Brevet FR2867540A1 — publié le 20050916

L'invention concerne un convertisseur de couple, notamment destiné à un véhicule automobile, comprenant un amortisseur de vibrations torsionnelles. Des convertisseurs de couple dans lesquels sont intégrés des amortisseurs de vibrations torsionnelles (appelés amortisseurs en abrégé), sont connus sous de nombreuses et diverses formes, d'après l'état de la technique. Dans la liaison de transmission de force d'un moteur à combustion interne vers un arbre d'entrée de boite de transmission ou boite de vitesses, les couples sont transmis par au moins une pièce d'entrée, par l'intermédiaire de ressorts, à la pièce de sortie. Comme l'on doit garantir que les ressorts conservent à tout moment leur position dans l'espace, ladite au moins une pièce d'entrée et là pièce de sortie sont étroitement voisines, ce qui fait que le frottement entre ces pièces est loin d'être négligeable. En vue d'obtenir un bon comportement d'amortissement dans les amortisseurs de convertisseur de couple, l'hystérésis doit être la plus faible possible et avant toute chose être régulière. L'hystérésis consiste ici en l'écart de la courbe caractéristique du couple en fonction de l'angle de rotation, pour lequel la courbe caractéristique, en raison de forces de frottement, ne passe pas par l'origine des coordonnées. En d'autres termes, sous l'effet des forces de frottement, la courbe caractéristique couple - angle de rotation est, pour l'un des sens de rotation, décalée parallèlement (en admettant une force de frottement constante) par rapport à la "courbe caractéristique d'origine des coordonnées", par exemple vers le haut, tandis que pour un sens de rotation inverse, la courbe caractéristique est décalée vers le bas. 1l en résulte un palier ou saut du couple lors d'une inversion de sens de rotation. Un autre inconvénient réside dans le fait qu'il n'existe pas de linéarité dans la région du point zéro. Un autre inconvénient de l'hystérésis (même lorsqu'elle n'apparaît que dans une très faible mesure), réside dans le fait qu'elle n'est que difficilement maîtrisable en fonction de l'angle de rotation et quant à son comportement sur la durée. Bien qu'il existe un grand nombre de principes d'amortissement et que ceux-ci présentent également un comportement d'amortissement relativement bon, l'invention vise malgré tout à améliorer ce comportement d'amortissement. Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce au fait qu'entre au moins deux pièces de l'amortisseur, rotatives l'une par rapport à l'autre, est disposée une pièce qui réduit le frottement. Ainsi, on réduit donc le frottement en des endroits significatifs de l'amortisseur, à l'aide d'une pièce conçue à cet effet. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'amortisseur est réalisé en tant qu'amortisseur de turbine. Selon un autre mode de réalisation, l'amortisseur est réalisé en tant qu'amortisseur de torsion. D'après une configuration de l'invention, ladite pièce destinée à réduire le frottement est réalisée en tant que palier lisse. Dans ce cas, le palier lisse peut être doté d'au moins une surface d'un polytétrafluoroéthylène du type "Téflon" ou d'un matériau similaire. Selon une autre configuration de l'invention, ladite pièce destinée à réduire le frottement est réalisée en tant que palier à roulement. Dans ce cas, le palier à roulement peut être réalisé en tant que roulement à aiguilles axial, ou en tant que roulement rainuré à billes. D'après un mode de réalisation de l'invention, entre des pièces synchrones en rotation, est disposé un élément entretoise de façon telle, qu'une pièce non synchrone en rotation, disposée entre les pièces synchrones en rotation, ne présente pratiquement pas de contact avec l'une des pièces synchrones en rotation. Les pièces synchrones en rotation sont formées par une pièce d'entrée de l'amortisseur et un moyeu de turbine. Grâce à la mesure prise par l'invention, le comportement d'amortissement peut être amélioré d'une manière inattendue et jamais atteinte auparavant. Grâce à la solution conforme à l'invention, on améliore nettement le comportement d'amortissement, plus spécialement dans un convertisseur de couple à amortisseur dit amortisseur de torsion de turbine ou à amortisseur uniquement de torsion. Dans le cas d'un amortisseur de torsion de turbine, le flux de transmission de la force, et ainsi également l'amortissement, se fait également par l'amortisseur, pour un embrayage de pontage de convertisseur ouvert. Un amortisseur "uniquement" de torsion désigne dans le domaine technique ici considéré, un amortisseur qui n'est actif que dans le cas d'un embrayage de pontage de convertisseur fermé. Dans la suite, l'invention va être explicitée plus en détail au regard des figures des dessins annexés, qui 25 montrent: Fig. 1 une coupe d'un convertisseur de couple comprenant deux roulements à aiguilles du type axial dans la zone de l'amortisseur; Fig. 2 une coupe d'un convertisseur de couple, la pièce d'entrée de l'amortisseur, située à gauche, s'appuyant axialement sur une pièce synchrone en rotation; Fig. 3 une vue de détail en perspective d'une partie radialement intérieure de la pièce d'entrée de la figure 2, située à gauche; Fig 4 une vue de dessus des figures 2 et 3; Fig 5 une coupe d'un convertisseur de couple dans lequel, à l'extrémité intérieure de la pièce d'entrée de l'amortisseur, située à gauche, est rivetée une pièce séparée; Fig. 6 une coupe d'un convertisseur de couple dans lequel le moyeu de turbine est monté au moyen d'un roulement rainuré à billes. Sur la figure 1, les ressorts de l'amortisseur sont entourés par une pièce d'entrée 1 située à droite, une pièce d'entrée 2 située à gauche, et par une pièce de sortie 3. La pièce de sortie 3 est réalisée, dans sa zone radialement intérieure, sous forme de flasque, et est reliée de manière fixe en rotation, à un moyeu d'amortisseur 13. Ce moyeu d'amortisseur 13 transmet le couple amorti à l'arbre d'entrée de boite de vitesses non représenté. Un support de disques intérieur 4 de l'embrayage de pontage de convertisseur, est relié de manière fixe en rotation, à la pièce d'entrée 2 située à gauche. La turbine du convertisseur de couple est reliée de manière fixe en rotation à un moyeu de turbine 5. Le moyeu de turbine 5 est monté sur un diamètre extérieur du moyeu d'amortisseur 13. La pièce d'entrée 1 située à droite est reliée de manière fixe en rotation au moyeu de turbine 5, au moyen d'une denture de coulissement axial. Entre le moyeu de turbine 5 et la roue directrice non désignée, est disposé un palier 8 qui est ici réalisé sous la forme d'un roulement à aiguilles axial. En raison du mouvement de rotation relatif entre la roue directrice et également le carter de convertisseur de couple, on a également disposé entre ceux-ci, un palier 14, de préférence un roulement à aiguilles. En cours de fonctionnement du convertisseur de couple, il se produit une poussée axiale sur la turbine, ce qui peut avoir pour conséquence, d'autres réactions sur la pièce de sortie 3 et la pièce d'entrée 2 située à gauche. Cette poussée est d'autant plus grande que la puissance du convertisseur de couple est importante. Les inventeurs ont constaté que justement cette zone ou région de l'amortisseur et ces réactions, étaient à l'origine d'une hystérésis relativement mauvaise (parce qu'importante). Dans le présent exemple de réalisation, on a de ce fait disposé un palier 6,7 respectivement entre la pièce d'entrée 2 située à gauche et la pièce de sortie 3, et également entre la pièce de sortie 3 et le moyeu de turbine 5. Ces paliers sont réalisés sous la forme de roulements à aiguilles dans le présent exemple de réalisation. Les paliers 6 et 7 permettent de réduire le frottement entre les pièces en rotation relative les unes par rapport aux autres, avec pour conséquence l'absence quasitotale d'hystérésis de la courbe caractéristique couple - angle de rotation. Dans le cas de la figure 2, on a amélioré, c'est-à- dire réduit l'hystérésis de l'amortisseur, grâce à une autre mesure. Selon une configuration avantageuse de l'invention, une patte 10, qui représente une extrémité coudée de la pièce d'entrée 2 située à gauche, s'engage à travers un évidement 9 dans la pièce de sortie 3 (flasque), et s'appuie sur le moyeu de turbine 5. La patte peut ici également faire office de limiteur d'angle de rotation. Comme le moyeu de turbine 5 et la pièce d'entrée 2 située à gauche, sont synchrones en rotation (la pièce d'entrée 1 située à droite est reliée de manière fixe en rotation au moyeu de turbine 5 au moyen d'une denture, et la pièce 1 est reliée pour sa part à la pièce 2), il ne se produit pas de forces de frottement entre les pièces 5, 10. Cette configuration de l'amortisseur est avantageuse parce qu'elle ne nécessite pas de paliers supplémentaires 6, 7. Grâce à l'espacement de la pièce d'entrée 2 située à gauche et la pièce de sortie 3, et à l'espacement de la pièce d'entrée 1 située à droite et la pièce de sortie 3, on réduit nettement le frottement et on améliore ainsi également l'hystérésis de l'amortisseur. Le fait que les pièces d'entrée 1 et 2 doivent être synchrones en rotation, est également indiqué par leur couplage au moyen d'une liaison de rivetage 15. Ce rivetage peut avantageusement être réalisé par l'intermédiaire d'une patte étagée. Dans une variante non représentée, la pièce d'entrée 1 située à droite, peut faire davantage saillie radialement vers l'intérieur, la patte 10 s'appuyant alors sur la pièce 1 (la denture entre la pièce d'entrée 1 située à droite et le moyeu de turbine 5 est alors radialement à l'intérieur du "rayon de patte"). Comme la pièce d'entrée 2 située à gauche et la pièce d'entrée 1 située à droite sont espacées de manière définie l'une par rapport à l'autre, et que cet espacement ne peut pas non plus se réduire sous l'effet d'une poussée axiale, on conserve à tout moment suffisamment de place pour la pièce de sortie 3, et il ne peut pratiquement pas se produire de frottement entre la pièce de sortie et les pièces d'entrée. En vue de pouvoir mieux visualiser la configuration de la patte 10, on a choisi pour la figure 3, un détail agrandi de la figure 2. La patte I0 est formée dans la tôle de la pièce d'entrée 2 située à gauche, grâce à un découpage à la matrice approprié et à un pliage simultané ou ultérieur. La vue de dessus complémentaire, montrée par la figure 4, explicite d'elle-même la configuration et la disposition de la patte 10. La figure 5 montre une variante de la figure 2. La figure 5 indique qu'il est également possible de réaliser une réduction du frottement conforme à l'invention, au moyen d'une broche entretoise 11. Cette broche entretoise 11 est liée par rivetage, à la pièce d'entrée 2 située à gauche. La broche entretoise 11 s'appuie à nouveau, comme dans le cas de la figure 2, sur le moyeu de turbine 5, ce qui permet de réduire nettement des forces de frottement entre les pièces d'entrée 1, 2 et la pièce de sortie 3. Dans ce contexte, on évoquera également une rondelle-ressort 12 qui, dans le présent exemple de réalisation, est disposée entre la pièce de sortie 3 et la pièce d'entrée 2 située à gauche. Grâce au serrage précis et défini de cette rondelle-ressort 12, il est possible, d'une part de réaliser un frottement finement dosé, et d'autre part d'empêcher ainsi un reflux d'huile, l'écoulement d'huile pouvant ainsi s'écouler de manière amplifiée par-dessus les surfaces de friction de l'embrayage à disques. En définitive, sur la figure 6, un palier 14 a été placé entre le moyeu d'amortisseur 13 et le moyeu de turbine 5. Ce palier 14 est réalisé sous forme de roulement rainuré à billes, en permettant ainsi, d'une part d'absorber des forces radiales, et d'autre part d'absorber en même temps également des forces axiales, par exemple au moyen d'un bord intérieur situé à droite (une embase) sur le diamètre intérieur du moyeu de turbine 5. Conformément à l'invention, il est toutefois également possible de mettre en oeuvre des paliers lisses en guise de mesures de réduction du frottement. Ceux-ci présentent l'avantage d'être souvent moins chers que les paliers à roulement. En guise de matériaux de glissement, il est possible d'envisager des bronzes, des matériaux frittés et également des matières plastiques, comme par exemple un polytétrafluoroéthylène du type "Téflon". Des combinaisons de paliers à roulement et de paliers lisses et d'éléments entretoises, tels que des pattes 10 ou des broches entretoises, rentrent également dans le cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1. Convertisseur de couple, notamment destiné à un véhicule automobile, comprenant un amortisseur d'oscillations de rotation, caractérisé en ce qu'entre au moins deux pièces (1, 2, 3, 5) de l'amortisseur, rotatives l'une par rapport à l'autre, est disposée une pièce (6, 7, 10, 11, 14) qui réduit. le frottement. 2. Convertisseur de couple selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'amortisseur est réalisé en tant qu'amortisseur de turbine. 3. Convertisseur de couple selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'amortisseur est réalisé en tant qu'amortisseur de torsion. 4. Convertisseur de couple selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite pièce (6, 7, 10, 11, 14) est réalisée en tant que palier lisse. 5. Convertisseur de couple selon la revendication 4, 20 caractérisé en ce que le palier lisse est doté d'au moins une surface d'un polytétrafluoroéthylène du type "Téflon" ou d'un matériau similaire. 6. Convertisseur de couple selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite pièce (6, 7, 14) est réalisée en tant que palier à roulement. 7. Convertisseur de couple selon la revendication 6, caractérisé en ce que le palier à roulement (6, 7, 14) est réalisé en tant que roulement à aiguilles axial. 8. Convertisseur de couple selon la revendication 6, caractérisé en ce que le palier à roulement (6, 7, 14) est réalisé en tant que roulement rainuré à billes. 9. Convertisseur de couple selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'entre des pièces synchrones en rotation, est disposé un élément entretoise (10, 11) de façon telle, qu'une pièce (3) non synchrone en rotation, disposée entre les pièces synchrones en rotation, au voisinage d'une entretoise (10, 11) ne présente pratiquement pas de contact avec l'une des pièces synchrones en rotation. 10. Convertisseur de couple selon la revendication 9, caractérisé en ce que les pièces synchrones en rotation sont formées par une pièce d'entrée (1, 2) de l'amortisseur et un moyeu de turbine (5).