la plaque menée 20, selon l'invention, aucune surépaisseur n'est formée grâce à l'utilisation du soudage par résistance pour former l'élément annulaire 11, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de positionner les parties soudées, ce qui améliore le rendement de fabrication et diminue les coûts de production. Conformément à l'invention, l'élément annulaire du convertisseur de couple est obtenu à partir d'un élément en plaque ou d'un flan enroulé de telle façon que les parties d'extrémité opposées de la plaque se chevauchent pour former un volume de fusion au cours du soudage par résistance. Ceci évite une diminution de l'épaisseur des parties reliées, due au soudage, et la nécessité d'éliminer la surépaisseur qui résulterait de l'utilisation du soudage à l'arc, tout en permettant de conserver la résistance de soudure voulue. Etant donné que le soudage par résistance qui permet de contrôler la chaleur fournie est utilisé pour la liaison, celle-ci et le recuit peuvent être réalisés simultanément. Ceci évite une augmentation du nombre des étapes de fabrication et diminue le coût de production total. Comme cela a été décrit précédemment, le nombre d'étapes et les coûts de fabrication peuvent être réduits, et l'équilibre en rotation voulu par rapport à l'axe du convertisseur de couple peut être obtenu dans une certaine mesure sans réaliser d'usinage supplémentaire sur les parties soudées. Bien que la description précédente ait porté sur une forme de mise en oeuvre particulière de la présente invention, celle-ci n'est bien entendu pas limitée à l'exemple spécifique décrit et illustré ici, et l'homme de l'art comprendra aisément qu'il est possible d'y apporter de nombreuses variantes et modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un élément annulaire pour convertisseur de couple, caractérisé en ce qu'il comprend une première étape de découpage d'un élément en plaque plan (10) suivant une configuration prédéterminée pour qu'après découpage celui-ci présente une forme allongée rectangulaire comportant plusieurs languettes découpées; une seconde étape d'enroulement de l'élément en plaque (10) de manière à déformer celui-ci pour qu'il présente une forme sensiblement annulaire définissant un élément annulaire (11), des extrémités (11a, llb) de l'élément en plaque se chevauchant légèrement pour former l'élément annulaire; et une troisième étape de soudage par résistance des extrémités chevauchantes (11a, llb) de l'élément annulaire (11) pour ainsi relier celles-ci entre elles, afin de former un élément annulaire continu (12). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend également une quatrième étape qui consiste à réaliser un usinage à la presse à l'aide d'une matrice sur l'élément annulaire continu (12) pour conférer à celui-ci une forme conique. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le soudage par résistance de la troisième étape est exécuté de façon qu'un volume de l'élément annulaire (11), réduit à proximité des parties (11a, 11b) reliées par le soudage par résistance, soit sensiblement égal à un volume correspondant à la dimension de la partie de chevauchement de l'élément annulaire. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le soudage par résistance est réalisé pour relier les parties d'extrémité opposées (11a, 11b) de l'élément annulaire (11), et en ce qu'un recuit est réalisé sur les parties reliées de l'élément annulaire au cours de la troisième étape.