FR2767370A1 - Vehicle automatic transmission torque converter with locking clutch - Google Patents
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Abstract
Description
Convertisseur de couple comportant un embrayage à verrouillage
La présente invention concerne, d'une manière générale, un convertisseur de couple et, plus particulièrement, un convertisseur de couple dans lequel un embrayage à verrouillage est installé.Torque converter with lock-up clutch
The present invention relates, in general, to a torque converter and, more particularly, to a torque converter in which a locking clutch is installed.
Les convertisseurs de couple comprennent habituellement un mécanisme d'accouplement à fluide destiné à transmettre un couple entre un vilebrequin d'un moteur et un arbre d'entrée d'une transmission automatique. Au cours des dernières années, pour améliorer le rendement en carburant, certains convertisseurs de couple ont été équipés d'un dispositif de verrouillage qui, lorsque des conditions de fonctionnement prédéterminées sont atteintes, verrouille les convertisseurs de couple afin qu'une énergie provenant du vilebrequin du moteur soit transmise directement à la transmission automatique, en court-circuitant le dispositif d'accouplement à fluide. Lors de leur accouplement, les dispositifs de verrouillage provoquent souvent des secousses, ou des vibrations. En outre, pendant son accouplement, le dispositif de verrouillage est soumis à des vibrations dues à une accélération, ou une décélération, brutale ou à d'autres vibrations résultant de conditions associées aux moteurs à combustion interne. Par conséquent, des dispositifs amortisseurs de vibrations de torsion sont, d'une manière caractéristique, utilisés dans les mécanismes de verrouillage pour amortir les vibrations. Torque converters usually include a fluid coupling mechanism for transmitting torque between a crankshaft of an engine and an input shaft of an automatic transmission. In recent years, to improve fuel efficiency, some torque converters have been fitted with a locking device which, when predetermined operating conditions are reached, locks the torque converters so that energy from the crankshaft from the engine is transmitted directly to the automatic transmission, bypassing the fluid coupling device. When coupled, locking devices often cause jolts, or vibrations. In addition, during its coupling, the locking device is subjected to vibrations due to sudden acceleration, or deceleration, or to other vibrations resulting from conditions associated with internal combustion engines. Therefore, torsional vibration dampers are typically used in locking mechanisms to dampen vibrations.
Un convertisseur de couple comporte trois types de roues à aubes (roue motrice, turbine et stator) positionnées intérieurement pour transmettre le couple au moyen d'une huile ou d'un fluide hydraulique interne. La roue motrice est reliée de manière fixe à un carter avant qui reçoit le couple d'entrée à partir de l'arbre d'entrée d'énergie. La chambre hydraulique formée par l'enveloppe de la roue motrice et le carter avant est remplie d'huile hydraulique. La turbine est disposée en face du carter avant dans la chambre hydraulique. A torque converter has three types of impeller (drive wheel, turbine and stator) positioned internally to transmit the torque by means of an oil or an internal hydraulic fluid. The drive wheel is fixedly connected to a front casing which receives the input torque from the energy input shaft. The hydraulic chamber formed by the casing of the drive wheel and the front casing is filled with hydraulic oil. The turbine is placed opposite the front casing in the hydraulic chamber.
Lorsque la roue motrice tourne, l'huile hydraulique circule de la roue motrice vers la turbine, moyennant quoi cette dernière tourne. Par conséquent, le couple est transmis de la turbine à l'arbre d'entraînement principal de la transmission.When the drive wheel turns, hydraulic oil flows from the drive wheel to the turbine, whereby the turbine turns. Consequently, the torque is transmitted from the turbine to the main drive shaft of the transmission.
L'embrayage à verrouillage est disposé dans l'espace défini entre le carter avant et la turbine. Comme cela a été mentionné précédemment, l'embrayage à verrouillage est un mécanisme destiné à transmettre directement le couple entre le vilebrequin du moteur et l'arbre d'entraînement de la transmission en reliant mécaniquement le carter avant et la turbine. L'embrayage à verrouillage comprend principalement un piston et un mécanisme d'accouplement élastique destiné à relier le piston aux organes situés côté sortie d'énergie de la turbine. Le piston est disposé pour diviser l'espace entre le carter avant et la turbine en une première chambre hydraulique située du côté du carter avant et en une seconde chambre hydraulique située du côté de la turbine. Le piston peut par conséquent se rapprocher et s'éloigner du carter avant sous l'effet de la différence de pression qui existe entre la première chambre hydraulique et la seconde chambre hydraulique. Un organe de jonction à friction recouvert d'une garniture de friction est formé sur la périphérie extérieure du carter avant, sur la surface axiale de celui-ci, tournée vers le piston. Lorsque l'huile hydraulique présente dans la première chambre hydraulique est évacuée et que la pression hydraulique dans la seconde chambre hydraulique augmente, le piston se déplace du côté du carter avant. Ce déplacement du piston oblige la garniture de friction de celui-ci à presser fortement contre la surface de friction du carter avant. The locking clutch is arranged in the space defined between the front casing and the turbine. As previously mentioned, the locking clutch is a mechanism for directly transmitting the torque between the engine crankshaft and the transmission drive shaft by mechanically connecting the front housing and the turbine. The locking clutch mainly comprises a piston and an elastic coupling mechanism intended to connect the piston to the members situated on the energy outlet side of the turbine. The piston is arranged to divide the space between the front casing and the turbine into a first hydraulic chamber situated on the side of the front casing and into a second hydraulic chamber situated on the side of the turbine. The piston can therefore approach and move away from the front casing under the effect of the pressure difference which exists between the first hydraulic chamber and the second hydraulic chamber. A friction junction member covered with a friction lining is formed on the outer periphery of the front casing, on the axial surface of the latter, facing the piston. When the hydraulic oil present in the first hydraulic chamber is evacuated and the hydraulic pressure in the second hydraulic chamber increases, the piston moves to the side of the front casing. This displacement of the piston forces the friction lining of the latter to press strongly against the friction surface of the front casing.
Le mécanisme d'accouplement élastique joue le rôle d'un mécanisme amortisseur de vibrations de torsion pour amortir les vibrations engendrées dans l'embrayage à verrouillage. Le mécanisme d'accouplement élastique comprend, par exemple, un organe menant relié de manière fixe au piston, un organe mené relié de manière fixe côté turbine, et un organe élastique comprenant, par exemple, un ou plusieurs ressorts hélicoïdaux et disposé entre l'organe menant et l'organe mené pour permettre la transmission du couple. The elastic coupling mechanism acts as a torsional vibration damping mechanism to absorb the vibrations generated in the lock-up clutch. The elastic coupling mechanism comprises, for example, a driving member fixedly connected to the piston, a driven member fixedly connected to the turbine side, and an elastic member comprising, for example, one or more helical springs and arranged between the the driving member and the driven member to allow the transmission of the torque.
Lorsque l'embrayage à verrouillage est en prise, l'huile hydraulique présente dans la première chambre hydraulique est évacuée du côté circonférentiel intérieur de celle-ci et délivrée à la seconde chambre hydraulique. Par conséquent, la pression hydraulique qui règne dans la seconde chambre hydraulique devient supérieure à la pression hydraulique qui règne dans la première chambre hydraulique. When the locking clutch is engaged, the hydraulic oil present in the first hydraulic chamber is evacuated from the inner circumferential side thereof and delivered to the second hydraulic chamber. Consequently, the hydraulic pressure prevailing in the second hydraulic chamber becomes greater than the hydraulic pressure prevailing in the first hydraulic chamber.
Cette différence de pression entre les première et seconde chambres hydrauliques oblige le piston à se déplacer en direction du carter avant. Au cours du déplacement du piston, l'huile hydraulique contenue dans la seconde chambre hydraulique passe parfois à travers l'espace défini entre la garniture de friction et la surface de friction du carter avant pour pénétrer dans la première chambre hydraulique.This pressure difference between the first and second hydraulic chambers forces the piston to move in the direction of the front housing. During the displacement of the piston, the hydraulic oil contained in the second hydraulic chamber sometimes passes through the space defined between the friction lining and the friction surface of the front casing to enter the first hydraulic chamber.
Dans ce cas, la pression hydraulique dans la seconde chambre hydraulique n' augmente pas suffisamment, et la vitesse de déplacement du piston est ralentie.In this case, the hydraulic pressure in the second hydraulic chamber does not increase enough, and the speed of movement of the piston is slowed down.
Compte tenu de ce qui précède, on a besoin d'un convertisseur de couple qui permette de remédier aux problèmes mentionnés ci-dessus des dispositifs de l'art antérieur. La présente invention se propose de répondre à ce besoin de l'art antérieur ainsi qu'à d'autres besoins qui ressortiront clairement pour l'homme de l'art de la description suivante. In view of the above, there is a need for a torque converter which makes it possible to remedy the problems mentioned above of the devices of the prior art. The present invention proposes to meet this need of the prior art as well as other needs which will emerge clearly for those skilled in the art from the following description.
La présente invention a pour but d'augmenter la vitesse de déplacement d'un piston lors de l'accouplement d'un embrayage à verrouillage d'un convertisseur de couple. The object of the present invention is to increase the speed of movement of a piston when coupling a locking clutch of a torque converter.
Pour atteindre ce but, il est proposé conformément à la présente invention un convertisseur de couple destiné à transmettre un couple d'un arbre d'entrée d'énergie à un arbre de sortie, caractérisé en ce qu'il comprend un carter avant adapté pour être relié à l'arbre d'entrée d'energie; une roue motrice reliée au carter avant pour former avec celui-ci une chambre hydraulique; une turbine disposée en face de la roue motrice et à l'intérieur de la chambre hydraulique, turbine qui est adaptée pour être reliée à l'arbre de sortie; un stator disposé entre la roue motrice et la turbine; un piston disposé entre le carter avant et la turbine pour former une première chambre hydraulique située entre le piston et le carter avant, et une seconde chambre hydraulique située entre le piston et la turbine, piston qui est conçu pour se rapprocher et s'éloigner du carter avant sous l'effet d'une différence de pression de fluide entre les première et seconde chambres hydrauliques, le piston comportant un organe de liaison à friction proche du carter avant et étant relié à la turbine pour transmettre le couple; et un élément de sollicitation conçu pour solliciter le piston en direction du carter avant. To achieve this goal, a torque converter is proposed in accordance with the present invention intended to transmit a torque from an energy input shaft to an output shaft, characterized in that it comprises a front casing suitable for be connected to the energy input shaft; a drive wheel connected to the front casing to form a hydraulic chamber therewith; a turbine arranged opposite the drive wheel and inside the hydraulic chamber, a turbine which is adapted to be connected to the output shaft; a stator disposed between the drive wheel and the turbine; a piston arranged between the front casing and the turbine to form a first hydraulic chamber located between the piston and the front casing, and a second hydraulic chamber located between the piston and the turbine, a piston which is designed to approach and move away from the front casing under the effect of a fluid pressure difference between the first and second hydraulic chambers, the piston comprising a friction connection member close to the front casing and being connected to the turbine for transmitting the torque; and a biasing member adapted to bias the piston toward the front housing.
Dans le convertisseur de couple de la présente invention, étant donné que l'élément de sollicitation pousse le piston du côté du carter avant, la garniture de friction vient en contact rapidement avec le carter avant et empêche un écoulement d'un fluide hydraulique. Par conséquent, la vitesse de déplacement du piston lors de l'accouplement de l'embrayage est rapide. In the torque converter of the present invention, since the biasing element pushes the piston on the side of the front case, the friction lining comes into rapid contact with the front case and prevents a flow of hydraulic fluid. Consequently, the speed of movement of the piston during coupling of the clutch is rapid.
Conformément à une caractéristique particulière de l'invention, l'élément de sollicitation est disposé entre le piston et une partie du convertisseur de couple pour exercer une pression élastique contre le piston et cette dernière afin de maintenir l'organe de liaison à friction du piston en contact avec le carter avant. In accordance with a particular characteristic of the invention, the biasing element is disposed between the piston and a part of the torque converter to exert an elastic pressure against the piston and the latter in order to maintain the friction connection member of the piston in contact with the front housing.
Dans le convertisseur de couple de la présente invention, pendant que l'organe de liaison à friction du piston est en contact avec le carter avant, l'élément de sollicitation est pressé entre le piston et la partie du convertisseur de couple située côté turbine, ce qui a pour effet de solliciter le piston. Par conséquent, le piston est rendu bien étanche autour de l'élément de liaison à friction, et il est rare qu'au cours du déplacement du piston lors de l'accouplement de l'embrayage, un fluide hydraulique s'écoule hors de la seconde chambre hydraulique pour pénétrer dans la première chambre hydraulique. En conséquence, la pression hydraulique de la seconde chambre hydraulique ne diminue pas et le piston se déplace rapidement en direction du carter avant. In the torque converter of the present invention, while the friction linkage member of the piston is in contact with the front casing, the biasing element is pressed between the piston and the part of the torque converter situated on the turbine side, which has the effect of stressing the piston. As a result, the piston is tightly sealed around the friction link member, and it is rare that during movement of the piston when coupling the clutch, hydraulic fluid flows out of the second hydraulic chamber for entering the first hydraulic chamber. As a result, the hydraulic pressure of the second hydraulic chamber does not decrease and the piston quickly moves towards the front housing.
De préférence, la force de sollicitation de l'élément de sollicitation est définie pour appliquer contre le piston une force supérieure à une force maximale d'un fluide hydraulique du convertisseur de couple générée par la pression différentielle entre les première et seconde chambres hydrauliques, qui sollicite le piston dans une direction opposée au carter avant. Preferably, the biasing force of the biasing element is defined to apply against the piston a force greater than a maximum force of a hydraulic fluid of the torque converter generated by the differential pressure between the first and second hydraulic chambers, which biases the piston in a direction opposite to the front housing.
Dans le convertisseur de couple de la présente invention, l'élément de liaison à friction du piston est toujours en contact avec le carter avant. Lors d'un désaccouplement de l'embrayage à verrouillage, une faible partie seulement du couple est transmise du carter avant au piston. Lors d'un accouplement de l'embrayage, la force de sollicitation que la pression différentielle communique au piston dans une direction propre à éloigner ce dernier du carter avant diminue, tandis que la pression tendant à presser l'élément de liaison à friction du piston contre le carter avant augmente. Par conséquent, le couple transmis par l'intermédiaire de l'élément de liaison à friction du piston augmente. Etant donné que l'élément de liaison à friction du piston est toujours en contact avec le carter avant, un fluide hydraulique ne peut guère s'écouler hors de la seconde chambre hydraulique pour pénétrer dans la première. Par conséquent, la pression hydraulique de la seconde chambre hydraulique ne diminue pas et la vitesse de déplacement du piston est rapide. In the torque converter of the present invention, the friction connection element of the piston is always in contact with the front casing. When the lock-up clutch is uncoupled, only a small part of the torque is transmitted from the front housing to the piston. When coupling the clutch, the biasing force that the differential pressure communicates to the piston in a direction suitable for moving the latter away from the front casing decreases, while the pressure tending to press the friction friction element of the piston against the front housing increases. Consequently, the torque transmitted via the friction connection element of the piston increases. Since the friction connection element of the piston is always in contact with the front casing, hydraulic fluid can hardly flow out of the second hydraulic chamber to penetrate into the first. Consequently, the hydraulic pressure of the second hydraulic chamber does not decrease and the speed of movement of the piston is rapid.
De préférence, l'élément de sollicitation comprend un ressort ondulé. Preferably, the biasing element comprises a wave spring.
Du fait que le ressort ondulé possède une face de contact qui présente une courbure douce, les autres parties destinées à venir en contact avec lui ne s'usent pas facilement. Because the wavy spring has a contact face which has a soft curvature, the other parts intended to come into contact with it do not wear easily.
Conformément à une autre caractéristique de la présente invention, le piston est relié à la turbine par un mécanisme d'accouplement élastique permettant un mouvement de rotation limité entre le piston et la turbine. According to another characteristic of the present invention, the piston is connected to the turbine by an elastic coupling mechanism allowing limited rotational movement between the piston and the turbine.
Conformément à une caractéristique supplémentaire de l'invention, le piston comporte une partie périphérique extérieure reliée à la turbine par le mécanisme d'accouplement élastique. According to an additional characteristic of the invention, the piston has an outer peripheral part connected to the turbine by the elastic coupling mechanism.
Conformément à une caractéristique additionnelle de la présente invention, la turbine comporte un moyeu muni d'un élément d'étanchéité disposé entre une partie périphérique intérieure du piston et le moyeu de la turbine. According to an additional characteristic of the present invention, the turbine comprises a hub provided with a sealing element disposed between an inner peripheral part of the piston and the hub of the turbine.
De préférence, l'élément de sollicitation vient en contact avec la partie périphérique intérieure du piston. Preferably, the biasing element comes into contact with the inner peripheral part of the piston.
Ce qui précède, ainsi que d'autres buts, avantages et caractéristiques de la présente invention ressortira clairement de la description détaillée suivante d'un mode de réalisation préféré donnée à titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels:
la figure 1 est une vue en coupe transversale partielle d'un convertisseur de couple selon le mode de réalisation préféré de la présente invention;
la figure 2 est une vue en coupe transversale partielle, réalisée à une plus grande échelle, d'une partie du convertisseur de couple de la figure 1; et
la figure 3 est une vue en perspective partielle d'une partie d'un ressort ondulé utilisé dans le convertisseur de couple de la figure 1.The foregoing, as well as other objects, advantages and characteristics of the present invention will emerge clearly from the following detailed description of a preferred embodiment given by way of nonlimiting example with reference to the appended drawings in which:
Figure 1 is a partial cross-sectional view of a torque converter according to the preferred embodiment of the present invention;
Figure 2 is a partial cross-sectional view, taken on a larger scale, of part of the torque converter of Figure 1; and
FIG. 3 is a partial perspective view of part of a wave spring used in the torque converter of FIG. 1.
En se référant tout d'abord à la figure 1, on peut voir un convertisseur de couple 1 conforme au mode de réalisation préféré de la présente invention et particulièrement utile dans des véhicules automobiles. En particulier, le convertisseur de couple 1 est un mécanisme destiné à transmettre un couple d'un vilebrequin (représenté en trait discontinu) d'un moteur (non représenté) à un arbre d'entraînement principal (représenté en trait discontinu) d'une transmission (non représentée). Le moteur est situé à gauche du convertisseur de couple 1, lorsque l'on considère la figure 1, tandis que la transmission est située à droite du convertisseur de couple 1, lorsque l'on considère cette figure. Une ligne centrale 0-0 sur la figure 1 représente l'axe de rotation du convertisseur de couple 1. Referring first to Figure 1, one can see a torque converter 1 according to the preferred embodiment of the present invention and particularly useful in motor vehicles. In particular, the torque converter 1 is a mechanism intended to transmit a torque from a crankshaft (shown in broken lines) from an engine (not shown) to a main drive shaft (shown in broken lines) of a transmission (not shown). The engine is located to the left of the torque converter 1, when we consider figure 1, while the transmission is located to the right of the torque converter 1, when we consider this figure. A central line 0-0 in FIG. 1 represents the axis of rotation of the torque converter 1.
Comme cela est visible sur la figure 1, le convertisseur de couple 1 comprend fondamentalement un carter avant 2 situé côté entrée, un corps principal de convertisseur et un embrayage à verrouillage 7. Le corps principal du convertisseur se compose fondamentalement de trois éléments principaux formant turbines, à savoir une roue motrice 3, une turbine 4 et un stator 5, et d'un piston 22. As can be seen in FIG. 1, the torque converter 1 basically comprises a front casing 2 located on the input side, a main converter body and a locking clutch 7. The main converter body basically consists of three main elements forming turbines , namely a driving wheel 3, a turbine 4 and a stator 5, and a piston 22.
La roue motrice 3 forme conjointement avec le carter avant 2 une chambre à fluide hydraulique. La turbine 4 fait face à la roue motrice 3 à l'intérieur de la chambre à fluide hydraulique. Le stator 5 est disposé entre la roue motrice 3 et la turbine 4. Le piston 22 est disposé de manière à diviser l'espace défini entre le carter avant 2 et la turbine 4 en une première chambre hydraulique A et en une seconde chambre hydraulique B. Le piston 22 peut s'approcher et s'éloigner du carter avant 2 en fonction de la pression différentielle existant entre les première et seconde chambres hydrauliques A et B. The driving wheel 3 together with the front casing 2 forms a hydraulic fluid chamber. The turbine 4 faces the drive wheel 3 inside the hydraulic fluid chamber. The stator 5 is arranged between the driving wheel 3 and the turbine 4. The piston 22 is arranged so as to divide the space defined between the front casing 2 and the turbine 4 in a first hydraulic chamber A and in a second hydraulic chamber B The piston 22 can approach and move away from the front casing 2 as a function of the differential pressure existing between the first and second hydraulic chambers A and B.
Le convertisseur de couple 1 forme une chambre hydraulique avec le carter avant 2 et une enveloppe 9 de la roue motrice 3. En particulier, l'enveloppe 9 de la roue motrice 3 est reliée de manière fixe à une partie saillante extérieure 8 du carter avant 2. Le carter avant 2 peut être monté sur des éléments de structure du moteur qui ne sont pas représentés, afin que le couple fourni par le moteur soit transmis au carter avant 2. Plusieurs aubes 10 de la roue motrice sont reliées de manière fixe à la partie intérieure de l'enveloppe 9 de la roue motrice 3. La roue motrice 3 est constituée par l'enveloppe 9 et les aubes 10. La turbine 4 est disposée au niveau d'une position en vis-à-vis de la roue motrice 3 dans la chambre hydraulique. La turbine 4 est constituée par une enveloppe 11 et plusieurs aubes de turbine 12. Les aubes 12 de la turbine 4 sont reliées de manière fixe à la surface de l'enveloppe 11 de celle-ci. La périphérie intérieure de l'enveloppe 11 est reliée de manière fixe à un flasque 15 d'un moyeu 13 de la turbine 4 par des rivets 14. The torque converter 1 forms a hydraulic chamber with the front casing 2 and a casing 9 of the driving wheel 3. In particular, the casing 9 of the driving wheel 3 is fixedly connected to an external projecting part 8 of the front casing 2. The front casing 2 can be mounted on structural elements of the engine which are not shown, so that the torque supplied by the engine is transmitted to the front casing 2. Several vanes 10 of the drive wheel are fixedly connected to the inner part of the casing 9 of the driving wheel 3. The driving wheel 3 is constituted by the casing 9 and the vanes 10. The turbine 4 is disposed at a position facing the wheel drive 3 in the hydraulic chamber. The turbine 4 is constituted by an envelope 11 and several turbine blades 12. The blades 12 of the turbine 4 are fixedly connected to the surface of the envelope 11 thereof. The inner periphery of the casing 11 is fixedly connected to a flange 15 of a hub 13 of the turbine 4 by rivets 14.
Le moyeu 13 de la turbine 4 comporte un alésage central muni de plusieurs cannelures 20 pour s'accoupler intérieurement avec l'arbre d'entraînement principal (représenté en trait discontinu) de la transmission.The hub 13 of the turbine 4 has a central bore provided with several splines 20 for coupling internally with the main drive shaft (shown in broken lines) of the transmission.
Le stator 5 est disposé entre la partie intérieure radialement de la roue motrice 3 et la partie intérieure de la turbine 4. Le stator 5 commande la direction d'une huile hydraulique renvoyée de la turbine 4 à la roue motrice 3 pour réguler un rapport de couples. Le stator 5 est monté sur un arbre fixe (non représenté) qui s'étend à partir de la transmission, à l'aide d'un embrayage unidirectionnel 6. The stator 5 is disposed between the radially inner part of the drive wheel 3 and the inner part of the turbine 4. The stator 5 controls the direction of a hydraulic oil returned from the turbine 4 to the drive wheel 3 to regulate a ratio of couples. The stator 5 is mounted on a fixed shaft (not shown) which extends from the transmission, using a one-way clutch 6.
L'embrayage à verrouillage 7 est disposé dans un espace défini entre le carter avant 2 et la turbine 4. L'embrayage à verrouillage 7 est une structure destinée à relier mécaniquement le carter avant 2 à la turbine 4. L'embrayage à verrouillage 7 comprend principalement un piston 22 et un mécanisme d'accouplement élastique 40 destiné à relier élastiquement le piston 22 à la turbine 4. The locking clutch 7 is arranged in a space defined between the front casing 2 and the turbine 4. The locking clutch 7 is a structure intended to mechanically connect the front casing 2 to the turbine 4. The locking clutch 7 mainly comprises a piston 22 and an elastic coupling mechanism 40 intended to elastically connect the piston 22 to the turbine 4.
Le piston 22 est un élément en forme de disque disposé dans la chambre hydraulique du convertisseur de couple 1 pour diviser l'espace entre le carter avant 2 et l'enveloppe 11 de la turbine 4 en une première chambre hydraulique A située du côté du carter avant 2, et en une seconde chambre hydraulique
B située du côté de la turbine 4. Le piston 22 est de préférence formé d'une plaque en métal mince. Comme cela est visible sur la figure 1, le piston 22 comporte une partie tubulaire ou cylindrique intérieure 23 et une partie tubulaire ou cylindrique extérieure 24. La partie tubulaire intérieure 23 du piston 22 s'étend, au niveau de sa portion circonférentielle intérieure, en direction du côté transmission du convertisseur de couple.The piston 22 is a disc-shaped element placed in the hydraulic chamber of the torque converter 1 to divide the space between the front casing 2 and the casing 11 of the turbine 4 into a first hydraulic chamber A situated on the side of the casing before 2, and in a second hydraulic chamber
B located on the side of the turbine 4. The piston 22 is preferably formed from a thin metal plate. As can be seen in FIG. 1, the piston 22 has an internal tubular or cylindrical part 23 and an external tubular or cylindrical part 24. The internal tubular part 23 of the piston 22 extends, at its internal circumferential portion, in direction of the transmission side of the torque converter.
Comme cela est visible sur la figure 2, la partie tubulaire intérieure 23 du piston 22 est supportée de manière à pouvoir effectuer un déplacement relatif dans la direction axiale et dans la direction circonférentielle, sur la surface extérieure du flasque 15 du moyeu 13 de la turbine 4. En particulier, la partie tubulaire 23 du piston 22 est supportée de manière mobile sur une face circonférentielle extérieure 19 d'une partie cylindrique 16 afin de pouvoir effectuer un déplacement relatif dans les directions axiale et circulaire. La partie cylindrique 16 est formée au niveau de la circonférence située le plus à l'extérieur, du flasque 15 du moyeu 13 de la turbine. Autrement dit, une surface circonférentielle intérieure 25 de la partie tubulaire intérieure 23 du piston 22 est en contact avec la face circonférentielle extérieure 19 de la partie cylindrique 16. As can be seen in FIG. 2, the internal tubular part 23 of the piston 22 is supported so as to be able to effect a relative displacement in the axial direction and in the circumferential direction, on the external surface of the flange 15 of the hub 13 of the turbine 4. In particular, the tubular part 23 of the piston 22 is movably supported on an outer circumferential face 19 of a cylindrical part 16 so as to be able to effect relative displacement in the axial and circular directions. The cylindrical part 16 is formed at the outermost circumference of the flange 15 of the hub 13 of the turbine. In other words, an inner circumferential surface 25 of the inner tubular part 23 of the piston 22 is in contact with the outer circumferential face 19 of the cylindrical part 16.
Une gorge ou un canal annulaire 17 est formé(e) au niveau de la position intermédiaire axialement de la face circonférentielle extérieure 19 de la partie cylindrique 16.A groove or an annular channel 17 is formed at the axially intermediate position of the outer circumferential face 19 of the cylindrical part 16.
Une bague d'étanchéité 18 est disposée entre la partie tubulaire intérieure 23 du piston 22 et le flasque 15 du moyeu 13 de la turbine 4. En particulier, la bague d'étanchéité 18 est logée dans le canal 17 formé sur la surface extérieure du flasque 15 du moyeu 13 de la turbine pour rendre étanches les périphéries intérieures de la première chambre hydraulique A et de la seconde chambre hydraulique B. En d'autres termes, la bague d'étanchéité 18 est en contact avec la surface circonférentielle intérieure 25 de la partie tubulaire intérieure 23 du piston 22. Ainsi, la bague d'étanchéité 18 rend étanche la circonférence intérieure de la première chambre hydraulique A et de la seconde chambre hydraulique B. A sealing ring 18 is disposed between the inner tubular part 23 of the piston 22 and the flange 15 of the hub 13 of the turbine 4. In particular, the sealing ring 18 is housed in the channel 17 formed on the outer surface of the flange 15 of the hub 13 of the turbine to seal the inner peripheries of the first hydraulic chamber A and of the second hydraulic chamber B. In other words, the sealing ring 18 is in contact with the inner circumferential surface 25 of the inner tubular part 23 of the piston 22. Thus, the sealing ring 18 seals the inner circumference of the first hydraulic chamber A and of the second hydraulic chamber B.
Le piston 22 comporte, au niveau de sa circonférence extérieure, une partie tubulaire extérieure 24. La partie tubulaire extérieure 24 du piston 22 s'étend axialement en direction du côté transmission du convertisseur de couple 1. The piston 22 comprises, at its external circumference, an external tubular part 24. The external tubular part 24 of the piston 22 extends axially in the direction of the transmission side of the torque converter 1.
La circonférence extérieure du piston 22 est, côté moteur, recouverte d'une garniture de friction annulaire (organe de liaison à friction) 35. La garniture de friction 35 fait face à une surface de friction annulaire plane formée au niveau de la circonférence extérieure du carter avant 2. La liaison entre la garniture de friction 35 et la surface de friction du carter avant 2 assure l'étanchéité des circonférences extérieures des première et seconde chambres hydrauliques A et B.The outer circumference of the piston 22 is, on the engine side, covered with an annular friction lining (friction connecting member) 35. The friction lining 35 faces a flat annular friction surface formed at the outer circumference of the front casing 2. The connection between the friction lining 35 and the friction surface of the front casing 2 seals the outer circumferences of the first and second hydraulic chambers A and B.
Le mécanisme d'accouplement élastique 40 est disposé entre le piston 22 et la turbine 4. Plus précisément, le mécanisme d'accouplement élastique 40 est disposé entre la partie périphérique extérieure du piston 22 et la partie périphérique extérieure de l'enveloppe 11 de la turbine 4. Ce mécanisme d'accouplement élastique 40 comprend fondamentalement une plaque de retenue 27 qui fait partie d'un organe menant, une plaque menée 33 qui fait partie d'un organe mené, et plusieurs ressorts hélicoïdaux 32 qui sont interposés entre les deux plaques 27 et 33. La plaque de retenue 27 est un élément plan annulaire disposé du côté transmission de la partie périphérique extérieure du piston 22. Précisément, la plaque de retenue 27 est disposée sur la périphérie intérieure de la partie tubulaire extérieure 24. The elastic coupling mechanism 40 is disposed between the piston 22 and the turbine 4. More specifically, the elastic coupling mechanism 40 is disposed between the outer peripheral part of the piston 22 and the outer peripheral part of the casing 11 of the turbine 4. This elastic coupling mechanism 40 basically comprises a retaining plate 27 which is part of a driving member, a driven plate 33 which is part of a driven member, and several helical springs 32 which are interposed between the two plates 27 and 33. The retaining plate 27 is an annular planar element disposed on the transmission side of the outer peripheral part of the piston 22. Specifically, the retaining plate 27 is arranged on the inner periphery of the outer tubular part 24.
La partie intérieure de la plaque de retenue 27 est reliée de manière fixe au piston 22 par plusieurs rivets (non représentés sur les figures). La plaque de retenue 27 retient non seulement les ressorts hélicoïdaux 32 mais transmet également le couple en venant en prise avec les deux extrémités des ressorts hélicoïdaux 32 dans la direction circonférentielle. La plaque de retenue 27 comporte des éléments ou des parties de retenue 28 et 29 qui supportent respectivement les côtés circonférentiels extérieur et intérieur radialement des multiples ressorts hélicoïdaux 32 de façon que ceux-ci soient disposés dans la direction circonférentielle. Les éléments de retenue 29 sont formés par découpage d'une portion de la plaque de retenue 27 du côté circonférentiel intérieur des ressorts hélicoïdaux 32, puis flexion d'une partie en forme de disque en dehors du plan de la plaque de retenue 27 afin que cette partie en forme de disque s'étende dans une direction axiale.The inner part of the retaining plate 27 is fixedly connected to the piston 22 by several rivets (not shown in the figures). The retaining plate 27 not only retains the coil springs 32 but also transmits the torque by engaging with both ends of the coil springs 32 in the circumferential direction. The retaining plate 27 has retaining elements or portions 28 and 29 which respectively support the outer and inner circumferential sides radially of the multiple coil springs 32 so that they are arranged in the circumferential direction. The retaining elements 29 are formed by cutting a portion of the retaining plate 27 on the inner circumferential side of the coil springs 32, then bending a disc-shaped part outside the plane of the retaining plate 27 so that this disc-shaped part extends in an axial direction.
En outre, la plaque de retenue 27 comporte des éléments de liaison 30 et 31 destinés à supporter les deux extrémités de chaque ressort hélicoïdal 32 dans la direction circonférentielle. Les éléments de liaison 30 et 31 sont formés par découpage d'une portion de la plaque de retenue 27 au niveau des extrémités des ressorts hélicoïdaux 32, puis flexion d'une partie en forme de disque en dehors du plan de la plaque de retenue 27, pour que cette partie en forme de disque s'étende dans une direction axiale. In addition, the retaining plate 27 has connecting elements 30 and 31 intended to support the two ends of each helical spring 32 in the circumferential direction. The connecting elements 30 and 31 are formed by cutting a portion of the retaining plate 27 at the ends of the coil springs 32, then bending a disc-shaped part outside the plane of the retaining plate 27 , so that this disc-shaped part extends in an axial direction.
La plaque menée 33 est une plaque annulaire reliée de manière fixe à la surface extérieure de l'enveloppe 11 de la turbine 4. La plaque menée 33 comporte plusieurs griffes 34 qui s'étendent axialement à partir d'elle en direction du côté moteur du convertisseur de couple 1. Les griffes 34 sont espacées les unes des autres dans la direction circonférentielle sur la plaque menée 33. Les griffes 34 viennent en prise avec les deux extrémités de chacun des ressorts hélicoïdaux 32 dans la direction circonférentielle. The driven plate 33 is an annular plate fixedly connected to the outer surface of the casing 11 of the turbine 4. The driven plate 33 has several claws 34 which extend axially from it towards the motor side of the torque converter 1. The claws 34 are spaced apart from each other in the circumferential direction on the driven plate 33. The claws 34 engage with the two ends of each of the helical springs 32 in the circumferential direction.
Par conséquent, le couple fourni à partir de la plaque de retenue 27 est transmis à la plaque menée 33 par l'intermédiaire des ressorts hélicoïdaux 32.Consequently, the torque supplied from the retaining plate 27 is transmitted to the driven plate 33 by means of the coil springs 32.
Comme cela est visible sur la figure 2, un ressort ondulé (élément de sollicitation) 36 est disposé dans une direction axiale entre la face d'extrémité axiale 26 de la partie tubulaire intérieure 23 et la surface axiale intérieure de l'enveloppe 11 de la turbine 4. Comme le montre mieux la figure 3, le ressort ondulé 36 est un élément annulaire qui consiste en une plaque ou en un anneau ayant une largeur axiale prédéterminée. Précisément, le ressort ondulé 36 comporte une ou plusieurs protubérances qui s'étendent axialement, de sorte qu'il présente des vagues dans une direction circulaire et qu'il peut être comprimé dans une direction axiale. La taille du ressort ondulé 36 est définie pour que celui-ci puisse être comprimé axialement même lorsque la garniture de friction 35 du piston 22 est en contact avec le carter avant 2. Autrement dit, le ressort ondulé 36 applique une force axiale contre le piston 22 lorsque l'embrayage à verrouillage 7 est soit accouplé pour relier mécaniquement le carter avant 2 au piston 22 soit désaccouplé pour transmettre un couple à l'aide du fluide hydraulique. As can be seen in FIG. 2, a wavy spring (biasing element) 36 is disposed in an axial direction between the axial end face 26 of the inner tubular part 23 and the inner axial surface of the envelope 11 of the turbine 4. As best shown in Figure 3, the wave spring 36 is an annular element which consists of a plate or a ring having a predetermined axial width. Specifically, the wave spring 36 has one or more protrusions which extend axially, so that it has waves in a circular direction and that it can be compressed in an axial direction. The size of the wave spring 36 is defined so that it can be compressed axially even when the friction lining 35 of the piston 22 is in contact with the front casing 2. In other words, the wave spring 36 applies an axial force against the piston 22 when the lock-up clutch 7 is either coupled to mechanically connect the front casing 2 to the piston 22 or uncoupled to transmit torque using the hydraulic fluid.
Le fonctionnement du convertisseur de couple 1 va maintenant être décrit. Lorsqu'un couple est transmis du moteur au carter avant 2, la roue motrice 3 tourne solidairement avec le carter avant 2. En conséquence, un fluide hydraulique circule de la roue motrice 3 vers la turbine 4, ce qui provoque une rotation de cette dernière. Le couple de la turbine 4 est transmis à l'arbre d'entraînement principal (représenté en trait discontinu sur la figure 1). The operation of the torque converter 1 will now be described. When a torque is transmitted from the engine to the front casing 2, the drive wheel 3 rotates integrally with the front casing 2. Consequently, hydraulic fluid circulates from the drive wheel 3 to the turbine 4, which causes the latter to rotate. . The torque of the turbine 4 is transmitted to the main drive shaft (shown in broken lines in Figure 1).
Ainsi, même lorsqu'un couple est transmis par l'intermédiaire du fluide hydraulique (c'est-à-dire lorsque l'embrayage à verrouillage 7 est désaccouplé), la garniture de friction 35 du piston 22 est en contact avec la surface de friction du carter avant 2. Cela signifie que la sollicitation ou la force appliquée au piston 22 par le ressort ondulé 36 est supérieure à la sollicitation maximale du fluide hydraulique pour solliciter le piston 22 dans une direction qui le sépare du carter avant (vers la droite, lorsqu'on le considère sur la figure 1). Cette sollicitation maximale du fluide hydraulique est obtenue lorsque la pression différentielle entre les première et seconde chambres hydrauliques A et B atteint une valeur maximale. Etant donné que la garniture de friction 35 est en contact avec le carter avant 2, un faible couple est toujours transmis entre le carter avant 2 et le piston 22 par l'intermédiaire de l'embrayage à verrouillage 7 en position désaccouplée.Thus, even when a torque is transmitted via the hydraulic fluid (that is to say when the locking clutch 7 is uncoupled), the friction lining 35 of the piston 22 is in contact with the surface of friction of the front casing 2. This means that the stress or force applied to the piston 22 by the wave spring 36 is greater than the maximum stress of the hydraulic fluid to stress the piston 22 in a direction which separates it from the front casing (to the right , when considered in Figure 1). This maximum stress on the hydraulic fluid is obtained when the differential pressure between the first and second hydraulic chambers A and B reaches a maximum value. Since the friction lining 35 is in contact with the front casing 2, a small torque is always transmitted between the front casing 2 and the piston 22 by means of the locking clutch 7 in the uncoupled position.
Lors d'un accouplement de l'embrayage à verrouillage 7, le fluide hydraulique de la première chambre hydraulique A est évacué à travers les parties circonférentielles intérieures de celle-ci et est fourni à la seconde chambre hydraulique B. Par conséquent, la pression hydraulique de la première chambre hydraulique A diminue, tandis que la pression hydraulique de la seconde chambre hydraulique B augmente. A ce moment-là, le fluide hydraulique de la seconde chambre hydraulique B ne peut pas passer dans la première chambre hydraulique A car la garniture de friction 35 est en contact avec la surface de friction du carter avant 2. When the lock-up clutch 7 is coupled, the hydraulic fluid from the first hydraulic chamber A is discharged through the inner circumferential parts thereof and is supplied to the second hydraulic chamber B. Consequently, the hydraulic pressure of the first hydraulic chamber A decreases, while the hydraulic pressure of the second hydraulic chamber B increases. At this time, the hydraulic fluid from the second hydraulic chamber B cannot pass into the first hydraulic chamber A because the friction lining 35 is in contact with the friction surface of the front casing 2.
Autrement dit, la pression hydraulique de la seconde chambre hydraulique B ne diminue guère. Par conséquent, la vitesse de déplacement du piston 22 en direction du carter avant 2 est rapide. Au fur et à mesure que le piston 22 se rapproche du carter avant 2, l'importance du couple transmis par l'intermédiaire de l'embrayage à verrouillage 7 augmente.In other words, the hydraulic pressure of the second hydraulic chamber B hardly decreases. Consequently, the speed of movement of the piston 22 in the direction of the front casing 2 is rapid. As the piston 22 approaches the front casing 2, the amount of torque transmitted via the locking clutch 7 increases.
Autrement dit, le rapport du couple mécanique transmis sur le couple fluidique transmis dans la transmission de couple totale du convertisseur de couple 1 augmente. Dans ce mode de réalisation, lorsque le rapport de la transmission de couple mécanique est de 100%, on suppose que l'embrayage à verrouillage 7 accouple complètement le carter avant 2 avec le piston 22.In other words, the ratio of the mechanical torque transmitted to the fluid torque transmitted in the total torque transmission of the torque converter 1 increases. In this embodiment, when the mechanical torque transmission ratio is 100%, it is assumed that the locking clutch 7 completely couples the front housing 2 with the piston 22.
Au cours d'une course normale (l'embrayage à verrouillage étant désaccouplé), la garniture de friction 35 du piston 22 des dispositifs de l'art antérieur est susceptible d'être espacée légèrement du carter avant 2. Ici, étant donné que la vitesse de déplacement du piston 22 est rapide grâce à la présence du ressort ondulé 36, la garniture de friction 35 vient rapidement en contact avec la surface de friction du carter avant 2. During a normal stroke (the locking clutch being uncoupled), the friction lining 35 of the piston 22 of the devices of the prior art is capable of being slightly spaced from the front casing 2. Here, since the displacement speed of the piston 22 is rapid thanks to the presence of the corrugated spring 36, the friction lining 35 rapidly comes into contact with the friction surface of the front casing 2.
Au cours de l'accouplement de l'embrayage à verrouillage de l'art antérieur conventionnel, il arrive parfois que la pression différentielle se développe au cours de la rotation du carter avant 2 ou du piston 22, ce qui empêche l'écoulement du fluide hydraulique. Dans ce cas, le piston 22 ne peut pas se déplacer en direction du carter avant 2. Dans la présente demande, toutefois, étant donné que le ressort ondulé 36 sollicite le piston 22, l'embrayage à verrouillage 7 est accouplé de manière certaine, même dans ce cas. During the coupling of the locking clutch of the conventional prior art, it sometimes happens that the differential pressure develops during the rotation of the front casing 2 or of the piston 22, which prevents the flow of the fluid. hydraulic. In this case, the piston 22 cannot move in the direction of the front casing 2. In the present application, however, since the corrugated spring 36 urges the piston 22, the locking clutch 7 is securely coupled, even in this case.
Du fait que le ressort ondulé 36 présente une surface de contact courbe et régulière, la zone de contact de la partie tubulaire intérieure 23 du piston 22 et de l'enveloppe ll de la turbine est importante. Par conséquent, le ressort ondulé 36 ne détériore ni la surface du piston 22 ni celle de l'enveloppe 11 de la turbine. Because the corrugated spring 36 has a curved and regular contact surface, the contact zone of the inner tubular part 23 of the piston 22 and of the casing 11 of the turbine is large. Consequently, the corrugated spring 36 neither deteriorates the surface of the piston 22 nor that of the casing 11 of the turbine.
A la place du ressort ondulé 36, il est possible d'utiliser un autre type de ressort ou de partie élastique. Instead of the wavy spring 36, it is possible to use another type of spring or elastic part.
La position d'installation du ressort ondulé 36 n'est pas limitée à celle indiquée dans le mode de réalisation décrit ci-dessus. En outre, une partie destinée à supporter le ressort ondulé 36 n'est pas limitée à l'enveloppe ll et au moyeu 13 qui font partie de la turbine 4.The installation position of the wave spring 36 is not limited to that indicated in the embodiment described above. In addition, a part intended to support the corrugated spring 36 is not limited to the casing 11 and to the hub 13 which form part of the turbine 4.
Dans le convertisseur de couple 1 selon la présente invention, un élément de sollicitation ou un ressort ondulé 36 sollicite le piston 22 contre le carter avant 2. Par conséquent, une garniture de friction 35 est en contact avec le carter avant 2 en permanence, ce qui fait obstacle à l'écoulement du fluide hydraulique. En conséquence, la vitesse de déplacement du piston 22 pour accoupler l'embrayage à verrouillage 7 est rapide. In the torque converter 1 according to the present invention, a biasing element or an undulating spring 36 biases the piston 22 against the front casing 2. Consequently, a friction lining 35 is in contact with the front casing 2 permanently, this which obstructs the flow of hydraulic fluid. Consequently, the speed of movement of the piston 22 for coupling the locking clutch 7 is rapid.
Bien que la description précédente n'ait porté que sur un seul mode de réalisation choisi pour illustrer la présente invention, celle-ci n'est bien entendu pas limitée à l'exemple particulier décrit et illustré ici, et l'homme de l'art comprendra aisément qu'il est possible d'y apporter de nombreuses variantes et modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Although the foregoing description relates only to a single embodiment chosen to illustrate the present invention, it is of course not limited to the particular example described and illustrated here, and the person skilled in the art art will readily understand that it is possible to make numerous variants and modifications to it without departing from the scope of the invention.
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