La présente invention concerne les appareils d'accouplement hydrocinétique, notamment pour véhicule automobile, tel que décrit par exemple dans les documents O-A-94/07058 et O-A-93/13339.

Dans ce document l'appareil comporte une paroi globalement d'orientation transversale propre à être liée en rotation à un arbre menant et portant à fixation centralement une bague de guidage.

Un piston est monté mobile axialement de manière étanche le long de la bague de guidage et définit avec la paroi transversale et la bague de guidage une chambre à volume variable délimitée extérieurement par un disque et des garnitures de frottement adaptées à être serrées respectivement entre le piston et le disque et entre le disque et la paroi transversale.

Chaque garniture de frottement est solidaire de l'un des éléments disque respectivement piston - paroi transversale entre lesquels elle est destinée à être serrée.

Comme décrit dans le document WO-A-93/13339 en contrôlant la pression dans la chambre à volume variable, on peut contrôler la pression différentielle s 'exerçant sur le piston sachant que deux chambres s'étendent de part et d'autre dudit piston.

Cela permet de réaliser un glissement contrôlé par l'intermédiaire des garnitures de frottement entre le disque et l'ensemble piston - paroi transversale formant contre-piston. On peut faire glisser ou patiner le disque pour certains régimes du moteur du véhicule afin de mieux filtrer les vibrations. Ainsi un mouvement relatif se produit entre le disque et l'ensemble piston - paroi transversale.

Ce glissement conduit à un échauffement au niveau du disque c'est-à-dire à la périphérie externe de la chambre à volume variable. L'huile de l'appareil d'accouplement hydrocinétique s'échauffe donc à ce niveau à l'extérieur de la chambre à volume variable.

Afin de réduire cet échauffement, on a prévu dans le document WO-A-93/13339 de doter chaque garniture de frottement de deux rainures annulaires.

Chaque rainure est reliée par une pluralité de passages radiaux respectivement avec la périphérie interne et la périphérie externe du disque.

Des canaux radiaux relient également les deux rainures entre elles.

Ainsi en période de glissement contrôlé, la pression qui règne dans le boîtier de l'appareil d'accouplement hydrocinétique est supérieure à celle régnant dans la chambre à volume variable et le fluide circule vers l'intérieur de la chambre à volume variable c'est-à-dire de la périphérie externe à la périphérie interne des garnitures de frottement. Ceci n'est pas entièrement satisfaisant, car cela diminue le couple transmis au disque accouplé à la roue de turbine et donc à l'arbre mené. En outre la circulation du fluide vers l'intérieur n'est pas aussi rapide que souhaité.

La présente invention a pour objet de pallier, de manière simple et économique cet inconvénient. C'est donc un but de la présente invention de refroidir la périphérie externe de la chambre à volume variable tout en augmentant le couple transmis et le débit de fluide.

Suivant l'invention un appareil d'accouplement du type sus-indiqué est caractérisé en ce que lesdites rainures sont globalement en forme d'arc de cercle décentré par rapport au centre du disque et s'étendent globalement en portion de spirale de la périphérie externe à la périphérie interne de chaque garniture de frottement en étant enroulées en spirale selon le sens de rotation du disque et en ce que les rainures de refroidissement sont réparties de manière alternée d'une garniture de frottement à l'autre garniture de frottement, une garniture de frottement se terminant là où commence une rainure de l'autre garniture de frottement. Grâce à l'invention on obtient une circulation rapide de fluide du type centripète avec un effet de pompage et un couple transmis au disque plus important puisque l'huile à plus de mal à ressortir de manière centrifuge lorsque l'embrayage de

verrouillage est serré. En outre avec une surface de rainure moindre, on peut obtenir une bonne circulation de fluide.

Ainsi les garnitures de frottement sont bien refroidies et les rainures créent un effet d'entraînement du fluide par cisaillement visqueux.

Ainsi grâce aux rainures, on vient puiser de l'huile chaude à la périphérie externe du piston, au-delà des garnitures, pour la transférer et la refroidir à l'intérieur de la chambre à volume variable plus froide. On notera que le débit résultant dans les rainures est proportionnel à la pression d'alimentation et à la vitesse de rotation, notamment à la vitesse de rotation différentielle entre le disque et l'ensemble piston - paroi transversale.

Le débit de fluide vers l'intérieur de la chambre à volume variable augmente en fonction de la puissance de glissement. Ainsi plus on glisse, plus on augmente le débit de fluide.

D'une manière générale lesdites garnitures de frottement sont bien refroidies. Aucun point des garnitures n'étant loin d'une rainure ou gorge de refroidissement. En outre grâce à l'alternance des rainures d'une garniture de frottement à l'autre, on augmente le nombre des entrées et des sorties pour le fluide tout en laissant une surface importante pour les garnitures de frottement. De préférence les rainures en spirale selon l'invention s'évasent en direction de la périphérie externe des garnitures de frottement.

Ainsi on obtient un meilleur effet d'entraînement du fluide par cisaillement visqueux. La description qui va suivre illustre l'invention en regard des dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une demi-vue en coupe axiale partielle d'un appareil d'accouplement hydrocinétique selon l'invention ; - la figure 2 est avec arrachement local une vue selon la flèche 2 de la figure 1 ;

- la figure 3 est une vue selon la ligne 3-3 de la figure 2 ,-

- la figure 4 est une vue de la face dorsale du disque équipé des garnitures de frottement selon 1'invention ;

- la figure 5 est une vue en coupe selon la ligne 5-5 de la figure 4 ;

- la figure 6 est une vue de la face frontale du disque équipé des garnitures de frottement selon l'invention.

Ainsi qu'on le sait, comme décrit par exemple dans le document O-A-94/07058, auquel on pourra se reporter pour plus de précision, un appareil d'accouplement hydrocinétique comporte, agencé dans un même boîtier étanche rempli d'huile et formant carter, un convertisseur de couple et un embrayage de verrouillage 1.

Le carter forme un élément menant et est propre à être lié en rotation à un arbre menant à savoir le vilebrequin du moteur à combustion interne dans le cas d'une application à un véhicule automobile.

Ce carter, de forme annulaire, est formé de deux demi- coquilles se faisant face et fixées de manière étanche à leur périphérie externe usuellement par soudage.

La première demi-coquille 2,3 est propre à être liée en rotation à l'arbre menant et comporte une paroi 2 annulaire globalement d'orientation transversale prolongée à sa périphérie externe par une paroi 3 cylindrique globalement d'orientation axiale.

La deuxième demi-coquille, non représentée par simplicité ainsi que la roue de réaction du convertisseur, est conformée de façon à définir une roue d'impulseur à aubes solidaires de la face interne de cette demi-coquille. Ces aubes font face aux aubes d'une roue de turbine 4 fixée par rivetage ou soudage à un voile de moyeu d'un seul tenant avec un moyeu 5 cannelé intérieurement pour sa liaison en rotation à un arbre mené, à savoir l'arbre d'entrée de la boîte de vitesses dans le cas d'une application à un véhicule automobile. Cet arbre est creusé intérieurement pour formation d'un canal permettant à l'huile d'accéder à une bague de guidage 6 implantée axialement entre le moyeu 5 et la paroi transversale 2.

Plus précisément, cette bague 6 est centralement dotée d'un nez de centrage 7 saillant axialement et est fixée

centralement par soudage, dont on voit en 61 le cordon, à la paroi 2 dotée à cet effet centralement d'un manchon 60 d'orientation axiale tourné vers l'extérieur dans lequel pénètre le nez de centrage 7. La bague 6 est dotée également d'une collerette 8 d'orientation transversale. La bague 6 est ainsi épaulée et est en contact par sa collerette 8, après sa fixation par soudage, avec la face interne de la paroi 2 tournée vers le moyeu 5.

Un piston 9 est monté coulissant axialement le long de la périphérie externe annulaire de la collerette 8, pourvue d'une rainure pour montage d'un joint annulaire d'étanchéité 29. Le piston 9 présente centralement un manchon d'orientation axiale tourné vers la paroi 2 pour son coulissement le long de la collerette 8. Le piston 9 délimite avec la bague 6, la paroi 2 et un disque 10, portant à fixation, par exemple par collage ou brasage, sur chacune de ses faces des garnitures de frottement 11, 111, une chambre 30 à volume variable alimentée par la bague 6 présentant à cet effet des perçages non référencés alimentés par le canal de l'arbre mené précité. Ici les perçages affectent la collerette 8 et comportent des portions inclinées débouchant dans un trou borgne, que présente centralement la bague 6. Le disque 10 est implanté à la périphérie externe du piston 9 et présente à sa périphérie externe, radialement au-delà du piston 9, des pattes en forme d'équerre 28 avec une partie d'orientation axiale pénétrant chacune dans une encoche, que présente une rondelle de guidage

12 à sa périphérie interne, et une partie d'orientation radiale de raccordement à la partie principale du disque 10. Ce disque 10 est ainsi lié en rotation, avec mobilité axiale, à la rondelle de guidage 12 par une liaison du type tenons-mortaises

13 à pattes et encoches.

Les encoches sont réalisées dans une portion transversale 14 de la rondelle de guidage 12. Cette portion transversale 14 est prolongée par une portion annulaire 15 d'orientation axiale servant à maintenir radialement extérieurement des ressorts à boudin 16, retenus intérieurement par une portion annulaire de maintien 17 d'un voile 18 prolongé vers l'intérieur par un flasque 19 fixé par rivetage au voile du

moyeu 5 en même temps que la roue de turbine 4 dotée à cet effet de pattes (non référencées) à sa périphérie interne.

En variante la fixation peut être réalisée par soudage. Le flasque 19 présente une série de trous (non référencés) pour circulation de l'huile entre le piston 9 et la roue 4.

Le voile 18 présente des portions d'appui 20 pour les extrémités circonférentielles des ressorts 16. Ces portions 20 sont formées à la faveur de crevés d'appui, de forme sinueuse, s'étendant de la périphérie interne à la périphérie externe de la portion de maintien 17 du voile 18. Cette portion 17 est en forme de demi-coquille et est décalée axialement par rapport aux portions 14,15 de la rondelle de guidage 12 formant également une demi-coquille. La rondelle de guidage 12 est dotée au niveau de sa portion axiale 15 de déformations de matière vers l'intérieur 21 pour appui des extrémités des ressorts 16. La portion 14 présente également des pattes 22 pour appui des extrémités des ressorts 16. Pour plus de précision on se reportera au document O-A-94/1047058 notamment aux figures 24 à 28 de celui-ci. On notera, à l'exception du joint 29 et des garnitures

11,111, que les pièces de l'appareil d'accouplement hydrocinétique sont métalliques.

Ainsi l'embrayage de verrouillage l comporte un amortisseur de torsion 23 implanté en majeure partie entre la roue de turbine 4 et la paroi 2 à la périphérie externe de la première coquille, avec une partie d'entrée 12, disposée radialement au-dessus du piston 9 et des garnitures 11,111 en étant constituée par la rondelle de guidage 12 en forme de demi- coquille 14,15, des ressorts à boudin 16 et une partie de sortie constituée par le voile 18 également en forme de demi-coquille à sa périphérie externe.

La partie de sortie 18 est liée en rotation à la roue de turbine 4, plus précisément au moyeu 5 de celle-ci, tandis que la partie d'entrée 12 est liée en rotation au disque 10, saillant radialement par rapport au piston 9. La partie d'entrée 12 est donc liée de manière débrayable via le disque 10 et les garnitures 11,111 à l'arbre menant, ledit disque 10 avec ses garnitures étant propre à être serré de manière débrayable entre le piston 9 et la paroi 2 formant contre-piston. Le disque 10

est donc accouplé de manière élastique au moyeu 5 et à la roue 4.

Plus précisément la roue de turbine 4 est entraînée en rotation par la roue d'impulseur grâce à la circulation de fluide contenu dans le boîtier au carter étanche et après démarrage du véhicule l'embrayage de verrouillage 1 permet, pour éviter les phénomènes de glissement entre les roues de turbine et d'impulseur, une solidarisation directe de l'arbre mené avec l'arbre menant et ce par serrage des garnitures de frottement 11,111 et du disque 10 entre le piston 9 et le contre-piston 2 avec entraînement direct de l'arbre mené par la coquille 1.

Pour desserrer l'embrayage 1 (figure 1), on envoie de la pression dans la chambre 30 par l'intermédiaire du canal de l'arbre mené, du trou borgne de la bague 6 et des perçages de celle-ci. Cette chambre 30 est rendue étanche par le joint 29 porté par la collerette 8.

En position embrayage engagé (garnitures 11,111 serrées) ladite chambre 30 est dépressurisée. Cette chambre 30 est donc délimitée extérieurement par le disque 10 et les garnitures 11,111.

On notera que le piston 9 est lié en rotation à la paroi 2 de la première coquille par des languettes élastiques tangentielles 40 réparties régulièrement circon- férentiellement, ici quatre jeux de languettes (figure 3) . Ces languettes 40 autorisent un mouvement axial du piston. Ici les languettes sont attelées à la paroi transversale 2 par l'intermédiaire d'une pièce annulaire 44, ici métallique, solidaire de la paroi 2 ici par des rivets 45 venus ici d'un seul tenant de celle-ci, par exemple par extrusion. A sa périphérie interne la pièce annulaire 44 présente de place en place des pattes 48 décalées axialement par rapport à sa partie principale de fixation à la paroi 2. Les languettes 40, formées ici d'un empilage de deux languettes, sont solidarisées à l'une de leur extrémité par des rivets 43 aux pattes 48. En variante les rivets peuvent consister en des vis ou des boulons.

Pour l'attelage de l'autre extrémité des languettes 40 au piston 9, on met en oeuvre des moyens de fixation 41,42, qui, tout en étant aptes à traverser globalement les languettes 40 et le piston 9, comportent deux parties, à savoir, une première

partie 41, qui, par avance, est assujettie aux languettes 40, du côté de celles-ci opposées au piston 9, et d'une deuxième partie 42, qui, pour venir en prise avec la première partie 41, ne nécessite d'intervenir que du côté du piston 9. Les languettes 40 s'étendent dans le volume qui s'étend radialement entre les garnitures de frottement 11,111 et l'axe de l'ensemble c'est-à- dire dans la chambre 30. Ces languettes 40 s'étendent axialement entre la paroi 2 et le piston 9 dans une région où la paroi 2 est saillante axialement en direction opposée à la roue de turbine en sorte qu'axialement, au niveau de la collerette 8 de la bague 6, un faible encombrement axial existe entre le piston 9 et la paroi 2.

Ici la fixation en deux parties 41,42 est du type tige de boulon sertie. La première partie 41 comporte une tige avec une tête d'appui. La tige traverse à jeu le perçage du piston 9 et comporte un premier tronçon lisse et un premier tronçon cranté. Cette partie 41 est assujettie par emmanchement à force ou en variante par moletage ou collage aux languettes 40. La tête d'appui des tiges 41 est montée dans la chambre 30. La deuxième partie 42 consiste en une bague de sertissage, qui comporte, du côté du piston, une embase de plus grand diamètre pour éviter son fluage dans le perçage du piston. La bague 42 est donc montée à l'extérieur de la chambre 30.

Ainsi qu'on l'aura compris on écrase la bague 42 pour que celle-ci vienne en prise avec le tronçon cranté de la tige 41. En variante on peut utiliser des rivets du type "POP".

En variante la première partie peut consister en un écrou ou une vis fixée par exemple par collage aux languettes 40 et la deuxième partie en une vis ou un écrou. Toutes les dispositions décrites dans le document

FR94 13205 déposé le 4 novembre 1994 sont envisageables.

Dans le mode de réalisation des figures 1 à 3 des moyens de butée 50 sont implantés dans la chambre 30 pour notamment limiter le cambrage des languettes 40 et ménager celles-ci. Ces moyens de butée 50 sont formés à la faveur de la pièce 44 servant à l'entraînement et à la fixation des languettes 40 à la paroi 2. Plus précisément les languettes tangentielles 40 sont ici prolongées circonférentiellement au-

delà de la fixation en deux parties 41,42 des languettes 40 au piston 9.

L'extrémité libre de chacun des prolongements 47 est propre à coopérer avec une butée 46 tournée vers la paroi 2 (figures 2 et 3) . Cette butée 46 appartient au moyen 50 et s'étend localement parallèlement à la paroi 2. Elle est formée par emboutissage à la faveur des pattes 48 décalées axialement par rapport à la partie principale de la pièce annulaire 44.

Une patte 48 présente donc une extrémité pour la fixation d'un rivet 43 et une butée 46.

Ainsi à partir de la partie principale de la pièce 44, il est formé globalement en section des équerres (ou griffes) avec une partie d'orientation axiale entourant l'extrémité libre des languettes 40 (le prolongement 47) , prolongées par une partie d'orientation transversale 46 formant les moyens de butée 50 propres à coopérer avec la face des languettes 40 tournée vers le piston 9 c'est-à-dire avec la face dorsale des languettes 40.

Les butées 46 limitent donc le déplacement du piston 9 en direction opposée à la paroi transversale 2.

Ainsi on évite tout contact du piston 9 avec le moyeu 5 ou le flasque 19 et on limite le déplacement relatif entre la bague 6 et le piston 9, qui reste en toute circonstance en prise avec le joint 29. La chambre 30 est donc toujours étanche et ce malgré le gonflement du boîtier qui se produit ainsi qu'on le sait lors de la rotation de l'appareil d'accouplement hydrocinétique.

Bien entendu, en variante, les moyens de butée 50 peuvent consister en un anneau rapporté, par exemple par rivetage ou encliquetage, sur la bague de guidage 6 en étant en contact avec la face dorsale de celle-ci. Cet anneau fait alors saillie par rapport à la périphérie externe de la collerette 8 et est adapté à coopérer avec la périphérie interne du piston 9 pour limiter le déplacement de celui-ci en direction opposée à la paroi 2.

Grâce aux moyens de butée 50 on peut réduire l'écartement qui existe entre le piston 9 et la garniture 11 lorsque l'embrayage de verrouillage est désengagé ou déponté.

Ceci permet de réduire les temps de réponse et est favorable à la création d'un glissement contrôlé décrit ci- après.

Ainsi qu'on l'aura compris le piston 9 délimite deux chambres à savoir la chambre 30 à volume variable et une chambre principale située du côté de la face dorsale du piston 9 tourné à l'opposé de la paroi 2.

Ainsi en faisant varier la pression dans la chambre à volume variable 30, on peut réaliser un glissement contrôlé des garnitures de frottement 11,111 par rapport respectivement au piston 9 et à la paroi 2 formant contre-piston.

Ce glissement contrôlé permet notamment de faire glisser ou patiner les garnitures de frottement 11,111 et donc le disque 10 pour certains régimes du moteur afin de mieux filtrer les vibrations.

Un mouvement relatif se produit donc alors entre le disque 10 équipé des garnitures 11,111 et l'ensemble piston 9 - paroi transversale 2.

Ce glissement conduit donc à un échauffement desdites garnitures de frottement ainsi que du piston 9, du disque 10 et de la paroi 2 et ce à la périphérie externe de la chambre 30.

L'huile s'échauffe donc au-delà de la chambre 30 à volume variable à proximité de celle-ci.

On notera que le piston 9 et la paroi 2 comportent des portions transversales à la périphérie externe de la chambre 30 pour offrir des faces de friction planes (d'orientation transversale) aux garnitures de frottement 11,111.

Ainsi lors du glissement contrôlé la pression qui règne dans la partie principale du boîtier de l'appareil d'accouplement hydrocinétique est supérieure à celle régnant dans la chambre à volume variable 30.

Pour diminuer l'échauffement, l'invention propose de créer dans les garnitures de frottement 11,111 des rainures 80,180 s'étendant globalement en portion de spirale de la périphérie externe à la périphérie interne de chaque garniture de frottement 11,111 en étant enroulées en spirale selon le sens de rotation (figure 4) du disque inverse de celui F du moteur pour réaliser un effet d'écope.

Ici quatre rainures ou gorges 80,180 sont prévues par garniture de frottement 11,111. Ces rainures sont réparties régulièrement circonférentiellement telle que mieux visible dans les figures 4 et 6. Elles sont globalement, suivant une caractéristique de l'invention, en forme d'arc-de-cercle décentré par rapport au centre du disque 10 et s'enroulent en spirale en pratique selon une portion de spirale.

Bien entendu ces rainures peuvent avoir une plus ou moins grande longueur. On notera le fait, que les rainures s'étendent en portion de spirale, permet d'augmenter le nombre d'entrées et de sorties pour le fluide transitant dans les gorges tout en laissant une surface importante pour les garnitures.

D'une manière générale on a intérêt à augmenter le nombre de gorges pour un transfert rapide d'huile dans la chambre 30. Bien entendu tout cela dépend des applications.

Les rainures s'évasent de préférence en direction de la périphérie externe des garnitures de frottement 11,111. Elles ont de préférence une largeur supérieure à leur profondeur. Elles sont plus larges à leur périphérie interne et externe pour faciliter la circulation du fluide (ici de l'huile) et recueillir et évacuer le maximum de fluide. En outre on évite un écaillage des garnitures.

On notera la disposition alternée d'une garniture de frottement à l'autre, c'est-à-dire qu'une rainure 80 de la garniture de frottement 11 se termine à la périphérie interne de ladite garniture là ou commence une rainure 180 de la garniture de frottement 111.

Ainsi les garnitures de frottement sont bien refroidies car aucun point des garnitures de frottement n'est loin d'une gorge de refroidissement 80,180.

Grâce à l'invention lors du glissement contrôlé on obtient une circulation de fluide du type centripète avec effet de pompage, le fluide circulant de la périphérie externe du disque 10 à la périphérie interne dudit disque, du fait que la pression régnant sur la face dorsale du piston 9 est en général plus grande que la pression régnant dans la chambre à volume variable.

Ainsi l'huile chaude, présente au-delà des garnitures 11,111, est transférée dans la chambre 30 via les rainures 80,180 puisant l'huile chaude. L'huile est donc refroidie dans la chambre 30. On notera que le débit du fluide à travers les rainures est proportionnel à la vitesse et que l'on obtient grâce aux rainures un effet d'entraînement du fluide par cisaillement visqueux, les rainures puisant de l'huile à la périphérie externe de la chambre 30. Le débit est proportionnel à la pression différentielle et à la vitesse, notamment à la vitesse différentielle entre le disque 10 et l'ensemble piston 9 - paroi transversale 2. Ce débit augmente en fonction de la puissance de glissement.

On obtient une bonne transmission de couple de la paroi 2 au disque 10 malgré la présence des rainures de refroidissement 80,180. En résumé tout dépend de la vitesse relative entre le moteur (et donc la paroi 2) et le disque 10.

On notera que la fixation des garnitures de frottement sur le disque 10 est avantageuse car grâce aux pattes 28 on peut orienter aisément les rainures par rapport au sens de rotation du disque repéré par la flèche F aux figures 4 et 6.

Bien entendu la présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit. En particulier la liaison en rotation du piston 9 avec la première demi-coquille 2,3 peut être réalisée à la faveur du piston 9 présentant à sa périphérie interne des cannelures propres à engrener avec des cannelures complémentaires, que présente la bague 6 à sa périphérie interne c'est-à-dire à la périphérie externe de sa collerette.

En variante on peut utiliser le type de liaison en rotation à bossages décrit dans le document O-A-94/07058 précité.

Bien entendu la liaison en rotation peut être réalisée également comme décrit dans le document WO-A-93/13339 c'est-à- dire une liaison faisant intervenir un moyeu cannelé porté par le piston et un disque cannelé intérieurement porté à solidarisation par la paroi 2. Dans ce cas le disque cannelé offre une face de friction à la garniture 111 en sorte que lesdites garnitures sont propres à être serrées directement ou indirectement, par exemple avec interposition d'un disque, d'une

plaque, d'un revêtement etc., entre le piston 9 et la paroi transversale 2.

En variante les garnitures de frottement 11,111, au lieu d'être solidaires par collage ou brasage du disque 10, peuvent être solidarisées respectivement au piston 9 ou à la paroi 2 et ce par exemple par collage ou brasage en sorte que chaque garniture de frottement est solidaire de l'un des éléments respectivement piston - paroi transversale entre lesquels elle est destinée à être serrée. Les rainures 180,80 peuvent donc affecter les faces des garnitures de frottement 111,11 tournées vers le disque 10.

Bien entendu on peut inverser la structure de la liaison 13 le disque 10 présentant alors des mortaises dans lesquelles s'engagent des tenons de la rondelle de guidage 12. En variante le disque 10 peut être accouplé par une liaison de type tenons-mortaises à une couronne rapportée sur la roue de turbine 4. Dans ce cas le disque 10 est accouplé de manière rigide à la roue de turbine 4.

Bien entendu le nombre des rainures de refroidissement 80,180 dépend des applications, notamment du diamètre externe des garnitures de frottement 11,111.