Brevet FR2452031A1 — publié le 19801017

L'invention a pour objet un dispositif d'embrayage électromagnétique pour un ventilateur de radiateur de véhicule automobile. On sait qu'il est quelquefois désirable d'interrompre l'entraînement d'un ventilateur destiné à mettre en mouvement ou accélérer le mouvement de l'air balayant les ailettes ou analogues d'un radiateur dans lequel circule l'eau de refroidissement du moteur d'un véhicule automobile. Dans les moteurs de puissance relativement faible, comme ceux équipant les véhicules de tourisme, le ventilateur est entraîné à partir d'un moteur électrique, dont la mise en fonctionnement ou hors fonctionnement est dépendante de la température de l'eau de refroidissement du moteur. Mais une telle disposition ne peut être utilisée sur des véhicules équipés de moteurs à combustion interne de plus forte puissance, comme ceux équipant les poids lourds ou camions, car alors il faudrait faire appel à des moteurs électriques d'une puissance telle que le prix et/ou l'encombrement en seraient prohibitifs. En fait, sur la plupart des véhicules industriels connus, le ventilateur est entraîné en permanence ce qui, dans le cas ou son intervention est inutile, entraîne à une perte de puissance pouvant atteindre de 10 à 20 CV, notamment pour les ventilateurs équipant les moteurs Diesel. L'adoption de dispositifs d'embrayage électromagnétiques utilisés il y a longtemps sur des moteurs de puissance relativement faible n'a pas donné de résultats satisfaisants. L'invention a pour objet un dispositif d'embrayage électromagnétique qui comble cette lacune et qui peut être utilisé pour l'entraînement de ventilateurs adjoints à des moteurs de grande puissance sans en grever le prix de revient, et qui soit d'un fonctionnement efficace et sûr. Les inconvénients des dispositifs d'embrayage électromagnétique connus pour cette utilisation sont leur encombrement, l'usure prématurée des pièces de transmission de mouvement et leur grippage. Ces difficultés sont à rapporter au fait que les composants en un métal à perméabilité magnétique élevée, pour la bonne transmission du flux magnétique, ont une résistance à l'usure faible. Elles proviennent également du fait que, pour éviter les pertes électromagnétiques, on est amené à ajourer les pièces polaires, diminuant d'autant leur surface de frottement. Selon l'invention, la pièce polaire de l'electro-aimant prévue pour le passage du flux magnétique suivant un circuit fermé comprend deux parties solidaires l'une de l'autre par l'intermediaire d'une soudure amagnétique. L'application d'une telle soudure permet alors de constituer la piece polaire par des parties non ajourées, donc à résistance mécanique élevée et à large surface active sans qu'il en résulte de perte électromagnétique. Selon l'invention, également, l'armature propre à coopérer avec la pièce polaire est en un matériau à perméabilité magnétique relativement faible, ce qui permet de la constituer en un métal dur, les forces magnétiques engendrées etant toutefois suffisantes en raison précisément des larges aires de coopération entre la pièce polaire et l'armature. L'utilisation d'une armature en métal dur réduit l'usure. Les forces d'application de l'armature contre la pièce polaire sont suffisantes tout en maintenant la pression à une valeur relativement faible, ce qui est également favorable à une longue durée d'usage. Le risque de grippage est pratiquement annulé. La description qui suit, faite à titre d'exemple, se réfère aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue en coupe axiale; la figure 2 est une vue en élévation par l'arrière; la figure 3 est une vue en coupe axiale d'une pièce polaire. Sur le nez 11 (figure 1) d'un moteur à combustion interne est fixé, par un plateau 12 (figure 2) présentant en ses angles des trous 13 pour la traversée par des moyens de fixation, un manchon 14 dans lequel sont logés deux roulements 15 et 16, entre lesquels est interposée une entretoise tubulaire 17, qui servent au support à rotation d'un arbre 18 Ledit arbre est immobilisé longitudinalement à l'arrière grâce à un épaulement 19 qu'il présente et, à l'avant, par un écrou 21 coopérant avec une partie filetée 22 formant l'extrémité dudit arbre. L'écrou 21 applique une rondelle 23 contre un premier roulement 24 de support à rotation de l'arbre 18 dans une tête 25 présentant sur sa face frontale 26 des trous borgnes taraudés 27 prévus pour-la fixation du noyau d'un ventilateur non représenté.Au support de la tête 25 contribue un second roulement 28, une entretoise tubulaire 29 étant interposée entre le premier roulement 24 et le second roulement 28. Sur l'arbre 18 est calée, grâce à une clavette 31, par son moyeu 32 immobilisé longitudinalement par les roulements 28 et 15, une pièce polaire 33 (figure 3) en forme générale de disque et qui comprend une partie périphérique 34 et une partie annulaire centrale 35 comportant le moyeu 32. La pièce polaire 33 est en un matériau à perméabilité magnétique élevée et aussi bien la partie 34, périphérique, que la parti 35, sont en principe dépourvues d'ajours sous réserve de trous 36, dé petit diamètre, prévus sur la marge 37 de la partie périphérique 34, ladite marge ne jouant au demeurant aucun rôle dans la transmission du flux magnétique.Le bord interne 38 de la partie périphérique 34 est à distance du bord externe 39 de la partie centrale 35 et les deux parties sont reliées l'une à l'autre par un anneau 41 en soudure amagnétique, à base d'acier dur, dont la résistance mécanique est au moins équivalente à celle du matériau constitutif des parties 34 et 35. La pièce polaire 33 présente sur sa face antérieure un embrèvement 42 propre à recevoir une garniture de friction 43 dont la face active 44 est coplanaire aux surfaces antérieures 44a et 45 de la pièce 33 situées de part et d'autre de l'embreve- ment 42. La face postérieure 46 de la pièce polaire 33 présente un logement annulaire 47 dans lequel pénètre, avec un certain jeu, le corps inducteur 51 en forme d'anneau d'un électro-aimant fixé dans le manchon 14 par des vis 53.- L'inducteur comporte une bobine 54 dont les extrémités sont reliées par des conducteurs 55 et 56 à un circuit d'alimentation, le conducteur 55 étant en série, par l'intermédiaire d'un bouchon 57, avec une sonde plongée dans l'eau de refroidissement du moteur. La bobine 54 est immobilisée dans la cage en acier que constitue l'inducteur 51 par l'intermédiaire d'une résine époxy chargée en oxyde de fer qui permet une bonne dissipation de la chaleur engendrée par la circulation du courant dans la bobine 54. La pièce polaire 33 est fixée par des vis 61 à tête 62 sur la joue 63 d'une poulie 64 entraînée par le moteur à combustion interne par des courroies trapézoidales coopérant avec les gorges 65 de ladite poulie. L'armature de l'electro-aimant est constituée par un disque 66 dont la face postérieure 67 est en regard de la face antérieure de la pièce polaire 33 et qui est relié à la tête 25 par des vis 68. Le fonctionnement est le suivant La poulie 64 est entraînée en permanence par le moteur. L'arbre 18 sur lequel elle est calée par l'intermédiaire de la pièce polaire 33 tourne dans le manchon 14 avec interposition des roulements 15 et i6. Aussi longtemps que l'eau de refroidissement du moteur n'atteint pas une température prédéterminée aucun courant ne circule dans la bobine 54 et l'armature 66, distante de la pièce polaire 33, n'est pas entraînée par celle-ci : le ventilateur ne tourne pas ou tourne fou sur l'arbre 18, avec interposition des roulements 24 et 28. Lorsque la température de l'eau de refroidissement.du moteur à combustion interne dépasse une valeur prédéterminée, la bobine 54 est alimentée. Le flux magnétique qu'elle crée circule dans un circuit qui comprend la couronne externe 71 de l'inducteur 51, la couronne postérieure 72 que présente la partie 34 de la pièce polaire 33, le corps 73 de ladite partie 34 d'où elle sort par la face 44a, l'armature 66, le corps 74 de la partie 35 de la pièce polaire 33 dans lequel elle rentre par la face 45, la couronne postérieure 75 de ladite pièce polaire 33 et la couronne interne 76 de l'inducteur 51. L'armature 66 est attirée contre la face antérieure de la pièce polaire, et l'embrayage est assuré par l'application sous pression de la face postérieure 67 de l'armature 66 contre, d'une part, les surfaces métalliques 44a et 45 de la pièce polaire 33, d'autre part contre la face de frottement 68 de la garniture 13. Le ventilateur est entraîné à la vitesse de rotation de la poulie 64. Aucune dérivation parasite du flux ne se produit entre la partie externe 35 de la pièce polaire 33 et la partie interne 34, ou inversement, et cela en raison de l'interposition du cordon de soudure amagnétique 38. La force d'attraction est donc maximale. Aucun ajour n'existe dans les surfaces en regard en coopération de frottement, de sorte que l'intégralité desdites surfaces est active, une force d'attraction importante étant obtenue avec une faible pression d'application des surfaces l'une contre l'autre. L'aire élevée de la face postérieure de l'armature par laquelle entre et sort le flux permet d'obtenir une bonne conductibilité du flux magnétique bien que la perméabilité magnétique de l'acier constitutif de l'armature soit relativement faible. L'embrayage est ainsi réalisé dans des conditions optimales tant au point de vue de l'efficacité que de la longue durée de fonctionnement. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'embrayage électromagnétique à corps métalliques coopérants dont l'un constitue la pièce polaire et l'autre l'armature d'un électro-aimant, avec intervention d'une garniture de frottement, notamment pour l'entrainement d'un ventilateur de moteur a combustion interne, caractérisé en ce que la pièce polaire pour la circulation, suivant un circuit fermé, du flux magnétique issu de la bobine d'électro-aimant, comprend deux partiels, l'une et l'autre à perméabilité magnétique élevée,en principe non ajourées, et solidarisées l'une avec l'autre par un anneau en matériau amagnétique. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anneau est une soudure amagnétique. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pièce polaire présente une garniture de frottement sur sa face tournée vers l'armature. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la garniture est annulaire et chevauche la soudure amagnétique. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'armature est en un métal à perméabilité magnétique relativement faible. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'armature est en acier.