Brevet FR2830917A1 — publié le 20030418

o déclenchement du système par suite de détaillance. DYPE 1. frd Réacteur pour convertisseur de couple et son procédé de fabrication L' invention se rapporte au domaine des convertisseurs de couple et elle concerne plus particulièrement un réacteur destiné à un tel convertisseur de couple, ainsi qu'un procédé pour sa fabrication. On connaît déjà des convertisseurs de couple qui comprennent un réacteur, encore appelé "roue directrice", réalisé sous la forme d'un corps moulé propre à être monté autour d'un arbre de réacteur par l'intermédiaire d'une roue libre. Ce réacteur est disposé coaxialement entre un impulseur, encore appelé roue de pompe, et une turbine, encore appelée roue de turbine, suivant un même axe. Ces convertisseurs de couple sont utilisés essentiellement dans les transmissions automatiques des véhicules automobiles. L'impulseur est alors entraîné par le moteur, tandis que la turbine est liée à la transmission du véhicule. L'impulseur et la turbine sont réalisés sous la forme de coupelles dirigées l'une vers l'autre et munies d'aubes internes, et entre lesquelles vient circuler une huile sous pression, qui peut être par exemple une huile minérale ou une huile de type DEXRON (marque déposée). La roue directrice comporte aussi des aubes qui ont pour fonction de redresser le fluide provenant de la turbine et envoyé vers l'impulseur. Grâce à son mécanisme de roue libre, le réacteur peut soit être fixe, soit être entraîné en rotation, mais dans un seul sens. Il existe actuellement deux grandes techniques pour fabriquer des réacteurs de convertisseur de couple. On connaît tout d'abord des réacteurs en aluminium fabriqués par une technique de moulage par injection qui présente 283091 7 l'inconvénient de nécessiter des reprises d'usinage. D'autre part, ces réacteurs sont réalisés dans des moules en acier qui se corrodent rapidement et qui doivent donc être remplacés fréquemment. On connaît aussi des réacteurs en matière thermodurcissable réalisés par une technique dinjection-compression qui nécessite une cuisson de chaque pièce dans le moule, ce qui augmente le temps de cycle. En outre, ces matières thermodurcissables ne permettent pas de surmouler des inserts rigides de grande taille, car elles ont tendance à se fissurer lorsqu'elles prennent leur retrait autour de ce type d' inserts. L' invention vient apporter une autre solution au problème de la réalisation des réacteurs pour convertisseur de couple. El le propose à cet effet un réacteur pour convertis seur de couple dans lequel le corps du réacteur est en matière thermo- plastique et est surmoulé autour d'une bague extérieure que 2 o comporte la roue libre. Les matières thermoplastiques, contrairement aux matières thermodurcissables, ont l'avantage de présenter un fort allongement à la rupture, ce qui leur permet, malgré le retrait, d'autoriser le surmoulage d' inserts de grande taille sans fissurer. De plus, le fait de surmouler la bague extérieure de la roue libre permet de conserver son diamètre extérieur brut, ce qui diminue son coût. Par ailleurs, les technologies antérieures o la bague est montée dans le réacteur plutôt que surmoulée, obligent à avoir un alésage précis dans le réacteur pour insérer la bague ainsi qu'un diamètre extérieur précis de la bague et enfin, dans la plupart des cas, une butée côté turbine (ou côté impulseur) démontable afin d'engager la bague dans le réacteur. Toutes ces spécificités expliquent le coût supérieur de réalisation de l'ensemble suivant l'art antérieur. Par ailleurs, un réacteur pour convertisseur de couple comporte des aubes ayant chacune un bord d'attaque tourné du côté de la turbine et un bord de fuite tourné du côté de l'impulseur. L' invention prévoit que le bord de fuite de chacune des aubes est tronqué lors du moulage. Cette conception autorise un rapprochement des aubes et elle permet aussi de diminuer le risque de fragilisation des bords des fuites. D'autres caractéristiques complémentaires ou alternatives du réacteur de l' invention sont les suivantes: - le corps comprend une butée axiale du côté impulseur et une butée axiale du côté turbine qui sont venues de moulage avec le corps, et la butée axiale du côté turbine est décalée radialement par rapport à l'axe pour permettre un montage direct de la roue libre; - la butée axiale du côté impulseur et la butée axiale du côté de la turbine comprennent chacune des canaux radiaux de lubrification et/ou refroidissement s'étendant suivant une direct ion généralement radia le; - le corps comprend un palier de guidage en rotation autour de l'arbre de réacteur, ce palier étant muni de canaux axiaux de lubrification et/ou refroidissement s'étendant suivant une direction généralement axiale et correspondant angulairement avec les canaux radiaux de lutrification et/ou refroidissement de la butée axiale du côté impulseur; - le corps est muni d'une butée à collerette, composée d'une douille cylindrique prolongée par une collerette, formant butée par sa collerette et palier par sa douille, cette butée à collerette étant avantageusement en matériau autolubri- fiant, pour assurer le glissement sur le moyeu dimpulseur et l'arbre de réacteur; - le corps comporte des clips de retenue formés par des bossages venus de moulage et faisant sail lie radialement en direction de l'axe pour venir en butée contre des éléments souples d'une cage extérieure de la roue libre qui est reque dans la bague extérieure; - la bague extérieure est métallique, avantageusement en acier, et comporte des reliefs de forme choisie, en particulier des moletages ou ondulations, réalisés sur la couronne extérieure de la bague extérieure et sur lesquels est surmoulée la matière thermoplastique du corps. Sous un autre aspect, l' invention concerne un convertisseur de couple, comprenant un réacteur disposé coaxialement entre un impulseur et une turbine, le réacteur étant tel que défini précédemment. L' invention concerne aussi, sous un autre aspect, un procédé de fabrication d'un réacteur tel que défini précédemment, lequel comprend les opérations suivantes: a) prévoir un moule en deux parties; b) placer la bague extérieure de roue libre dans le moule et fermer le moule; c) injecter une matière thermoplastique dans le moule pour surmouler la bague extérieure; et d) séparer les deux parties de moule par éloignement axial, après refroidissement de la matière thermoplastique, et récupérer le réacteur dont le corps est surmoulé sur la bague extérieure. Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels: - la Figure 1 est une demi-vue en coupe, par un plan passant par l'axe, d'un convertisseur de couple compre nant un réacteur selon l' invention; - la Figure 2 est une demi-vue en coupe du réacteur de la Figure 1; - la Figure 3 est une vue en perspective du réacteur équipé de sa roue libre, par sa face tournée du côté de la turbine; - la Figure 4 est une vue en perspective du réacteur sans sa roue libre, par sa face tournée du côté de l'impulseur; - la Figure 5 représente le détail V de la Figure 4, à échelle agrandie; - la Figure 6 est une vue en perspective, par sa face tournée du côté de limpulseur, d'un réacteur équipé de sa roue libre et muni d'une bague à collerette dans une variante de réalisation de l' invention ; - la Figure 7 est une vue en perspective du réacteur de la Figure 6, par sa face tournée du côté de la turbine; - la Figure 8 est une vue en perspective éclatée du réacteur des Figures 6 et 7; et - la Figure 9 est une vue partielle en coupe d'un moule propre à servir à la fabrication d'un réacteur selon l' invention. Le convertisseur de couple 10 représenté à la Figure 1 est de structure générale connue. Il comprend un impulseur 12 (encore appelé roue de pompe) formé d'un carter 14, en forme de coupelle annulaire, lié à une douille 16 d'axe X-X, encore appelée moyeu d'impulseur. A sa périphérie, le carter 14 est lié au carter 18 du convertisseur de couple équipé d'une douille de centrage 20 sur le volant moteur. Le volant moteur, non représenté, entraine le convertisseur de couple par le carter 18 au moyen de vis d'entrainement, également non représentées. A l'intérieur du carter d'impulseur 14, sont disposées un certain nombre daubes 22. A l'intérieur du volume ainsi délimité par l'impulseur 12 et le carter 18, est montée une turbine 24 (encore appelée roue de turbine) réalisée sous la forme d'une coupelle annulaire tournant sa concavité vers celle de l'impulseur. La turbine est liée à une douille 26 d'axe X-X, appelée moyeu de turbine. Le moyeu de turbine est par exemple cannelé et constitue la sortie de puissance du convertisseur de couple. A l'intérieur de la turbine 24, sont formées des aubes 28, s'étendant dans une direction sensiblement radiale, et faisant face aux aubes 22 de l'impulseur 12. Entre l'impulseur 12 et la turbine 24 est monté, dans une disposition coaxiale, un réacteur 30 (encore appelé roue directrice). Ce réacteur 30 comprend un corps 32 réalisé en matière moulée et monté, par l'intermédiaire d'une roue libre 34, autour d'un arbre fixe 36 réalisé sous la forme d'un cylindre creux et disposé entre les moyeux d'impulseur 16 et de turbine 26. Le corps moulé 32 comprend une couronne intérieure 38 et une couronne extérieure 40 entre lesquelles s'étendent des aubes 42 qui présentent chacune un bord d'attaque 44 tourné du côté de la turbine 28 et un bord de fuite 46 tourné du côté de l'impulseur 12. Conformément à l' invention, le corps 32 du réacteur est réalisé par moulage dune matière thermoplastique, en étant surmoulé autour d'une bague extérieure 50 que comporte la roue libre 34. On choisit pour cela une matière thermoplastique ayant un allongement à la rupture aussi élevé que possible et un retrait le plus faible possible, de manière à limiter les contraintes dans cette matière lors de son refroidissement. A titre d'exemples non limitatifs, on peut utiliser avantageuse- ment des polyamides aromatiques comme des polyphtalamides (PPA), des polyarylamides (PAA) ou encore des polyamides (PA). A ce titre, on préfère, en particulier, des polyamides 4,6 (PA 4,6). Bien entendu, on peut utiliser encore d'autres types de matières, notamment des polymères à cristaux liquides (LCP). Ces matières sont combinées habituellement à une charge, comme des fibres de verre pour leur conférer une résistance mécanique, et des matières minérales pour leur conférer une stabilité dimensionnelle malgré les contraintes thermiques. Comme on peut le voir plus particulièrement sur la Figure 2, la bague extérieure 50 a une section sensiblement rectangulaire et elle comporte notamment une face cylindrique intérieure 52 tournée du côté de l'axe et une face cylindrique extérieure 54, encore appelée couronne extérieure, du côté opposé. Cette couronne extérieure comprend avantageusement des reliefs de forme choisie (non visibles sur la Figure 2) tels que, par exemple, des moletages ou ondulations favorisant l'accrochage de la matière thermoplastique. La bague 50 est réalisée en une matière métallique, avantageusement en acier. Cette bague 50 est. en outre, limitée par deux faces annulaires opposées 56 et 58. Comme on le voit sur la Figure 2, la matière thermoplastique du corps 32 vient recouvrir, outre la couronne extérieure 54, les deux faces annulaires 56 et 58. Le corps 32 du réacteur est réalisé monobloc par moulage de la matière thermoplastique et il comporte une butée axiale 60, tournée du côté de l'impulseur, et une autre butée axiale 62, tournée du côté de la turbine. Ces deux butées axiales sont des surfaces généralement annulaires et sont destinées à immobiliser axialement le réacteur entre l'impulseur et la turbine, un film d'huile venant à chaque fois se loger pour assurer la lubrifica- tion et/ou le refroidissement. Ces deux butées axiales sont venues de moulage avec le corps du réacteur. La butée axiale 62, située du côté de la turbine, est décalée radialement par rapport à laxe X-X pour permettre un montage direct de la roue libre, c'est-à-dire des autres composants de la roue libre en dehors de la bague extérieure 50, comme on le verra plus loin. La butée axiale 60 du côté impulseur est munie de canaux radiaux 64 (Figures 2 et 4) qui ont une fonction de lubrification et/ou refroidissement de la butée axiale 60 qui est réalisée en matière thermoplastique. Les canaux 64 ont, en fait, une forme arquée (Figure 4) pour former une réserve d'huile. De façon correspondante, la butée axiale 62 du côté turbine est munie de canaux radiaux 66 (Figure 3) qui ont la même fonction de lubrification et/ou refroidissement de la butée axiale 62. Là encore, ces canaux s'étendent suivant une direction généralement radiale et ont une forme arquée pour fournir une réserve d'huile. Le corps 32 comprend un palier de guidage 66 (Figure 2) qui est également venu de moulage et éventuellement usiné pour venir s' adapter étroitement, mais sans frottement, autour de l'arbre de réacteur 36 (Figure 1). Ce palier est muni de canaux axiaux 68, sétendant parallèlement à l'axe X-X, et correspondant angulairement avec les canaux radiaux 64 de la butée axiale 60 du côté impulseur. Avec le corps 32, sont venus de moulage des clips de retenue 70 (Figure 2) , par exemple au nombre de trois, disposés à 120 les uns des autres. Ces clips 70 sont formés par des bossages et font saillie radialement en direction de l'axe pour former des becs de retenue. Ces clips 70 ont pour fonction de venir en butée contre des éléments souples 72 d'une cage extérieure 74 de la roue libre, qui est reque dans la bague extérieure 50. La roue libre comporte en outre (Figure 2) une cage intérieure 76 disposée autour de l'arbre 36. Entre les cages 74 et 76 sont interposés un certain nombre de cames 78 et une lame ressort 80. Ainsi, le corps 32 est dabord surmoulé autour de la bague extérieure 50, laquelle repoit ensuite les autres composants de la roue libre, permettant ainsi un montage a posteriori. Le réacteur 30 représenté aux Figures 6 à 8 s'apparente à celui des Figures 3 à 5, si ce n'est quil est muni d'une butée additionnelle 82 composée d'une douille cylindrique 84 prolongée par une collerette 86. Cette butée est montée sur le réacteur 30 et vient s' interposer entre l'arbre de réacteur 36 et le moyeu d'impulseur 16, la collerette 86 étant tournée du côté de l'impulseur, comme on le voit plus particulièrement sur la Figure 6. La butée 82 est avantageusement réalisée dans un matériau autolubrifiant, par exemple à base de poudres de bronse, bisulfure de molybdène (MoS2) et polytétrafluoroéthylène (PTFE), combinées ou non. Elle permet de résoudre d'éventuels problèmes de tenue mécanique du palier et/ou de la butée d'impulseur. Dans la variante de réalisation des Figures 6 à 8, la butée à collerette 82 vient remplacer la butée axiale 60 (côté impulseur) et le palier de guidage 66 de la forme de réalisation précédente (Figure 4). I1 en résulte que la collerette 86 vient s'appliquer contre une face annulaire lisse 88 du réacteur 30, comme on le voit sur la Figure 8. En revanche, la butée axiale 62 (côté turbine), comme visible sur la Figure 7, est semblable à celle de la forme de réalisation précédente (Figure 3). Le réacteur 30 de l' invention peut être ainsi facilement fabriqué au moyen dun moule 90 composé de deux parties 92 et 94 susceptibles dêtre rapprochées ou éloignées l'une de l'autre dans la direction axiale, comme représenté schématiquement sur la Figure 9. Pour cela, on place la bague extérieure dans le moule, puis on ferme le moule pour permettre l' injection de la matière thermoplastique. Cette dernière surmoule la bague extérieure. Après refroidissement, les deux parties de moule sont séparées, par éloignement dans la direction axiale, ce qui permet de récupérer le réacteur, dont le corps se trouve intimement lié, par surmoulage, à la bague extérieure. Il suffit ensuite de monter le reste de la roue libre. Le cas échéant, un usinage du palier 66 pourra être réalisé pour lui donner un diamètre précis. Selon une caractéristique importante de l' invention, lors du moulage, les bords de fuite 46 des aubes du réacteur 42 sont tronqués, comme on le voit sur la Figure 4 et sur le détail de la Figure 5. Ce tronquage des bords de fuite,qui apparaît aussi sur la vue en coupe de la Figure 9, constitue une caractéris- tique du moule, dont le plan de fermeture entre les aubes est simple et non dédoublé comme dans l'art antérieur (voir par exemple FR 2 767 889). Cette conception (unicité du plan de fermeture du moule) permet d'autoriser un rapprochement des aubes, donc d' augmenter le nombre d'aubes et d'accroître ainsi le rendement du réacteur par un meilleur guidage du fluide. Par ailleurs, comme ce bord de fuite est plus épais, il ne comporte plus de partie terminale très fine sujette à des casses éventuelles. L' invention est susceptible de nombreuses variantes de réalisa- tion. Ainsi, dans une variante de réalisation (non représentée), la roue libre (74, 76, 78, 80) peut être montée de l'autre côté du réacteur. Cela signifie que la roue libre est alors montée par la droite, et non par la gauche, si l'on considère le dessin des Figures 1 et 2. Cela implique que la butée axiale 62 côté turbine s'étende jusqu'à l'arbre de réacteur 36 pour former le palier 66. De même, la butée axiale 60 côté impulseur doit être remontée jusqu'au niveau de la bague 50 pour permettre le passage de la roue libre. L,invention trouve une application préférentielle aux convertis- seurs de couple pour véhicules automobiles. Revendications 1. Réacteur pour convertisseur de couple, comprenant un corps moulé propre à être monté autour d'un arbre de réacteur par l'intermédiaire d'une roue libre, en étant disposé coaxialement entre un impulseur et une turbine suivant un même axe, caracté- risé en ce que le corps (32) du réacteur (30) est en matière thermoplastique et est surmoulé autour d'une bague extérieure (50) que comporte la roue libre (34). 2. Réacteur selon la revendication 1, dans lequel le corps (32) comporte des aubes (42) ayant chacune un bord d'attaque (44) tourné du côté de la turbine (24) et un bord de fuite (46) tourné du côté de l'impulseur (12), caractérisé en ce que le bord de fuite (46) est tronqué lors du moulage. 3. Réacteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le corps (32) comprend une butée axiale (60) du côté de l'impulseur (12) et une butée axiale (62) du côté de la turbine (24), ces butées axiales étant venues de moulage avec le corps (32), et en ce que la butée axiale (62) du côté de la turbine est décalée radialement par rapport à l'axe (X-X) pour permettre un montage direct de la roue libre. 4. Réacteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la butée axiale (60) du côté de l'impulseur (12) et la butée axiale (62) du côté de la turbine (24) comprennent chacune des canaux radiaux de lubrification et/ou refroidissement (64; 66) s'étendant suivant une direction généralement radiale. 5. Réacteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le corps (32) comprend un palier (66) de guidage en rotation autour de l'arbre de réacteur (36), ce palier étant muni de canaux axiaux de lubrification et/ou refroidissement (68) s'étendant suivant une direction généralement axiale et correspondant angulairement avec les canaux radiaux de lubrification et/ou refroidissement (64) de la butée axiale (60) du côté de l'impulseur. 6. Réacteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le corps (32) est muni d'une butée à collerette (82), composée d'une douille cylindrique (84) prolongée par une collerette (86), formant butée par sa collerette et palier par sa douille (84), cette butée à collerette (82) étant avantageu- sement en matériau autolubrifiant, pour assurer le glissement sur le moyeu d'impulseur (16) et l'arbre de réacteur (36). 7. Réacteur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le corps (32) comporte des clips de retenue (70) formés par des bossages venus de moulage et faisant saillie radialement en direction de l'axe (X-X) pour venir en butée contre des éléments souples (72) dune cage extérieure (74) de la roue libre, qui est recue dans la bague extérieure (50). 8. Réacteur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la bague extérieure (50) est métallique, avantageuse- ment en acier, et comporte des reliefs de forme choisie, en particulier des moletages ou ondulations, réalisés sur la couronne extérieure (54) de la bague extérieure (50) et sur lesquels est surmoulée la matière plastique du corps (32). 9. Convertisseur de couple, comprenant un réacteur (30) disposé coaxialement entre un impulseur (12) et une turbine (24), caractérisé en ce que le réacteur (30) est tel que défini dans l'une des revendications 1 à 8. 10. Procédé de fabrication dun réacteur selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes: a) prévoir un moule (90) en deux parties (92, 94); r b) placer la bague extérieure (50) de roue libre dans le moule (90) et fermer le moule; c) injecter une matière thermoplastique dans le moule (90) pour surmouler la bague extérieure (50); et d) séparer les deux parties de moule (92, 94) par éloignement axial, après refroidissement de la matière thermoplastique, et récupérer le réacteur (30) dont le corps (32) est