Brevet FR2373719A1 — publié le 19780707

La présente invention se rapporte à un accouplement électromagnétique, agencé en particulier pour embrayer et débrayer automatiquement un ventilateur de refroidissement d'un moteur endothermique de véhicule quand un fluide de transmission de chaleur se trouvant dans le radiateur atteint une température prédéterminée. On assure de préférence le refroidissement par radiateur de la majorité des moteurs de véhicules automobiles en utilisant un ventilateur claveté sur l'arbre d'un moteur électrique qui est généralement enclenché par un contacteur thermique relié au radiateur. La puissance électrique relativement élevée qui est consommée par de tels moteurs se traduit par un surdimensionnement du système électrique du véhicule et il en résulte que, dans certains cas, il est préférable d'entratner le ventilateur en utilisant l'énergie mécanique disponible sur l'arbre d'entratnement du véhicule par l'intermédiaire d'un accouplement commandé par un signal électrique fourni par un contacteur thermique. De tels accouplements comprennent généralement une bobine entraînée en rotation de façon continue par un disque actionné par l'arbre d'entratnement et une armature montée folle sur l'ar- bre et reliée par un système de torsion à un moyeu d'un rotor de ventilateur de façon à 8tte attirée par la bobine et à entre amenée en contact avec le disque pour tourner avec lui par friction. La bobine est généralement alimentée par l'intermédiaire de deux électrodes collectrices fixées rigidement sur elle et agencées pour coopérer avec deux balais fixes correspondants ou bien par l'interméditaire d'une électrode et d'un balai correspon dant, auquel cas le retour du courant d'excitation de la bobine s'effectue soit par l'intermédiaire des paliers de liaison entre le disque et l'arbre d'entratnement soit en utilisant des joints d'étanchéité électriquement conducteurs pour le fluide de transmission de chaleur en contact avec le disque. Lorsque le fluide se trouvant dans le radiateur devient excessivement chaud, le contacteur thermique se ferme en produisant une excitation de la bobine qui commence à attirer l'armature et qui fait tourner le rotor du ventilateur par l'intermédiaire du système de torsion prévu entre l'armature et le disque. Une structure du type défini ci-dessus présente différents inconvénients d'une nature essentiellement électrique, principalement à cause du mode de connexion électrique des bornes de la bobine avec le circuit contenant le contacteur thermique. A cet égard, il est à noter que les balais, qui sont soumis à un glissement continu et les paliers qui sont périodiquement traversés par le courant d'excitation de la bobine se détériorent progressivement au cours du temps et de ce fait ils nécessitent, après une période initiale, des contres périodiques et éventuellement un entretien. L'invention a pour objet un accouplement électromagnétique qui, par eomparaison aux accouplements de types connus, est d'une construction simplifiée, d'un coût réduit et d'une plus grande fiabilité en vue de remédier aux inconvénients mentionnés cidessus. Ces différents problèmes sont résolus à l'aide d'un accouplement électromagnétique selon l'invention, qui est destiné en particulier à assurer l'embrayage et le débrayage automatiques d'un ventilateur de refroidissement d'un radiateur d'un moteur endothermique quand un fluide de transmission de chaleur se trouvant dans le radiateur atteint une température donnée, l'accouplement étant agencé pour relier ensemble un moyeu de rotor du ventilateur et un arbre, qui est entratné en rotation autour de son axe par un mécanisme d1entratnement approprié, et du type comprenant un électrowaimant qui comporte lui-même une bobine torique et une armature disposée coaxialement par rapport à l'arbre, ladite bobine étant commandée par un moyen de mesure de la température du fluide, ledit accouplement étant caractérisé en ce que ledit mécanisme d'entraenement comporte un disque agencé pour 9tre relié à l'arbre avec possibilité de rotation relative et disposé entre la bobine et l'armature, l'armature étant reliée sans possibilité de rotation relative avec le moyeu et pouvant coulisser axialement par rapport au disque de façon à Entre amenée en contact avec ce dernier en opposition à l'action de moyens élastiques quand la bobine est excitée, cette dernière étant reliée rigidement à un support fixe sur lequel l'arbre est monté à rotation. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en réérenoe aux dessins annexés dans lesquels la fig. 1 est une coupe faite suivant la ligne I-I de la fig. 2; La fig. 2 est une vue de face en coupe partielle d'un accouplement électromagnétique selon l'invention, et la fig. 3 est une coupe faite suivant la ligne II-II de la fig. 2. Les figures 1 et2 représentent un carter 1 d'une pompe à fluide de transmission de chaleur (non représentée) servant à refroidir un moteur endothermique, ledit carter supportant un arbre 3 de la pompe par l'intermédiaire d'un palier 2. Ce carter est également relié rigidement, par l'intermédiaire d'un élément porteur 4 et de vis de liaison 5, à un élément annulaire 6 en matière ferromagnétique et à section droite en U qui délimite intérieurement une chambre circulaire 7 dans laquelle est disposée une bobine torique 8, qui y est fixée à l'aide d'un adhésif isolant.Cette bobine est reliée par l'intermédiaire d'un câble d'alimentation 11 et d'une borne de connexion 12 à un circuit électrique externe (non représenté), comprenant un contacteur thermique qui est monté dans un radiateur du moteur endothermique et qui ferme et ouvre le circuit pour des températures prédéterminées du fluide de refroidissement Plus particulièrement, ce câble peut comporter un ou deux conducteurs isolés, suivant qu'il est préférable d'utiliser le carter de pompe 1 comme élément de retour de courant de bobine ou bien de maintenir la bobine 8 électriquement isolée du carter. Sur l'arbre 3 est claveté un moyeu 14 du corps 15 d'une poulie 16 qui est accouplée en torsion à l'arbre par l'intermédiaire d'une clavette 17. Le mouvement axial de la poulie est limité vers l'intérieur par une bague 19 maintenue en position par une bague torique 20 logée dans une gorge 21 ménagée dans l'ar- bre 3. Le mouvement de la poulie vers l'extérieur est limité par une paroi annulaire de cette poulie qui coopère avec la bague intérieure 23 dtun roulement à billes 24 par l'intermédiaire d'une rondelle 25, cette bague 23 étant bloquée sur son siège par un écrou annulaire 26 fileté intérieurement et vissé sur le filetage extrême correspondant de l'arbre 3. La poulie 16 comporte sur sa périphérie une gorge trapézotdale 30 agencée pour coopérer avec une courroie trapézoidale correspondante (non représentée) qui est reliée,par exemple par l'intermédiaire dtune autre poulie,à l'arbre d'entratnement du véhicule. La poulie 16 est pourvue de plusieurs trous 31 à proximité de l'ouverture de la chambre circulaire 7. La bague extérieure 33 du roulement 24 est fixée sur un moyeu 34 d'un rotor (non représenté), ce moyeu étant constitué par exemple d'une matière synthétique, de préférence une matière thermoplastique, et étant relié à une des extrémités de bandes métalliques 38 élastiquement déformables à l'aide de vis 35 à tête hexagonale. Une armature torique 39 de ~l'électro-aimant est fixée à l'autre extrémité de la bande métallique 38 par des rivets 40 et des rondelles métalliques d'espacement 41 pouvant résister à la force d'ancrage des rivets 40. Ces rivets 40 sont également solidaires diun nombre correspondant de plaquettes 42 en matière plastique. En se référant plus particulièrement à la fig. 3, on voit que les bandes sont profilées et disposées de manière à produire une force élastique qui maintient l'armature 39 dans une position de repos définie par l'entrée en contact de chaque plaquette 42 avec la tette de vis 43. Ces vis sont vissées dans un filetage ménagé dans le moyeu 34 et elles sont empochées de se déplacer axialement par des écrous de blocage 44 en vue de définir un intervalle d'air ou entrefer 45 entre l'armature et le corps 15 de la poulie 16.L'intervalle 45, qui peut être réglé par ajustement de chaque vis 43 en utilisant une clé placée sur une toute carrée 46 de la vis, doit avoir une épaisseur minimale déterminée afin de permettre une attraction aisée de l'armature 39 quand la bobine 8 est excitée, mais cependant suffisant pour empêcher un glissement non intentionnel entre le corps 15 de la poulie 16 et l'ar- mature après interruption du courant d'excitation fourni à la bobine 8. On va maintenant décrire le fonctionnement de l'accouplement électromagnétique selon l'invention. Lorsque le moteur est mis en route, la pompe à fluide de transmission de chaleur est simultan-dment actionnée du fait de l'accouplement direct établi-entre l'arbre du moteur et l'arbre de pompe 3. Tant que la température du fluide de refroidissement reste inférieure à une valeur limite prédéterminée, le contacteur thermique maintient ouvert le circuit électrique alimentant la bobine 8.Dans ces conditions, l'armature 39 n'est pas attirée et elle reste immobilisée par l'intermédiaire des plaquettes 42 contre les têtes des vis 43 du moyeu 34. En conséquence, le moyeu 34 ne se déplace pas, ou bien tourne légèrement en étant entratné par le frottement du roulement à billes 24. Quand la température dépasse la valeur limite déterminée, le contacteur thermique ferme le circuit d'alimentation de la bobine 8 et l'armature 39 est attirée contre le corps 15 de la poulie 16 avec lequel elle entre en contact angulairement par friction.De cette manière le moyeu 34, qui est relié rigidement à l'armature 39, est entratné en rotation et le rotor accouplé assure alors une ventilation forcée du radiateur, en augmentant ainsi sensiblement l'efficacité de refroidissement du fluide contenu dans celui-ci. Lorsque le refroidissement devient excessif, la réduction de la température du fluide provoque une réouverture du contacteur thermique, ce qui assure la séparation de l'armature 39 par rapport au corps 15 de la poulie 16 et le débrayage du rotor 36. L'accouplement électromagnétique selon l'invention permet par conséquent une simplification considérable de construction par rapport aux types connus, par exemple en éliminant le collecteur et les balais ainsi que des joints d'étanchéité formés d'un matériau électriquement conducteur et agencés pour relier l'arbre électriquement au carter de pompe. A cet égard, dans l'accouplement décrit, du fait que la bobine est fixe et est accouplée rigidement au capter de pompe, il n'est pas nécessaire de prévoir des éléments de contact glissant. En outre,1'utilisation des plaquettes 42 en matière plastique amortit considérablement les chocs entre l'armature 39 et les testes des vis 43 quand l'électro-aimant est désexcité, ce qui rend l'accouplement bien moins bruyant. Enfin,l'utilisation des vis 43 pour régler l'intervalle d'air permet d'obtenir un fonctionnement continu du rotor du ven filateur dans le cas où le contacteur thermique -détecterait un défaut. A cet égard, il est à noter que, lors du réglage des vis 43 de manière à amener l'armature 39 en contact avec le corps 15 de la poulie, le'rotor du ventilateur peut être entratné en rotation en cas d'urgence Jusqu a ce qu'on ait corrigé la panne du contacteur thermique, l'accouplement pouvant alors reprendre son fonctionnement automatique. En conclusion, l'accouplement électromagnétique selon l'invention permet non seulement de remédier aux inconvénients de nature électrique, mais il procure également un perfectionnement considérable en ce qui concerne la fiabilité et la réduction du coût de construction. L'invention n'est pas limitée au mode de realisation décrit précédemment à titre de simple exemple. Elle en couvre au contral- re toutes les variantes à la portée de l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1. Accouplement électromagnétique, en particulier pour l'embrayage et le débrayage automatiques d'un ventilateur de refroidissement d'un radiateur d'un moteur endothermique, quand un fluide de transmission de chaleur se trouvant dans le radiateur atteint une température donnée, l'accouplement étant agencé pour relier ensemble un moyeu de rotor du ventilateur et un arbre, qui est entratné en rotation autour de son axe par un mécanisme d'entratnement approprié, et du type comprenant un électro-aimant qui comporte lui-même une bobine torique et une armature disposée coaxialement par rapport à l'arbre, ladite bobine étant commandée par un moyen de mesure de la température du fluide, ledit accouplement étant caractérisé en ce que ledit mécanisme d'entratnement comporte un disque agencé pour être relié à l'arbre avec possibilité de rotation relative-et disposé entre la bobine et l'armatu re, l'armature étant reliée au moyeXsans possibilité de rotation relative, et pouvant coulisser axialement par rapport au disque, de façon à Entre amenée en contact avec ce dernier à l'encontre de moyens élastiques quand la bobine est excitée, cette dernière étant reliée rigidement à un support fixe sur lequel l'arbre est monté à rotation. 2. Accouplement électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens élastiques comprennent plusieurs bandes élastiquement déformables=qui sont reliées par leurs premières extrémités au moyeu du rotor et par leurs secondes extrémités à l'armature, lesdites bandes étant profilées et agencées de façon à maintenir l'armature dans une position axiale dans laquelle elle se trouve espacée d'une distance prédéterminée du disque quand la bobine ntest pas excitée. 3. Accouplement électromagnétique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le disque comporte un moyeu claveté sur l'arbre et en ce qu'il est prévu entre le moyeu du disque et le moyeu du rotor un palier tournant permettant au rotor de tourner fou par rapport au disque. 4. Accouplement électromagnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le disque comporte une première paroi cylindrique et une seconde paroi cylndri- que d'un diamèt-re inférieur à la première, les deux parois précitées délimitant, en coopération avec une partie périphérique du disque, une cavité annulaire destinée à recevoir ladite bobine. 5. Accouplement électromagnétique selon la revendication 4, caractérisé en ce que des trous axiaux sont ménagés dans ladite paroi périphérique-du disque. 6. Accouplement électromagnétique selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce qu'il est prévu dans la première paroi cylindrique des sièges destinés à recevoir une courroie tra pézotdale agencée pour entratner le disque en rotation. 7. Accouplement- électromagnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite bobine est logée dans un siège de section droite en U qui est prévu dans un élément annulaire solidaire du support fixe.