Brevet FR2770603A1 — publié le 19990507

La présente invention concerne un réacteur de convertisseur hydrodynamique de couple comprenant un moyeu de réacteur qui, pour son montage radial entoure radialement une bague extérieure de roue libre sur au moins une partie le long de son extension axiale, et présente par rapport à la bague extérieure de roue libre, sur au moins un côté axial de celle-ci, une saillie axiale qui déborde, et un palier axial qui positionne axialement le réacteur par rapport au boîtier du convertisseur, ce palier axial coopérant sur un côté au 1) moins avec la bague extérieure de la roue libre et avec son autre côté, avec le boîtier du convertisseur. On connaît un tel réacteur par exemple selon le document DE 44 23 640 A1 et notamment selon la figure 1 de ce document. Ce réacteur est monté sur la bague extérieure d'une roue libre qui en assure le montage radial; le réacteur en- toure radialement cette bague extérieure de roue libre sur toute son extension axiale. Axialement des deux côtés de la bague extérieure de roue libre, il y a des saillies axiales qui dépassent en formant des becs radialement en saillie vers l'intérieur; ces becs viennent en appui de part et d'autre axialement de la bague extérieure de roue libre et assurent ainsi ces mouvements axiaux relatifs par rapport au moyeu de roue libre. La bague extérieure de roue libre qui est guidée par des organes de serrage et par une bague intérieure de roue libre sur un arbre creux monté entre l'axe d'entraînement et le boîtier du convertisseur, assure en plus du centrage radial du réacteur également le centrage d'une rondelle de serrage ou rondelle de pression appuyée par un côté contre la bague extérieure de roue libre; cette ron- delle s'appuie par son côté opposé contre un palier axial ve- nant lui-même en appui contre la coupelle de la pompe du boîtier de convertisseur. Le palier axial positionne axiale- ment la bague extérieure de roue libre et ainsi le réacteur, sur un côté par rapport au boîtier de convertisseur tandis que le réacteur est maintenu sur son côté axial opposé par un second palier axial. Comme la bague extérieure de roue libre assure non seulement le centrage du réacteur mais également celui de la rondelle de serrage, ce centrage est particulièrement dé- licat notamment vis-à-vis de l'anneau de serrage, car ce cen- trage se fait dans un volume très étroit du convertisseur de couple sur un diamètre relativement petit. L'anneau de ser- rage lui-même est en général une pièce en fonte sous pression ayant une réalisation relativement soignée, car elle inter- vient pour le centrage axialement sur la roue libre et10 d'autre part elle doit présenter un épaulement axial pour le centrage du palier axial. En outre, la largeur du fait de la réalisation compliquée de l'anneau de serrage est extrêmement grande notamment dans la zone radiale intérieure, à l'endroit o précisément il y a peu de place. La présente invention a pour but de développer la partie de moyeu d'un réacteur pour permettre avec des moyens constructifs aussi réduits que possible et un encombrement axial limité, à la fois le centrage du réacteur par rapport à la roue libre et le centrage d'une rondelle de serrage ou d'un palier axial. A cet effet, l'invention concerne un réacteur de convertisseur de couple du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que la saillie axiale comporte des supports répartis à la périphérie selon des intervalles angulaires déterminés ces supports assurant leur centrage par leur côté rapidement in- térieur, en dépassant le côté intérieur du moyeu de réacteur, au moins le palier axial. La réalisation du moyeu du réacteur avec une saillie axiale qui dépasse axialement par rapport à la bague ) extérieure de la roue libre, et ayant des supports répartis à sa périphérie à des intervalles angulaires déterminés, permet de réaliser le moyeu du réacteur, chaque fois de part et d'autre d'un support au niveau de la saillie axiale avec une épaisseur de paroi réduite, ce qui est notamment avantageux pour la réalisation du réacteur et ainsi de ce moyeu de réac- teur en une matière thermoplastique, du fait de la facilité de fabrication; par ailleurs, au. niveau des supports, on a une résistance à la déformation, suffisante, de sorte que ce- lui-ci peut centrer au moins le palier axial avec ses côtés radialement intérieurs. Pour cela, les supports avec leurs côtés radialement intérieurs voisins chaque fois des zones périphériques du moyeu du réacteur, sont tournés radialement vers l'intérieur et s'appuient sur le palier axial en des points prédéterminés le long de son diamètre. Les supports peuvent être réalisés en une seule pièce avec la saillie axiale voisine du moyeu de réacteur et donnent ainsi au pa- lier axial une très grande rigidité radiale; on peut égale- ment les relier solidairement au moyeu du réacteur uniquement par leur extrémité axiale tournée vers le moyeu, en les lais- sant libres par ailleurs à une certaine distance du côté ra- dialement intérieur du moyeu du réacteur. On obtient ainsi une élasticité pour les supports dans la direction radiale qui permet de prévoir des résultats optimum notamment si l'on utilise une matière élastique en soi. Cette forme de réalisa- tion des supports permet de bloquer par serrage un palier axial et le cas échéant une rondelle de serrage coopérant avec ce palier, radialement par l'intermédiaire des supports 2) pour réaliser de manière simple une liaison par la force en- tre le moyeu du réacteur et la rondelle de serrage et le pa- lier axial sans nécessiter une liaison par la forme pour le blocage en rotation. De même, on peut envisager des liaisons en rotation entre la rondelle de serrage et le moyeu du réac- teur grâce à des saillies radiales prévues sur la rondelle de serrage dont chaque fois deux saillies attaquent chaque sup- port, des deux côtés, sans présenter de jeu dans la direction périphérique. Aux supports ci-dessus, on peut également attri- 3) buer une autre fonction qui résulte de la réalisation du réacteur dans la mesure o celui-ci est par exemple obtenu par injection en utilisant une matière thermoplastique. Pour cela, il faut un outil (moule) comprenant au moins deux moi- tiés ayant des chambres pour introduire la matière. Lorsque la matière injectée est rigide après refroidissement, on sé- pare axialement les deux moitiés du moule. Pour cela, on sou- lève axialement l'une des moitiés, puis on expulse le réacteur par des éjecteurs mobiles axialement prévus sur l'autre moitié du moule pour expulser le réacteur de cette dernière moitié de moule. Ces éjecteurs connus en soi peuvent être positionnés selon l'invention pour que les extrémités libres des supports servent de surfaces d'appui pour chaque fois un éjecteur. Selon une autre caractéristique, la rondelle de serrage déjà évoquée qui est prévue de préférence axialement entre la bague extérieure de la roue libre et le palier axial, et qui sert à induire des forces de pression dans le lu palier axial relativement sensible, est constituée par une rondelle de tôle d'acier matricé qui dans un mode de réalisa- tion idéal, ne présente pas de déformation plastique et est mise en appui avec son côté axial contre la bague extérieure de la roue libre et avec son autre côté axial contre le pa- lier axial. La périphérie extérieure d'une rondelle de ser- rage ainsi réalisée peut être montée sur le côté radialement intérieur des supports pour y venir en appui pour que cette rondelle de serrage de même que le palier axial voisin soient centrés chaque fois par les supports vis-à-vis des autres parties du convertisseur. Selon un autre mode de réalisation, la zone ra- diale extérieure d'une telle rondelle de pression peut égale- ment être cintrée dans la direction axiale pour assurer le centrage d'une part avec sa périphérie extérieure contre les supports du moyeu du réacteur et d'autre part assurer le cen- trage du palier axial avec son diamètre intérieur. Cela per- met ainsi avec une mise en oeuvre de moyens constructifs globalement réduits, une réalisation extrêmement peu encom- brante dans la zone radiale de la roue libre. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention: - les supports sont constitués par des entretoises venant ra- dialement en saillie vers l'intérieur par rapport à la par- tie restante de la saillie axiale, - les supports sont reliés solidairement à une extrémité axiale au moyeu du réacteur et chacun des points de liaison est choisi pour que les supports se trouvent à un inter- valle prédéterminé par rapport au côté radial intérieur du moyeu de réacteur, - les supports sont déformables élastiquement dans la direc- tion radiale, - les extrémités libres des supports servent de surfaces d'attaque pour chacun des éjecteurs, - la rondelle de serrage est constituée par une rondelle en tôle d'acier estampé, -la rondelle de serrage est centrée sur les supports, - la rondelle de serrage comporte des saillies radiales qui agissent dans la direction périphérique, chaque fois de part et d'autre d'un support, -le centrage du palier axial sur le support du moyeu de réacteur se fait par un épaulement axial qui s'appuie ra- dialement contre les supports de la rondelle de serrage, le palier axial venant en appui contre le côté intérieur ra- dial de cet épaulement axial, - l'épaulement axial est formé par cintrage de la zone ra- diale extérieure de la rondelle de serrage essentiellement dans la direction axiale. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation de l'invention représentés schématiquement dans les dessins an- nexés, dans lesquels: - la figure 1 montre la moitié supérieure d'une partie d'un convertisseur hydrodynamique de couple, vu en coupe, avec une représentation du centre de gravité du réac- teur et d'une rondelle de serrage centrée au niveau du moyeu du réacteur ainsi qu'un palier axial, - la figure 2 est une vue axiale du réacteur et d'une rondelle de serrage, coupée selon la ligne de coupe II- II de la figure 1, avec une section polygonale pour les sup- ports par rapport au côté intérieur radial du moyeu, en dé- passant axialement, - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 2, - la figure 4 correspond à la figure 2 mais avec des supports à section semi circulaire, - la figure 5 correspond à la figure 2 mais avec des supports à section cylindrique, écartés du côté radiale- ment intérieur du moyeu du réacteur, - la figure 6 est une rondelle de serrage vue dans la direction axiale, - la figure 7 est une vue en coupe de la rondelle de serrage coupée selon la ligne VII-VII de la figure 6, la figure 8 correspond à la figure 1 mais avec une rondelle de serrage ayant un prolongement axial dans la zone périphérique, - la figure 9 correspond à la figure 1 mais avec un palier axial sous forme de palier lisse et sans comporter de rondelles de serrage, - la figure 10 montre un détail d'un outil équipé d'éjecteurs pour le réacteur. La figure 1 montre la partie d'un convertisseur hydrodynamique de couple dans laquelle se trouve le réacteur. L'ensemble du convertisseur de couple n'a pas été représenté et ne sera pas décrit, car de tels convertisseurs de couple sont connus selon l'état de la technique comme par exemple selon le document DE 44 23 640 Al évoqué dans le préambule. La figure fait apparaître une petite partie d'un corps de convertisseur 1 à savoir par la coupelle de pompe 3 qui fait partie de la roue de pompe ou plus simplement de la pompe 5. La pompe coopère avec une roue de turbine ou plus simplement une turbine 7 recevant du liquide hydraulique de la pompe 5 par l'intermédiaire du réacteur 9. La turbine 7 est fixée à un moyeu de turbine 13 par des rivets 11; le moyeu 13 est solidaire en rotation de l'axe de sortie par 3() l'intermédiaire d'une denture 15 sur son diamètre intérieur (partie non représentée). Le réacteur 9 déjà évoqué comporte un aubage 17 porté par le moyeu de réacteur 21; les extrémités libres de l'aubage 17 sont fixées les unes aux autres par une couronne de liaison 19. Le moyeu 21 du réacteur est lui-même fixé sur la bague extérieure 31 d'une roue libre 29; la bague exté- rieure 31 de cette roue libre est. reliée par des organes de serrage 33 à une bague intérieure de roue libre 35. Celle-ci comporte au niveau de son diamètre intérieur, une denture 37 par laquelle elle attaque de manière solidaire en rotation un axe creux non représenté, passant radialement entre l'axe de sortie évoqué ci-dessus et un manchon 51 du côté de la sortie et portant solidairement la coupelle de pompe 3. Le moyeu 21 du réacteur comporte sur son côté tourné vers le moyeu de turbine 13, un palier lisse axial 23 muni de rainures 25 pour le passage de liquide hydraulique du circuit du convertisseur; le liquide hydraulique arrive dans 1) l'intervalle, radialement entre l'axe creux déjà évoqué et l'axe de sortie. Le moyeu 21 du rotor comporte sur son côté tourné vers la coupelle 3 de pompe, une partie en saillie axiale 39; comme le font apparaître les figures 2 et 3, cette par- tie en saillie 39 passe avec une section radiale relativement faible et comporte dans la direction périphérique, à des in- tervalles angulaires (E) prédéterminés, des supports 41; ces supports sont formés en ce que, partant du côté intérieur radial 46 du moyeu 21, il y a des entretoises 55 à la section 2 ment vers l'intérieur. Comme cela apparaît notamment à la fi- gure 3, les côtés intérieurs 43, radiaux des supports 41 servent à la fois à recevoir une rondelle de pression 47 qu'un palier axial 45 sous la forme d'un palier à roulement 49; ce palier est centré uniquement sur le côté intérieur radial 43 du support 41 alors que la rondelle de pression 47 assure en plus de la fonction de centrage par le support 41 également une fonction de blocage en rotation, les saillies radiales 61 (voir à cet effet également les figures 6 et 7) 3 arrivent des deux côtés de chaque support 41, radialement vers l'extérieur jusqu'au niveau du côté intérieur radial 46 du moyeu de réacteur 21. La rondelle de pression ou de ser- rage 47 est une simple pièce plastiquement indéformable; elle est de préférence une pièce en tôle d'acier estampé. Ce- la réduit le coût d'une telle rondelle de serrage et rend mi- nimum l'encombrement axial. La figure 4 montre un. autre mode de réalisation du support 41; celui-ci vient en saillie par rapport au côté radialement intérieur 46, avec une section semi-circulaire, radialement vers l'intérieur. L'endroit de la section semi- circulaire, avec la plus grande proximité radiale de l'axe géométrique 72, constitue le côté radialement intérieur 43 du support 41 pour le centrage de la rondelle de serrage 47 et le palier axial 45. Contrairement au mode de réalisation de la figure 2, cela réduit la surface nécessaire au palier du disque de pression 47 et du palier axial 45 sur les supports 41 sans toutefois entraîner une détérioration du fonc- tionnement. Alors que les supports 41 des figures 2 et 4 as- surent essentiellement dans la direction radiale, une récep- tion rigide de la rondelle de serrage 47 et du palier axial , des supports 41 selon la figure 5, qui ont de préférence une section cylindrique et dont les extrémités tournées vers le moyeu 21 du réacteur font corps avec le moyeu 21, sont écartées de l'intervalle 71 par rapport au côté radialement intérieur 46 du moyeu de réacteur 21; cet intervalle 71 au- torise notamment si ce support 41 est réalisé élastiquement, un échappement élastique en direction du côté radialement in- térieur 46 du moyeu 21 du réacteur; le moyeu fonctionne comme butée pour le support 41. Lorsqu'on introduit axiale- ment la rondelle de serrage 47 et le palier axial 45, les supports 41 par ce moyen peuvent s'échapper radialement vers l'extérieur, mais du fait de la précontrainte ainsi créée, ils retiennent à la fois la rondelle de serrage 47 ainsi que le palier axial 45 par une liaison par la force. Du fait de cette liaison par la force, on supprime une réalisation du palier axial 45 avec des parties en saillie radiales 61 et néanmoins il subsiste une liaison solidaire en rotation entre le moyeu 21 du réacteur et la rondelle de serrage 47. Selon les figures 2, 4, 5, les extrémités libres 53 des supports 41 s'utilisent comme des surfaces d'appui 60 pour chaque éjecteur 59 représenté à la figure 10 d'un outil 57. En même temps, le moyeu 21 du réacteur est monté sur l'outil 57 avec l'aubage 17 et la bague de liaison 19 ainsi que la bague extérieure de roue libre 31 réalisée par injec- tion. Cet outil 57 représente une moitié d'outil, l'autre moitié ayant déjà été enlevée. Grâce à une extraction plus facile du réacteur 9 de l'outil 57, on peut déplacer alors l'éjecteur 59 dans la direction axiale selon la figure 10 vers la gauche jusqu'à ce que cet éjecteur exerce une force axiale sur la surface d'appui 60 des supports 41 éjectant ainsi le réacteur 9 de sa chambre dans l'outil 57. Les figures 6 et 7 montrent une rondelle de ser- rage 47 comme détail utilisée dans la réalisation du moyeu de réacteur 21 avec les supports 41 de la figure 2. Apparaissent clairement les parties en saillie radiales 61 de part et d'autre chaque fois d'une zone périphérique 62. Toutefois dans le cas d'un moyeu de réacteur 21 selon la figure 5, on peut supprimer les saillies radiales 61 sans les remplacer. Dans la réalisation de la figure 4, les zones périphériques 62 permettent de s'adapter à la forme des supports 41 en les réalisant chaque fois sous forme de demi-cercle. La vue de la figure 8 se distingue de celle de la figure 1 en ce que la rondelle de serrage 47 présente dans sa zone périphérique, une partie repliée dans la direction axiale formant un épaulement axial 63. Cet épaulement s'appuie par sa périphérie extérieure contre le côté radiale- ment intérieur 43 des supports 41 et avec son côté intérieur radial 61, il forme un moyen de centrage pour le palier axial 45. Comme l'épaulement axial 63 de la rondelle de serrage 47 se réalise en même temps que l'on estampe la rondelle de ser- rage dans une pièce en tôle, ce mode de réalisation n'entraîne pas de travail supplémentaire. Contrairement aux figures déjà traitées ci-dessus dans lesquelles le palier axial 45 est toujours constitué par un palier à roulement 49, dans le mode de réalisation de la figure 9, on prévoit un palier lisse axial 67 comportant des rainures 69 pour améliorer ses caractéristiques de glisse- ment; ces rainures sont traversées par le liquide hydrauli- que lubrifiant. Contrairement à des paliers de roulement 49 très en filigrane, ce palier lisse 67 ne nécessite pas de rondelle de serrage du côté du réacteur et le palier lisse axial 67 est néanmoins centré sur le côté intérieur radial 43 des supports 41. Nomenclature: 1. Boîtier du convertisseur 2. Coupelle de la pompe 5. Pompe 7. Turbine 9. Réacteur 11. Rivetage 13. Moyeu de turbine 15. Denture 17. Aubage 19. Couronne de liaison 21. Moyeu de réacteur 23. Palier lisse axial 25. Rainures 27. Couronne axiale 29. Roue libre 31. Bague extérieure de la roue libre 33. Organe de serrage de la bague extérieure de roue libre 35. Bague intérieure de roue libre 37. Denture 39. Partie en saillie axiale 41. Support 43. Côté radialement intérieur du support 45. Palier axial 46. Côté intérieur radial du moyeu de réacteur 47. Rondelle de serrage 49. Palier à roulement 51. Manchon 53. Extrémité libre des supports 55. Entretoise 57. Outil 59. Ejecteur 60. Surface d'attaque 61. Saillie radiale 62. Zone périphérique 63. Epaulement axial 65. Côté intérieur radial de l'épaulement axial il 67. Palier diaxial 69. Rainures 71. Intervalle 72. Axe géométrique R E V E N D I C A T I ONS 1 ) Réacteur de convertisseur hydrodynamique de couple com- prenant un moyeu de réacteur qui, pour son montage radial en- toure radialement une bague extérieure de roue libre sur au moins une partie le long de son extension axiale, et présente par rapport à la bague extérieure de roue libre, sur au moins un côté axial de celle-ci, une saillie axiale qui déborde, et un palier axial qui positionne axialement le réacteur par rapport au boîtier du convertisseur, ce palier axial coopé- libre et avec son autre côté, avec le boîtier du convertis- seur, caractérisé en ce que la saillie axiale (39) comporte des supports (41) répartis à la périphérie selon des intervalles angulaires déterminés (a) ces supports assurant leur centrage par leur côté rapi- dement intérieur (43), en dépassant le côté intérieur (46) du moyeu de réacteur (21), au moins le palier axial (45). 2) 20) Réacteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les supports (41) sont constitués par des entretoises (55) venant radialement en saillie vers l'intérieur par rapport à la partie restante de la saillie axiale (39) 3 ) Réacteur selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les supports (41) sont reliés solidairement à une extrémité 3( axiale au moyeu (21) du réacteur et chacun des points de liaison est choisi pour que les supports (41) se trouvent à un intervalle prédéterminé (71) par rapport au côté radial intérieur (46) du moyeu de réacteur (21). 40 ) Réacteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les supports (41) sont déformables élastiquement dans la di- rection radiale. ) Réacteur selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 ou 4, qui à la fabrication se trouve dans un outil et qui, pour s'extraire de cet outil est sollicité par une force axiale exercée par des éjecteurs à mouvement axial de l'outil, caractérisé en ce que les extrémités libres (53) des supports (41) servent de sur- faces d'attaque (60) pour chacun des éjecteurs (59). 1) 6 ) Réacteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comportant un palier axial auquel est associée une rondelle de serrage qui en appui d'un côté contre le palier axial et de l'autre côté contre au moins la bague extérieure de roue libre, caractérisé en ce que la rondelle de serrage (47) est constituée par une rondelle en tôle d'acier estampé. 7 ) Réacteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la rondelle de serrage (47) est centrée sur les supports (41). ) Réacteur selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que la rondelle de serrage (47) comporte des saillies radiales (61) qui agissent dans la direction périphérique, chaque fois de part et d'autre d'un support (41). 3o 9 ) Réacteur selon l'une quelconque des revendications 1 et 6, caractérisé en ce que le centrage du palier axial (45) sur le support (41) du moyeu de réacteur (21) se fait par un épaulement axial (63) qui s'appuie radialement contre les supports (41) de la rondelle de serrage (47), le palier axial (45) venant en appui contre le côté intérieur radial (65) de cet épaulement axial (63) ) Réacteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'épaulement axial (63) est formé par cintrage de la zone ra- diale extérieure de la rondelle de serrage (47) essentielle- ment dans la direction axiale.