Brevet FR2530308A1 — publié le 19840120

-1 -. L'invention concerne un accouplement à frottement visqueux composé d'une chambre de travail agencée dans un boîtier et d'une chambre de réserve séparée de la première par une cloison et destinée à contenir un fluide d'accouplement, lequel peut pénétrer de la chambre de réserve dans la chambre de travail, sous l'action d'une commande, ainsi que d'un disque d'accouplement entraîné, qui tourne dans la chambre de travail et auquel sont combinés, dans la région de sa périphérie extérieure, un trou de passage prévu dans la cloison et des chicanes, situées en aval de ce trou, dans le sens de la rotation, et destinés à renvoyer le fluide d'accouplement dans la chambre de réserve. On connaît déjà des accouplements àfrotte- ment visqueux de ce genre (demande de brevet de la R.F A DE-OS 27 50-520) Dans ces accouplements, les chicanes sont réalisées sous la forme de volets qui, selon le sens de la rotation du disque d'accouplement, sont amenés par la pression du fluide en aval du trou de passage Un inconvénient consiste en ce que la caractéristique de réglage de ces accouplements à frottement visqueux ne peut être modifiée que très difficilement, de sorte que, lorsqu'ils sont utilisés pour l'entraînement de ventilateurs axiaux combinés aux radiateurs de véhicules automobiles, il ne peuvent généralement amener le ventilateur rapidement à la pleine vitesse d'entraînement que lorsque l'air de refroidissement ou la température de l'eau de refroi- dissement a atteint une certaine valeur et de sorte que cette rotation conjointe du ventilateur reste maintenue pendant un certain temps, même lorsque la température du fluide de refroidissement s'est abais- sée entre-temps Ceci est également -valable pour d'autres formes de construction (visco-coupleur SAAB SCANIA, T 20 MUL/EDUL), dans lesquelles il est prévu, -2- dans une gorge annulaire de la périphérie du disque d'accouplement entraîné, ce qu'on appelle une chicane flottante qui peut se déplacer dans la direction cir- conférentielle sur une distance limitée entre des tiges de butée Cet entraînement du ventilateur aux basses températures, qui est inutile en soi, conduit à une détérioration du rendement global, ce qui est indésirable. L'invention vise à réaliser un accouple- ment à frottement visqueux du genre cité au début, muni d'une caractéristique de réglage telle que la vitesse de rotation du ventilateur croisse de façon aussi constante que possible avec l'accroissement des températures du fluide de refroidissement et décroisse à nouveau autant que possible le long de la même carac- téristique. Pour résoudre ce problème, l'invention consiste en ce que, dans la cloison, sont prévus au moins deux trous de passage décalés l'un par rapport à l'autre dans la direction circonférentielle et en ce qu Pe 1 es chicanes placées en aval de ces trous dans le sens de la rotation du disque d'accouplement, sont munies d'une surface déflectrice du fluide d'accouple- ment, dirigée en sens inverse du sens de rotation, et qui s'étend obliquement vers l'intérieur dans le sens de la rotation, dans la région située radialement à l'intérieur du trou de passage tandis que, dans la région située radialement à l'extérieur du trou de passage, elle est prolongée par un voile s'étendant à peu près tangentiellement, qui se prolonge au-delà du trou de passage, en sens inverse du sens de rotation du disque d'accouplement Grâce à la présence de deux trous de passage munis de chicanes correspondantes, le retour du fluide d'accouplement est mis, comparative- ment à l'arrivée, dans uncircuit tel qu'avec l'accrois- -3- sement de la température du fluide de refroidissement, on atteigne une élévation à peu près constante de la vitesse de rotation du ventilateur qui, étant donné que la sensibilité de réponse est plus grande, en raison du trou de passage supplémentaire, peut être ramenée à la vitesse de rotation de ralenti avec une. hystérésis très plate, en présence d'une diminution de la température du fluide de refroidissement La nou- velle forme de réalisation garantit donc que le ven- tilateur ne tourne avec le moteur que lorsque sa puissance de refroidissement est utilisée On peut donc obtenir un meilleur rendement qui conduit à un certain abaissement de la consommation de carburant. Il est avantageux de prévoir deux trous de passage diamétralement opposés dans le disque intermé- diaire et de réaliser la surface déflectrice sous la forme d'une surface plane qui s'étend le long d'une droite qui relie deux points situés sur des rayons différents, dont le point situé sur le rayon le plus petit est décalé par rapport à l'autre dans le sens de la rotation du disque d'accouplement Il est également avantageux que la droite soit inclinée d'un angle de 350 au minimum et de 55 au maximum, de préférence d'environ 400, sur une tangente passant par le trou de passage On a constaté qu'on obtient d'excellents résultats avec cette incliniason Il est par ailleurs avantageux que la surface déflectrice soit prolongée par la surface interne du voile au-delà d'un évidement arrondi qui s'étend audelà de cette surface déflectrice et en aval de cette surface et du trou de passage dans le sens de rotation du disque d'accouplement, et que l'évidement présente un contour semi-circulaire à peu près concentrique au trou de passage. L'invention est représentée aux dessins annexés à propos d'un exemple de réalisation et exposée -4- dans la description qui va suivre Sur ces dessins La Figure 1 est une coupe longitudinale schématique d'un nouvel accouplement à frottement visqueux; La Figure 2 est une représentation agrandie d'une vue partielle de l'accouplement à frottement visqueux de la Figure 1, prise dans le sens de la ligne de coupe II; et La Figure 3 montre une comparaison de la caractéristique du nouvel accouplement à frottement visqueux et de celle d'un accouplement selon l'état de la technique connue. Sur la Figure 1, on a représenté un accou- plement à frottement visqueux 1 par une coupe longitu- dinale L'accouplement est composé d'une bride entraînée 2 sur laquelle est boulonné solidairement un disque d'accouplement 4, ainsi que d'un élément secondaire 3 monté rotatif sur la bride d'entraînemenrt 2 au moyen du roulement à billes 17, cet élément secondaire jouant le rôle d'un boîtier qui renferme une chambre de travail 7 et une chambre de réserve 6 destinée à contenir une certaine quantité de fluide d'accouple- ment Cette chambre est complétée par un couvercle 5 boulonné sur l'élément 3 monté rotatif, et qui est muni d'un évidement 8 formant la chambre de travail 7, évidement qui est adapté à l'épaisseur du disque d'accouplement 4 de manière que ce disque d'accouple- iaent 4 puisse tourner librement dans la chambre 7 La chambre de travail 7 est séparée de la chambre de réserve 6 par une cloison 10 qui fait partie du cou- vercle 5 Dans la cloison 10 qui, ici, est encore munie d'une partie de paroi plus mince 11 encastrée, sont prévus, d'une part, une ouverture d'arrivée 16 pour le fluide d'accouplement allant de la chambre de réserve 6 à la chambre de travail 7 et, d'autre part, -5 deux trous de passage 12 qui se terminent respective- ment dans des canaux 14 s'étendant radialement qui débouchent dans la chambre de réserve 6 L'ouverture d'arrivée 16 se ferme et s'ouvre sous l'action-d'un levier de fermeture 15 qui est monté pour pivoter, en-' fonction de la température et sous l'action d'un doigt d'actionnement 22, commandé par une lamelle bimétalli- que 23, autour de son point d'articulation 24 et, qui démasque alors plus ou moins la liaison entre la cham- bre de réserve 6 et la chambre de travail 7 Dans la région de sa périphérie intérieure, le disque d'accou- plement 4 est muni d'une rainure circonférentielle 18 qui s'ouvre vers l'extérieur et dans laquelle font saillie des chicanes 19 dont la forme est représentée en détail sur la Figure 2 Ces chicanes 18 sont déca- lées de 180 ' l'une par rapport à l'autre mais sont disposées de la même façon dans la direction circonfé- rentielle, à savoir de manière à présenter une surface déflectrice 30 qui regarde en sens inverse du sens de rotation du disque d'accouplement 4, cette surface 30 comprenant sensiblement trois segments partiels que l'on peut classer en les régions situées radialement à l'extérieur du trou de passage 12 et radialement à l'intérieur de ce trou de passage et une région qui se trouve à peu près au même niveau radial que le trou de passage 12 Radialement à l'intérieur du-trou de pas- sage 12, la surface déflectrice 30 est composée d'une surface plane 32 qui s'étend le long d'une droite 33 (Figure 2) qui forme un angle a de 40 avec une tan- gente 34 passant par le trou de passage 12 Cette région 32 de la surface déflectrice est prolongée par une région de surface déflectrice 35 située radiale ment à l'extérieur du trou de passage 12, qui est composée d'une surface interne, orientée à peu près tangentiellement, d'un voile 36 qui s'étend en sens -6- inverse du sens de rotation 31 au-delà du trou de passage 12 Les deux régions partielles 35 et 32 de la surface déflectrice 30 se raccordent par l'intermé- diaire d'un évidement 37 qui s'étend, dans le sens de rotation, en aval de l'étendue de la surface déflec- trice partielle 32 et de la surface définie par la droite 33 et au-delà du trou de passage 12 L'évidement 37 entoure le trou de passage 12 à peu près concentri- quement et il est ensuite prolongé par le contour intérieur du voile 36, c'est-à-dire par la surface interne 35 de ce voile Les chicanes 19 ellesmêmes sont constituées, comme on peut le voir sur les Figures 1 et 2, par de petites plaquettes de-métal ou de matière plastique présentant une section de base rectangulaire, qui sont boulonnées solidairement au couvercle 5 ou à la cloison 10 du couvercle 5. Grâce à leur configuration spéciale qui est en particulier adaptée à la viscosité de l'huile utili- sée comme fluide d'accouplement, les deux chicanes 19 diamétralement opposées donnent à l'accouplement à frottement visqueux une caractéristique de réglage telle que celle représentée en traits continus sur la Figure 3 Sur la Figure 3, on a porté la vitesse de rotation du ventilateur en fonction de la température du fluide de refroidissement et les branches supérieu- res, à peu près horizontales, de la caractéristique, correspondent à l'état dans lequel le ventilateur est entraîné à la vitesse de rotation d'entraînement N A la partie horizontale inférieure de la caractéristique correspond à la vitesse de rotation de marche à vide, qui reste inchangée jusqu'à une certaine température du fluide de refroidissement, puis s'élève sous l'effet de l'entrée du fluide de refroidissement de la chambre de réserve 6 dans la chambre de travail 7, ce qui est indiqué par la branche A de la caractéris- -7- tique Dans l'accouplement selon l'invention, l'éléva- tion de la vitesse de rotation du ventilateur se pro- duit à peu près linéairement jusqu'à la pleine vitesse de rotation du ventilateur Si, ensuite, la température du fluide de refroidissement décroltl'accouplement-r 4 pond relativement rapidement et la branche B de la caractéris- tique sétend à peu près avec la même pente que la branche montante A, avec une hystérésis assez plate, jusqu'à ce qu'on ait atteint la vitesse de rotation de marche à vide A titre de comparaison, on a représenté en traits interrompus, la caractéristique d'un accouplement connu de l'état de la technique On peut voir que, dans ce cas, à partir d'une certaine température du fluide de refroidissement, le ventilateur est entièrement embrayé et qu'il reste encore entièrement embrayé jusqu'à ce qu'on ait atteint une certaine température inférieure. Comparativement à cette caractéristique, la construc- tion selon l'invention présente l'avantage d'une hysté- résis plate et d'une caractéristique à croissance cons- tante, ce qui conduit à une amélioration du rendement. -8- REVENDICATIONS 1. Accouplement à frottement visqueux, composé d'une chambre de travail agencée dans un boîtier et d'une chambre de réserve séparée de cette chambre de travail par une cloison et destinée à contenir un fluide d'accouplement, lequel peut pénétrer de la chambre de réserve dans la chambre de travail sous l'action d'une commande, ainsi que d'un disque d'accouplement entraîné, qui tourne dans la chambre de travail et auquel sont combinés, dans la région de sa périphérie extérieure, un trou de passage prévu dans la cloison et des élé- ments de retenue, situés en aval de ce trou, dans le sens de la rotation et destinés à renvoyer le fluide d'accouplement dans la chambre de réserve, cet accou- plement étant caractérisé en ce que, dans la cloison ( 10), sont prévus au moins deux trous de passage ( 12) décalés l'un par rapport à l'autre dans la direction circonférentielle, et en ce que les chicanes ( 19) pla- cées en aval de ces trous, dans le sens de la rotation ( 31) du disque d'accouplement ( 4), sont munies d'une surface déflectrice du fluide d'accouplement ( 30), dirigée en sens inverse du sens de rotation et qui s'étend obliquement vers l'intérieur dans le sens de la rotation dans la région ( 32) située radialement à l'intérieur du trou de passage tandisque, dans la région ( 35) située radialement à l'extérieur du trou de passage, elle est prolongée par un voile ( 36) s'étendant à peu près tangentiellement, qui se prolonge au-delà du trou de passage en sens inverse du sens de rotation du disque d'accouplement. 2 Accouplement à frottement visqueux selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu deux trous de passage ( 12) diamétralement oppo- sés dans la cloison ( 10). -9- 3. Accouplement à frottement visqueux selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la surface déflectrice ( 32) est réalisée sous la forme d'une surface plane qui s'étend le long d'une droite ( 33) qui relie deux points situés sur des rayons différents, dont celui situé sur le petit rayon est dé- calé par rapport à l'autre dans le sens ( 31) de la rota- tion du disque d'accouplement ( 4). 4. Accouplement à frottement visqueux-selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite droite ( 33) est inclinée d'un angle de 35 au minimum et de 550 au maximum, de préférence d'environ 40 , par rapport à une tangente ( 34) qui passe par le trou de passage ( 12). 5. Accouplement à frottement visqueux selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la surface déflectrice ( 32) soit prolongée par la surface interne ( 35) du voile ( 36) au-delà d'un évidement arrondi ( 37) qui s'étend au-delà de cette surface déflectrice et en aval de cette surface et du trou de passage ( 12) dans le sens ( 31) de la rotation du disque d'accouplement. 6. Accouplement à frottement visqueux selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'évi- dement ( 37) présente un contour semi-circulaire à peu près concentrique au trou de passage ( 12).