Brevet FR2922620A1 — publié le 20090424

L'invention se rapporte à un dispositif d'accouplement hydrocinétique qui comporte un convertisseur de couple et un embrayage de verrouillage. L'invention se rapporte plus particulièrement à un dispositif d'accouplement hydrocinétique, notamment pour véhicule automobile, qui comporte un axe de rotation, et qui comporte : - un arbre monté rotatif autour de l'axe de rotation , io - un convertisseur de couple comportant une roue de turbine montée à rotation autour de l'axe de rotation ; - un dispositif d'amortissement circonférentiel comportant un voile à flasque radial qui est lié en rotation sans jeu avec la roue de turbine par un élément de liaison, d'une part, et qui est lié en rotation avec l'arbre rotatif 15 avec amortissement circonférentiel, d'autre part ; - un embrayage de verrouillage qui comporte au moins un disque annulaire de friction coulissant axialement qui est solidaire en rotation du flasque du voile. On connaît déjà des dispositifs de ce type, par exemple par le 20 document EP-A-1.469.231. Ce document décrit un dispositif d'accouplement hydrocinétique dans lequel un voile du dispositif d'amortissement porte des disques de friction sur une face radialement extérieure. Le voile est lié en rotation à la roue de turbine par une pluralité de bras qui sont répartis autour de l'axe de rotation. 25 Dans cette réalisation, les bras de liaison sont réalisés venu de matière avec le moyeu de guidage de la roue de turbine. Chaque bras comporte une extrémité libre qui est munie de dents qui sont insérées dans des orifices correspondants du voile pour permettre leur liaison en rotation. Cependant, un tel dispositif nécessite de réaliser de nombreuses 30 pièces de formes complexes qui sont onéreuses à réaliser. Pour résoudre notamment ces problèmes, l'invention propose un dispositif du type décrit précédemment, caractérisé en ce que le disque de 2 friction est porté par l'élément de liaison qui relie directement la roue de turbine au flasque du voile. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - l'élément de liaison est formé par une jupe annulaire du voile qui s'étend axialement depuis le bord d'extrémité radial extérieur du flasque jusqu'à un tronçon d'extrémité libre qui est fixé à une face de fixation de la roue de turbine, le disque de friction étant porté par une face axiale extérieure de ladite jupe annulaire du voile ; - le disque de friction comporte des dents radiales de guidage qui io s'étendent radialement vers l'intérieur depuis son bord périphérique intérieur, et qui sont reçues en coulissement axial dans des cannelures axiales associées réalisées dans la face axiale extérieure de la jupe ; - le flasque et la jupe sont réalisés venus de matière en une seule pièce ; 15 - la jupe est une pièce distincte qui est rapportée sur le flasque du voile ; - la jupe est liée au flasque en rotation par engrènement mutuel d'un bord d'extrémité axial denté de la jupe et d'un bord périphérique extérieur denté du flasque ; 20 - le tronçon d'extrémité libre de la jupe est fixé à la face de fixation de la roue de turbine de manière étanche à un fluide contenu dans le dispositif ; - le tronçon d'extrémité libre de la jupe est fixé à la face de fixation de la roue de turbine par soudage ; - le voile est lié en rotation à l'arbre par l'intermédiaire d'au moins un 25 organe élastique à action circonférentielle, l'organe élastique étant porté par des rondelles de guidage qui sont agencées axialement de part et d'autre du flasque du voile et qui sont liées en rotation sans jeu à l'arbre rotatif par l'intermédiaire d'un premier moyeu central d'amortisseur ; - la roue de turbine comporte un deuxième moyeu de turbine qui est 30 monté à rotation sur une portée du premier moyeu d'amortisseur. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés parmi lesquels : 3 - la figure 1 est une demi-vue en coupe axiale d'un dispositif d'accouplement hydrocinétique réalisé selon les enseignements de l'invention ; - la figure 2 est une vue similaire à celle de la figure 1 qui représente un deuxième mode de réalisation de l'invention. Dans la description qui va suivre, des éléments ayant des fonctions identiques, similaires ou analogues seront désignés par des mêmes numéros de référence. Afin de faciliter la compréhension de la description et des io revendications, on utilisera, à titre non limitatif, une orientation axiale dirigée d'arrière en avant qui est indiquée par la flèche "A" des figures et une orientation radiale dirigée de l'intérieur vers l'extérieur depuis l'axe de rotation "B" du dispositif d'accouplement hydrocinétique. Comme cela est connu de l'état de la technique, un dispositif 15 d'accouplement hydrocinétique 10 tel qu'illustré à la figure 1 comporte principalement un convertisseur de couple 12 et un embrayage de verrouillage 14 qui sont agencés dans un même carter étanche. De manière non limitative, le convertisseur de couple 12 est plus particulièrement agencé axialement en avant de l'embrayage de verrouillage 20 14. Le carter est plus particulièrement réalisé en deux parties en forme de coquille respectivement avant 16 et arrière 18. Les coquilles 16, 18 sont étanches à un fluide compris à l'intérieur du carter qui baigne le convertisseur de couple 12 et l'embrayage de 25 verrouillage 14. Les coquilles 16, 18 sont par exemple assemblées par soudage. Le carter est par exemple rempli d'huile. Le dispositif 10 comprend une première voie d'alimentation (non représentée) en fluide du circuit hydraulique du convertisseur de couple 12 et une seconde voie de sortie (non représentée) du fluide. 30 La première coquille avant 16 est fixée à la deuxième coquille arrière 18 d'entraînement. Les coquilles avant 16 et arrière 18 sont ainsi liées en rotation à un premier arbre rotatif menant (non représenté) qui est coaxial à l'axe "B" par l'intermédiaire de goujons 28 d'entrée qui sont portés par la 4 coquille arrière 18. Les goujons 28 et la coquille arrière 18 forment ainsi des éléments d'entrée du couple moteur. Le convertisseur de couple 12 comporte une roue d'impulseur avant 20, une roue de turbine arrière 22 et une roue de réaction centrale 24. La roue d'impulseur 20 comporte des aubes 26 qui sont portées par la première coquille avant 16 La roue de turbine 22 comporte aussi des aubes 30 qui font face aux aubes 26 de la roue d'impulseur 20. Les aubes 30 sont portées par une paroi arrière 31 de la roue de turbine qui s'étend radialement vers l'extérieur en io formant un demi tore qui enveloppe des aubes 30. La paroi arrière 31 de la roue de turbine 22 est liée en rotation à un moyeu de turbine 32 qui est monté en rotation libre autour de l'axe "B" afin de supporter la roue de turbine 22 et de la guider en rotation à l'intérieur du carter. 15 La roue de turbine 22 est liée en rotation à un deuxième arbre rotatif mené (non représenté), coaxial à l'axe "B" du dispositif 10 par l'intermédiaire d'un dispositif d'amortissement 40 par l'intermédiaire d'une pièce de liaison 62 qui sera décrite plus en détail par la suite. Dans le cas d'une application à un véhicule automobile, l'arbre menant 20 est constitué par le vilebrequin d'un moteur à combustion interne (non représenté) du véhicule, tandis que l'arbre mené est constitué par l'arbre d'entrée d'une transmission (non représentée) du véhicule, relié à des moyens de changement de rapport de vitesse. Le dispositif d'amortissement 40 est agencé axialement en arrière de 25 la paroi arrière 31 de la roue de turbine. Il comporte un voile central 42 qui comporte un flasque 44 radial en forme de disque annulaire coaxial à l'axe "B". Le flasque 44 est interposé axialement entre deux rondelles radiales de guidage 46. Les rondelles de guidage 46 sont fixées par leur bord périphérique 30 intérieur 48 à un moyeu d'amortisseur 50, par exemple par l'intermédiaire de rivets 52. Le moyeu d'amortisseur 50 est lui-même lié en rotation sans jeu à l'arbre mené. Le moyeu d'amortisseur 50 forme ainsi un élément de sortie du couple moteur. Le flasque 44 du voile 42 est lié en rotation aux rondelles de guidage 46 avec un jeu circonférentiel par l'intermédiaire d'organes élastiques 54 à action circonférentielle, tels que des ressorts hélicoïdaux. A cet effet, le flasque 44 et les rondelles de guidage 46 comportent 5 des fenêtres de logement des organes élastiques 54. Les rondelles de guidage 46 portent ainsi les organes élastiques 54. Le voile 42 forme ainsi un élément d'entrée du couple de l'arbre menant et les rondelles de guidage 46 forment des éléments de sortie dudit couple après amortissement des à-coups par les organes élastiques 54. io Dans l'exemple représenté à la figure 1, le moyeu de la roue de turbine 32 est monté à rotation sur une portée 55 qui s'étend axialement vers l'arrière du moyeu d'amortisseur 50. Le montage du dispositif 10 s'en trouve ainsi simplifié. Dans une première phase de fonctionnement, dite phase 15 convertisseur, le couple de l'arbre menant est transmis à la roue d'impulseur 20 qui entraîne en rotation la roue de turbine 22 par circulation d'huile entre les aubes 26 et 30 dans un sens anti-horaire en se référant à la figure 1. La roue de turbine 22 est solidaire en rotation avec débattement angulaire de l'arbre mené par l'intermédiaire du voile 42. Le couple est alors 20 transmis par le voile 42 aux rondelles de guidage 46 formant l'élément de sortie de l'amortisseur 40, par l'intermédiaire des organes élastiques 54 à action circonférentielle 46. Durant cette phase convertisseur, l'amortisseur 40 intervient dans l'amortissement des vibrations ou oscillations de torsion produits notamment 25 par des acyclismes du moteur, lesquelles ne sont pas ou peu transmises puisque la transmission du couple moteur est réalisée seulement par l'intermédiaire de l'énergie cinétique de l'huile dans le convertisseur 12. L'embrayage de verrouillage 14 de couplage des arbres menant et mené est activé après le démarrage du véhicule et après le couplage 30 hydraulique des arbres menant et mené par le convertisseur de couple 12, pour éviter la perte de rendement induite notamment par des phénomènes de glissement entre les roues de turbine 22 et d'impulseur 20. 6 L'embrayage de verrouillage 14 comporte au moins un disque radial de friction 56A, 56B qui est monté coaxial à l'axe de rotation "B". Dans l'exemple représenté à la figure 1, l'embrayage de verrouillage 14 comporte deux disques de frictions arrière 56A et avant 56B qui sont identiques. Un seul disque de friction 56A sera donc décrit par la suite. Le disque de friction 56A présente une forme annulaire. Chacune de ses faces radiales avant et arrière est recouverte d'une garniture de friction annulaire. Le disque de friction 56A est solidaire en rotation de l'arbre mené par io l'intermédiaire du dispositif d'amortissement 40 et il est monté coulissant axialement par rapport au premier arbre mené. A cet effet, le disque de friction 56A comporte des dents radiales 58 qui s'étendent radialement vers l'intérieur depuis son bord périphérique intérieur. Les dents 58 sont reçues coulissantes axialement dans des 15 cannelures axiales 60 d'une pièce de liaison 62 qui est solidaire en rotation du flasque 44 du voile 42, et qui sera décrite plus en détail par la suite. L'embrayage de verrouillage 14 comporte aussi au moins deux contre-disques 64A, 64B, 64C coaxiaux à l'axe de rotation "B" qui sont empilés axialement. Dans l'exemple représenté à la figure 1, l'embrayage de 20 verrouillage 14 comporte un premier contre-disque d'extrémité arrière 64A, un deuxième contre-disque central 64B et un troisième contre-disque d'extrémité avant 64C. Les contre-disques 64A, 64B, 64C sont agencés de manière que chaque disque de friction 56A, 56B soit interposé axialement entre deux 25 contre-disques 64A, 64B, 64C consécutifs. Les contre-disques 64A, 64B, 64C sont identiques entre eux. Un seul contre-disque 64A sera donc décrit par la suite Le contre-disque 64A présente une forme annulaire de mêmes dimensions que le disque de friction 56A. Ainsi, les dents de guidage 58 du 30 disque de friction 56A s'étendent radialement vers l'intérieur au-delà du bord périphérique intérieur du contre-disque 64A. Le contre-disque 64A est solidaire en rotation de l'arbre menant et il est monté coulissant axialement par rapport à l'arbre menant. 7 A cet effet, le contre-disque 64A comporte des dents radiales de guidage 66 qui s'étendent radialement vers l'extérieur depuis son bord périphérique extérieur. Les dents de guidage 66 s'étendent ainsi radialement au-delà du bord périphérique extérieur du disque de friction 56A. Les dents de guidage 66 sont identiques en formes et en dimensions et elles sont réparties régulièrement autour du contre-disque 64A avec un pas angulaire déterminé. Les dents de guidage 66 sont reçues coulissantes axialement dans des rainures axiales de guidage associées qui sont réalisées dans la face io axiale annulaire intérieure d'une couronne de support 68 qui est solidaire en rotation de la coquille arrière 18 du carter. La couronne 68 est fixée à la face arrière de la coquille arrière 18 par l'intermédiaire d'un rebord arrière 70 qui s'étend radialement vers l'intérieur depuis un bord d'extrémité arrière de la couronne 68. 15 La couronne 68 est par exemple réalisée par emboutissage d'une tôle métallique. Les disques de friction 56A, 56B sont susceptibles d'être serrés entre les contre-disques 64A, 64B, 64C sous l'action d'un piston arrière 72 mobile axialement dans le carter entre une position arrière débrayée et une position 20 avant embrayée. Une chambre arrière 74 étanche est délimitée axialement vers l'arrière par la coquille 18 du carter et vers l'avant par le piston 72. Le piston 72 comporte à sa périphérie radiale extérieure une gorge annulaire dans laquelle sont montés des premiers moyens d'étanchéité, tels 25 qu'un segment 78, qui coopèrent avec une surface axiale en vis-à-vis de la coquille arrière 18 et à sa périphérie radiale intérieure une surface propre à coopérer avec des seconds moyens d'étanchéité, tels qu'un segment 80, qui est monté dans une gorge annulaire d'un moyeu 82 qu'entoure le piston 72 avec lequel il est lié en rotation par engrènement. 30 Les moyens d'étanchéité dynamique 78, 80 délimitent ainsi la chambre 74 qui est alimentée en fluide par un arbre creux, ici l'arbre mené par une troisième voie d'alimentation (non représentée), indépendante des 8 première et seconde voies du convertisseur 12, pour commander le déplacement axial du piston arrière 72. Un nez annulaire 83 avant du piston arrière 72 est plus particulièrement agencé axialement en arrière et en vis-à-vis de la face arrière du contre-disque d'extrémité arrière 64A, radialement à l'intérieur de la couronne de support 68. Dans une seconde phase de verrouillage, le piston 72 permet ainsi de lier de manière débrayable la roue de turbine 22 à l'arbre mené. A cet effet, le piston arrière 72 est mobile axialement entre une position arrière débrayée io dans laquelle les contre-disques 64A, 64B, 64C sont écartés axialement, et une position avant embrayée dans laquelle les contre-disques 64A, 64B, 64C sont poussés axialement vers l'avant contre une butée axiale 76 de la couronne 68 en serrant les disques intercalaires de friction 56A, 56B de manière à accoupler en rotation l'arbre mené à l'arbre menant. 15 En position embrayée, le couple de l'arbre menant est transmis, par l'intermédiaire de l'embrayage de verrouillage 14, à l'amortisseur 40, plus précisément au voile 42 et aux organes élastiques 54 qui amortissent les oscillations de torsion puis après débattement angulaire de la liaison à jeu aux rondelles de guidage 46 qui sont fixées au moyeu 50 lié en rotation avec 20 l'arbre mené. Selon les enseignements de l'invention, les disques de friction 56A, 56B sont portés par l'élément de liaison 62 qui relie directement la roue de turbine 22 au flasque 44 du voile 40. L'élément de liaison 62 est réalisé en une seule pièce. 25 L'élément de liaison 62 est formé par une jupe annulaire 62 du voile 42 qui s'étend axialement vers l'avant depuis le bord d'extrémité radial extérieur du flasque 44 jusqu'à un tronçon d'extrémité avant libre 84 qui est fixé à une face arrière de la paroi arrière 31 de la roue de turbine 22. Plus particulièrement, le tronçon d'extrémité avant libre 84 de la jupe 62 présente 30 un profil évasé radialement vers l'extérieur qui épouse la forme galbée de la paroi arrière 31. La jupe annulaire 62 du voile 42 forme aussi la pièce de liaison 62 qui porte les disques de friction 56A, 56B. Ainsi, la face radiale extérieure de la 9 jupe 62 comporte les cannelures axiales 60 dans lesquelles les dents de guidage 58 des disques de friction 56A, 56B sont reçues. Avantageusement, le tronçon d'extrémité avant libre 84 de la jupe 62 est fixé à la face de fixation de la paroi arrière 31 de la roue de turbine 22 de manière étanche au fluide contenu dans le dispositif 10. Ainsi, le fluide circule de manière optimale pour refroidir l'embrayage 14 lors du fonctionnement du dispositif. A cet effet, le tronçon d'extrémité avant libre 84 de la jupe 62 est ici fixé à la face de fixation de la roue de turbine 22 par soudage. Un cordon de io soudure 86 court ainsi de manière continue le long du contour fermé de contact entre le tronçon d'extrémité avant libre 84 de la jupe 62 et la paroi arrière 31 de la roue de turbine 22. Dans l'exemple représenté à la figure 1, le flasque 44 et la jupe 62 du voile 42 sont réalisés en une seule pièce venue de matière. 15 Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention qui est représenté à la figure 2, la jupe 62 du voile 42 est une pièce distincte qui est rapportée sur le flasque 44 du voile 42. La jupe 62 comporte alors un bord d'extrémité arrière denté 88 qui est engrené dans un bord radialement extérieur denté 90 du flasque 44. La jupe 20 62 est ainsi liée au flasque 44 en rotation par engrènement mutuel des dents 88, 90 portées par la jupe 62 et par le flasque 44. Le montage d'un tel dispositif 10 est très aisé. En effet, il est possible de fixer la jupe 62 sur la paroi arrière 31 de la roue de turbine 22, d'une part, et de procéder au montage du flasque dans le dispositif d'amortissement 40, 25 d'autre part, de manière indépendante avant leur agencement dans le carter 16, 18. Puis, le dispositif d'amortissement 40 et la roue de turbine 22 sont agencés dans le carter 16, 18 du dispositif 10. Lors de cette étape d'agencement, le bord arrière denté 88 de la jupe 62 est engrené dans le 30 bord extérieur denté 90 du flasque 44 pour former le voile 42 pour coulissement axial de la roue de turbine vers l'arrière coaxialement par rapport au dispositif d'amortissement 40. lo Ensuite, les disques de friction 56A, 56B sont insérés dans les cannelures 60 de la jupe 62. Selon une variante, les disques de friction 56A, 56B peuvent être insérés dans les cannelures de la jupe 62 avant que l'ensemble formé par la roue de turbine 22 et la jupe 62 ne soit agencé dans le carter 16, 18. Le dispositif 10 réalisé selon les enseignements de l'invention est peu coûteux car la jupe 62 permet de remplir simultanément deux fonctions. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'accouplement hydrocinétique (10), notamment pour véhicule automobile, qui comporte un axe de rotation (B), et qui comporte : - un arbre mené monté rotatif autour de l'axe de rotation (B) , - un convertisseur de couple (12) comportant une roue de turbine (22) montée à rotation autour de l'axe de rotation (B) ; - un dispositif d'amortissement (40) circonférentiel comportant un voile (42) à flasque (44) radial qui est lié en rotation sans jeu avec la roue de turbine (22) par un élément de liaison (62), d'une part, et qui est lié en io rotation avec l'arbre mené rotatif avec amortissement circonférentiel, d'autre part ; - un embrayage de verrouillage (14) qui comporte au moins un disque annulaire de friction (56A, 56B) coulissant axialement qui est solidaire en rotation du flasque (44) du voile (42) ; 15 caractérisé en ce que le disque de friction (56A, 56B) est porté par l'élément de liaison (62) qui relie directement la roue de turbine (22) au flasque (44) du voile (42). 2. Dispositif (10) selon la revendication, caractérisé en ce que l'élément de liaison est formé par une jupe (62) annulaire du voile (42) qui 20 s'étend axialement depuis le bord d'extrémité radial extérieur du flasque (44) jusqu'à un tronçon d'extrémité libre (84) qui est fixé à une face de fixation (31) de la roue de turbine (22), et en ce que le disque de friction (56A, 56B) est porté par une face axiale extérieure (60) de ladite jupe (62) annulaire du voile (42). 25 3. Dispositif (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le disque de friction (56A, 56B) comporte des dents radiales de guidage (58) qui s'étendent radialement vers l'intérieur depuis son bord périphérique intérieur, et qui sont reçues en coulissement axial dans des cannelures (60) axiales associées réalisées dans la face axiale extérieure de la jupe (62). 30 4. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le flasque (44) et la jupe (42) sont réalisés venus de matière en une seule pièce. 12 5. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la jupe (62) est une pièce distincte qui est rapportée sur le flasque (44) du voile (42). 6. Dispositif (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la jupe (62) est liée au flasque (44) en rotation par engrènement mutuel d'un bord d'extrémité axial denté (88) de la jupe (62) et d'un bord périphérique extérieur denté (90) du flasque (44). 7. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tronçon d'extrémité libre (84) de la jupe (62) est fixé à la face de fixation (31) de la roue de turbine (22) de manière étanche à un fluide contenu dans le dispositif (10). 8. Dispositif (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le tronçon d'extrémité libre (84) de la jupe (62) est fixé à la face de fixation (31) de la roue de turbine (22) par soudage. 9. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le voile (42) est lié en rotation à l'arbre mené rotatif par l'intermédiaire d'au moins un organe élastique (54) à action circonférentielle, et en ce que l'organe élastique (54) est porté par des rondelles de guidage (46) qui sont agencées axialement de part et d'autre du flasque (44) du voile (42) et qui sont liées en rotation sans jeu à l'arbre mené rotatif par l'intermédiaire d'un premier moyeu central d'amortisseur (50). 10. Dispositif (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la roue de turbine (22) comporte un deuxième moyeu de turbine (32) qui est monté à rotation sur une portée (55) du premier moyeu d'amortisseur (50).