Brevet FR2793294A1 — publié le 20001110

"Appareil d'accouplement hydrocinétique à turbine déformée" L'invention se rapporte à un appareil d'accouplement hydrocinétique du genre comportant un carter tournant formant intérieurement une roue à aubes propre à entraîner hydrocinétiquement une roue de turbine à aubes logée dans ce carter. Un appareil d'accouplement hydrocinétique connu comporte un carter comprenant, de révolution autour d'un axe, d'une part, une enveloppe munie d'une paroi transversale propre à tre liée en rotation à un arbre menant et, d'autre part, une roue à aubes ou impulser, propre à entraîner hydrocinétiquement une roue de turbine à aubes, solidaire d'un moyeu propre à tre lié en rotation à un arbre mené. On a toujours cherché à réduire l'encombrement axial de tels appareils d'accouplement hydrocinétique, dans le but d'obtenir, d'une part, une facilité d'implantation dans une transmission et, d'autre part, des gains de poids, dus non seulement à la taille de I'appareil mais également au volume du fluide qu'il contient, lesquels peuvent s'ajouter à ceux déjà obtenus par l'emploi de matériaux tels que thermoplastiques et/ou thermodurcissables, alliages de matériaux synthétiques, composites, assemblés par soudage ultra-sons, bouterollage, collage ou tout autre moyen, ces gains de poids étant accompagnés d'une réduction du coût. Bien entendu cette réduction de l'encombrement axial ne doit pas tre accompagnée de baisses de performances qui pourraient tre occasionnées par l'apparition de pertes énergétiques dans ltécoulement du fluide dues à des décollements, des recirculations, ou à l'apparition du phénomène de cavitation. De tels appareils d'accouplement hydrocinétique peuvent tre appliqués notamment aux véhicules automobiles, qu'ils soient de tourisme, de loisirs ou industriels, et comme on le sait dans de telles applications une réduction de l'encombrement axial est très recherchée. On a déjà proposé, notamment dans le document US-A-5 241 820, un appareil d'accouplement hydrocinétique à encombrement axial réduit dans lequel le profil du circuit interne à disposition du fluide hydraulique est en forme d'oeuf ; ledit circuit interne est symétrique, en coupe axiale, par rapport à un plan transversal perpendiculaire à l'axe. La Demanderesse a constaté qu'il était possible de donner à ce profil une forme dissymétrique sans que les performances de I'appareil soient affectées. Ainsi, selon l'invention, un appareil d'accouplement hydrocinétique comportant un carter comprenant, de révolution autour d'un axe, d'une part, une enveloppe munie d'une paroi transversale propre à tre liée en rotation à un arbre menant et, d'autre part, une roue à aubes ou impulser, propre à entraîner hydrocinétiquement une roue de turbine à aubes, solidaire d'un moyeu propre à tre lié en rotation à un arbre mené, I'impulseur et la roue de turbine étant constitués de coquilles ayant des aubes solidaires de la face interne des coquilles, dans lequel un noyau central est prévu pour le guidage du fluide, est caractérisé par le fait que la coquille de la turbine est déformée par un affaissement en creux et le noyau porte un bossage dont la forme épouse celle de l'affaissement en s'étendant le long de celui-ci en respectant la section de passage constante quel que soit le diamètre. Grâce à cette disposition, un espace circonférentiel interne est ménagé au voisinage de la périphérie externe pouvant tre mis à profit pour, par exemple, I'implantation d'un embrayage de verrouillage sans affecter l'encombrement axial de I'appareil. Avantageusement, le profil interne du circuit est, en coupe axiale, réalisé en sorte que la paroi externe de la coquille de l'impulseur est globalement perpendiculaire à I'axe. Avantageusement, I'impulseur et la turbine sont associés à un réacteur pour constitution d'un convertisseur de couple. Avantageusement, à l'intérieur de 1'enveloppe est placé un embrayage de verrouillage intervenant entre la turbine et 1'enveloppe, ledit embrayage comprenant un amortisseur de torsion, un piston monté mobile axialement et au moins une garniture de frottement propre à tre serrée entre ledit piston et la face interne de la paroi transversale ; I'amortisseur de torsion comprend des ressorts à action circonférentielle intercalés entre deux pièces, rondelle de guidage et voile, I'une de ces pièces étant solidaire en rotation de la garniture de frottement et l'autre de la turbine. La présence de l'embrayage de verrouillage, usuellement dénommé "LOCK-UP", rend I'appareil d'accouplement particulièrement adapté à une application aux véhicules automobiles. La roue de turbine à l'intérieur du carter est entraînée par la roue dite impulseur, grâce au couplage créé par le fluide en circulation dans le carter et, après démarrage du véhicule, I'embrayage de verrouillage intervient pour éviter les phénomènes de glissement entre les deux roues, en solidarisant en rotation l'arbre mené avec I'arbre menant. Selon un mode de réalisation préféré, I'appareil d'accouplement hydrocinétique comporte un sous-ensemble, avantageusement préassemblé, comprenant essentiellement la roue de turbine, le voile, la rondelle de guidage et les ressorts à action circonférentielle. La rondelle de guidage est couplée au voile avec jeu circonférentiel correspondant à la plage d'action des ressorts. Avec un tel agencement, un disque de friction portant la garniture de frottement est intercalé entre la paroi interne du carter et le piston mobile axialement dans celui-ci, actionné par la pression d'huile au moment du verrouillage. Le disque de friction est couplé en rotation à la rondelle de guidage. En variante, le disque de friction est couplé en rotation au voile. Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va en décrire maintenant, à titre d'exemple, purement illustratif et non limitatif, un mode de réalisation représenté sur le dessin annexé. Sur ce dessin, la figure unique est une demi-coupe d'un appareil d'accouplement hydrocinétique conforme à l'invention. L'appareil d'accouplement hydrocinétique représenté sur la figure comporte, agencés dans un mme boîtier étanche formant carter d'huile 11, un convertisseur de couple 12 et un embrayage de verrouillage 13. Le carter 11 forme un élément menant et est propre à tre fié en rotation au vilebrequin d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile. Ce carter, annulaire, comprend une enveloppe composée d'une première coquille 15 comportant une paroi transversale annulaire 16 et d'une deuxième coquille 18 faisant face à la première et conformée de façon à définir une roue d'impulseur 20, à aubes 21. Les aubes de cette roue sont solidaires de la face interne 19 de la deuxième coquille 18. Les coquilles 15,18 sont raccordées, ici par soudage ; en variante, elles peuvent toutes deux tre soudées à une mme pièce annulaire non représentée constituant une couronne de démarreur destinée à tre entraînée par le démarreur du véhicule. Pour ce faire, la pièce annulaire comporte une denture à sa périphérie externe. Le convertisseur de couple 12 comprend aussi une roue de turbine 28 munie d'aubes 29 faisant face aux aubes 21 de l'impulseur et une roue de réacteur 30. La roue de turbine 28 est liée en rotation à un arbre mené 32 en étant solidarisée par des rivets 33 à un flasque annulaire 34 portant un moyeu 35 accouplé par denture à l'arbre mené 32. La coquille 18 présente un manchon 38 monté tournant dans un nez de boîtier non visible sur la figure. Un moyeu 40 de centrage est soudé centralement à la première coquille 15 ; il présente une surface cylindrique formant palier de coulissement 41 pour un piston d'actionnement 44 de !'embrayage de verrouillage 13. Ce dernier comporte un disque de friction 46 propre à tre serré entre la face interne de la paroi transversale annulaire 16 et une surface plane dudit piston 44 lorsque ce dernier est sollicité, sous l'effet de la pression d'huile, vers ladite paroi transversale annulaire 16. Le disque de friction 46 est couplé en rotation à une pièce annulaire en tôle emboutie ciaprès appelée rondelle de guidage 50. Le disque 46 comporte un support métallique revtu sur chacune de ses faces de garnitures de friction propres à tre serrées de manière précitée entre la paroi 16 et le piston 44. Par ailleurs, une autre pièce annulaire de l'amortisseur de torsion, ci-après appelée voile 52, est-fixée à la roue de turbine 28. Ladite rondelle de guidage 50 et ledit voile 52 sont conformés pour constituer des butées circonférentielles contre lesquelles prennent appui les extrémités correspondantes de ressorts hélicoïdaux 54. La rondelle de guidage 50 est couplée au voile 52 avec jeu circonférentiel permettant aux ressorts 54 de jouer le rôle d'amortisseur de torsion et d'absorber les pointes de couple. La roue de turbine 28 comporte une coquille annulaire 55 sur la face interne 56 de laquelle sont fixées ses aubes 29 ; de mme, les aubes 19 de l'impulseur 20 sont fixées sur la face interne 19 de la coquille 18. Le circuit interne à disposition du fluide hydraulique est défini entre les faces internes 19 et 56, des coquilles 18 et 55, et, bien entendu, par le fond 31 du réacteur 30 ; comme connu en soi, centralement le fluide est guidé par un noyau 60, ici en trois parties 61,62,63 portées respectivement par le bord libre des aubes 21,29 et 36, de l'impulseur 20, de la turbine 28, et du réacteur 30. Bien entendu, comme cela est connu en la matière, on s'arrange pour que la section du passage du fluide, définie entre les coquilles et le noyau 60, soit substantiellement constante quel que soit le rayon où elle est mesurée. Bien entendu, les structures peuvent tre inversées ; ainsi, selon une variante non représentée, c'est le voile 52 qui est solidaire du disque de friction 46 tandis que la rondelle de guidage 50 est solidaire de la coquille 55 de la turbine 28. Selon une autre variante non représentée, la rondelle de guidage 50 est constituée à la périphérie externe d'une plaque solidarisée à sa périphérie interne par les rivets 33 au flasque 34 du moyeu 25 ; c'est à cette plaque qu'est solidarisée la turbine 28. Selon la figure, la paroi externe de la coquille 18 supportant la turbine 20 est perpendiculaire à I'axe ; ici, on a par ailleurs, conformément à l'invention, déformé la coquille 55 de la turbine 28 au droit de 1'embrayage 13 en y créant un affaissement en creux 57 pour augmenter l'espace disponible pour l'embrayage 13 ; parallèlement, la partie 62 du noyau 60 portée par la turbine 28 porte un bossage 67 orienté vers l'intérieur du noyau 60, la forme du bossage 67 épousant celle de l'affaissement 57 en s'étendant le long de celui-ci en respectant la section de passage constante quel que soit le diamètre. Avantageusement, on réalise un sous-ensemble préassemb ! é comprenant essentiellement la roue de turbine 28, la rondelle de guidage 50, le voile 52, et les ressorts à action circonférentielle 54. Pour ce faire, ladite rondelle de guidage 50 est couplée au voile avec un jeu circonférentiel permettant faction des ressorts 54 et elle comporte à cet effet des pattes dirigées radialement vers l'intérieur, engagées dans des gorges circonférentielles obtenues par pliage dudit voile. Le fonctionnement est analogue à celui d'un appareil d'accouplement hydrocinétique classique. Pour mémoire, on rappellera que la roue de turbine 28 est entraînée par la roue de l'impulseur grâce au fluide contenu dans le boîtier et que, après démarrage du véhicule, l'embrayage de verrouillage 13 permet, pour éviter les phénomènes de glissement entre les roues 20 et 28, une solidarisation de l'arbre mené avec !'arbre menant, par serrage du disque de friction 46, sous l'effet du déplacement axial du piston 44. Le verrouillage qui en résulte permet un entrainement direct de I'arbre mené 32, typiquement I'arbre d'entrée d'une boîte de vitesses, par le carter 11 lié en rotation au vilebrequin du moteur du véhicule. REVENDICATIONS 1. Appareil d'accouplement hydrocinétique comportant un carter (11) comprenant, de révolution autour d'un axe, d'une part, une enveloppe (1518) munie d'une paroi transversale (16) propre à tre liée en rotation à un arbre menant et, d'autre part, une roue à aubes ou impulser (20), propre à entraîner hydrocinétiquement une roue de turbine (28) à aubes, solidaire d'un moyeu (35) propre à tre lié en rotation à un arbre mené (32), I'impulseur (20) et la roue de turbine (28) étant constitués de coquilles (18-55) ayant des aubes (21-29) solidaires de la face interne (19-56) des coquilles (18-55), dans lequel un noyau central est prévu pour le guidage du fluide, caractérisé par le fait que la coquille (55) de la turbine (28) est déformée par un affaissement en creux (57) et le noyau (60) porte un bossage (67) dont la forme épouse celle de l'affaissement (57) en s'étendant le long de celui-ci en respectant la section de passage constante quel que soit le diamètre. 2. Appareil d'accouplement hydrocinétique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le profil interne du circuit est, en coupe axiale, réalisé en sorte que la paroi externe de la coquille (18) de l'impulseur (20) est globalement perpendiculaire à I'axe. 3. Appareil d'accouplement hydrocinétique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'impulseur (20) et la turbine (28) sont associés à un réacteur (30) pour constitution d'un convertisseur de couple (12). 4. Appareil d'accouplement hydrocinétique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'à l'intérieur de 1'enveloppe (15-18) est placé un embrayage de verrouillage (13) intervenant entre la turbine (28) et 1'enveloppe (15-18), ledit embrayage comprenant un amortisseur de torsion, un piston (44) monté mobile axialement et au moins une garniture de frottement propre à tre serrée entre ledit piston (44) et la face interne de la paroi transversale (16). 5. Appareil d'accouplement hydrocinétique selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'amortisseur de torsion comprend des ressorts (54) à action circonférentielle intercalés entre deux pièces, rondelle de guidage (50) et voile (52), I'une de ces pièces étant solidaire en rotation de la garniture de frottement et I'autre de la turbine (28).