Brevet FR2607207A1 — publié le 19880527

1. La présente invention concerne les dispositifs de couplage à fluide visqueux et, plus particulièrement, des dispositifs de couplage de ce type qui transmettent un couple en fonction de la température d'un fluide as- socié. Plus particulièrement encore, la présente in- vention concerne un dispositif de couplage à fluide vis- queux sensible à la température qui peut contrôler la transmission du couple de sortie en fonction de la tem- pérature, ce dispositif étant employé comme ventilateur dans un véhicule entrant en marche en fonction de la température. Un dispositif classique de couplage à fluide visqueux est décrit, par exemple, dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 3 227 254. Un tel dispositif comprend généralement une poulie qui est fixée pour tourner avec un arbre d'entrée d'accouplement et est supportée par le moteur. La poulie est entraînée de 2. préférence par une courroie à partir du vilebrequin du véhicule. L'arbre d'entrée est fixé de manière à tour- ner avec un embrayage d'entraînement ou élément d'accou- plement, et un élément de logement est monté pour tour- ner sur l'arbre d'entrée par l'intermédiaire d'un moyen approprié de roulement. L'élément du logement enferme pratiquement l'embrayage d'entraînement ou l'élément d'accouplement et est destiné à être entraîné par l'élé- ment d'embrayage d'entraînement sous l'effet du cisaille- ment du fluide visqueux disposé dans le logement. La com- binaison d'un couvercle et d'un moyen de stockage de fluide est fixée de manière à tourner avec l'élément du logement et est formée par des plaques espacées qui dé- finissent une chambre de stockage de fluide dans le sens axial, près des surfaces de cisaillement sur l'élément d'embrayage et l'élément de corps d'accouplement, res- pectivement. Une structure de clapet pour commander le débit du fluide entre la chambre de stockage ou réservoir et la chambre de marche est constituée d'une ouverture d'en- trée ménagée dans la plaque de clapet et d'un bras de clapet actionné thermostatiquement qui est sélective- ment mobile jusqu'à diverses positions de manière à recouvrir complètement, partiellement, ou à découvrir complètement l'ouverture d'entrée du clapet. Cette in- vention a pour objet la disposition et la configuration de l'ouverture du clapet d'entrée pour régler le volume du fluide admis dans le coupleur visqueux ou embrayage. Un moyen thermostatique est monté sur la pla- que de couverture pour placer le bras du clapet par rapport à l'ouverture d'entrée. Un moyen de clapet de décharge, ou ouverture, est disposé ou formé dans la plaque de clapet et coopère avec un moyen de pompage pour faire passer le fluide de la chambre de marche au réservoir. 3. La présente invention a pour objet un moyen perfectionné pour réguler le volume du fluide dans une chambre de marche d'un coupleur pour commander ainsi la puissance transmise par l'élément d'entraînement à l'élément mené. La présente invention a pour autre objet de réguler le volume du fluide dans la chambre de marche par un moyen qui est sensible à la température de l'air entourant le coupleur à fluide visqueux. Un autre objet est de réguler une ouverture entre le réservoir et la chambre de marche et un moyen pour faire varier la distance radiale effective entre l'ouverture et l'axe de rotation de l'embrayage. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints dans lesquels: La figure 1 est une vue en coupe d'un mode de réalisation d'un dispositif de couplage à fluide visqueux selon la présente invention; La figure 2 est une variante d'un clapet de l'art antérieur; La figure 3 est une courbe de la vitesse de rotation des éléments de sortie en fonction du volume du fluide dans la chambre de marche du mode de réalisa- tion de la figure 1; La figure 4 est une courbe de la vitesse de rotation des éléments de sortie en fonction de la tempé- rature à l'avant du détecteur de température de la figure 1 (la courbe en trait plein concernant l'art antérieur et la courbe en tirets la présente inven- tion); La figure 5 représente une variante de l'en- semble à clapet de la présente invention; La figure 6 est une courbe d'hystérésis de la vitesse de rotation des éléments de sortie en 4. fonction de la température à l'avant du détecteur de tem- pérature de la présente invention (la courbe en trait plein concernant l'art antérieur et la courbe en tirets la présente invention. Dans la figure 1 des dessins, un dispositif de couplage à fluide visqueux selon la présente inven- tion comprend un rotor 10 fixé à un arbre d'entrée 11 qui constitue un élément d'entrée devant être entraîné par un moteur (non représenté). Le rotor 10 comporte des saillies annulaires lOa qui sont en une pièce avec la face de sa périphérie extérieure. Le rotor 10 est reçu dans des éléments de sortie 12 et 13. Les éléments de sortie 12 et 13 sont montés en rotation de façon étan- che aux fluides sur l'arbre d'entrée 11. L'élément de sor- tie 12 est monté en rotation en étant étanche au fluide sur une partie formant col de l'arbre d'entrée 11 au moyen de roulements à billes étanches 17. L'élément de sortie 12 présente sur sa paroi intérieure un ensemble de saillies annulaires 12a en une pièce avec lui qui sont couplées aux saillies annulaires 10a du rotor 10 de manière à constituer un labyrinthe L. Le logement 40 de l'ensemble comprend l'élément de sortie 12 qui est fixé, en étant étanche aux fluides, à l'extrémité ouverte de l'élément de sortie 13 par l'intermédiaire d'un joint annulaire 30. Une cloison circulaire 31 est accouplée à une partie an- nulaire en gradin de l'élément de sortie 13 et est fi- xée en place de manière à diviser l'intérieur du loge- ment 40 en une chambre de marche 17 et une chambre 16 formant réservoir. La chambre de marche 17 reçoit le ro- tor 10 et une partie du fluide visqueux alors que la chambre 16 formant réservoir stocke le reste du fluide. Dans la paroi du rotor 10, un canal 14 pour la circu- lation du fluide visqueux est ménagé. L'élément de sortie 13 comporte à sa péri- phérie extérieure un mécanisme de pompage 18.Le 5. mécanisme de pompage 18 fait passer sous pression le fluide visqueux de la chambre de marche 17 à la cham- bre réservoir 16 par la surface de transmission en labyrinthe 19 entre le rotor 10 et l'élément de sortie 12, le canal 14 conduisant à la surface 19 de transmis- sion du couple. Une cloison 15 est montée entre le réservoir 16 et la chambre de marche 17. Une fente 20 est formée dans la cloison 15 pour que le fluide vis- queux soit fourni du réservoir 16 à la chambre 17. Un clapet 22 qui commande l'ouverture et la fermeture de la fente 20 est animé d'un mouvement de rotation sur la cloison 15 par un élément 21 sensible à la tempéra- ture. La fente 20 et le clapet 22 coopèrent pour for- mer une zone d'ouverture 24 lorsqu'ils sont dans une certaine relation. Lorsqu'un bilame en spirale est uti- lisé pour constituer l'élément 21 sensible à la tempé- rature, une de ses extrémités est fixée à l'élément de sortie 13 et son autre extrémité à une tige tournant librement de manière à animer le clapet 22 d'un mouve- ment de rotation. Par exemple, l'élément 21 sensible à la température est constitué d'un bilame ou d'un al- liage présentant une mémoire de forme. Dans le présent mode de réalisation de l'in- vention, la fente 20 est formée sur la circonférence extérieure de la cloison 15 comme cela est représenté en figure 5. La fente 20 est trapézoidale et a une partie concave qui est légèrement inclinée par rap- port à la direction radiale. Lorsque la température de l'air entourant le dispositif de couplage à flui- de visqueux est basse, c'est-à-dire lorsque le clapet 22 est dans la position illustrée en figure 5 (a),la surface ouverte 24 n'.est pas formée et le clapet 22 bloque la fente 20. Lorsque l'élément 21 sensible à la tempéra- ture détecte l'augmentation de la température et 6. provoque la rotation du clapet 22 jusqu'à la position illustrée en 5(b), le bord extérieur du clapet 22 forme la surface ouverte 24. Comme la fente 20 comporte le cô- té concave incliné 42, le taux d'augmentation de la sur- face ouverte 24 devient plus faible dans la zone à basse température. Lorsque la température de l'air entourant le dispositif de couplage atteint la zone des hautes tempé- ratures, le taux d'augmentation de la surface ouverte 24 croît. La figure 5 (c) représente la condition ob- tenue lorsque la fente 20 se trouve à température élevée. Lorsque le dispositif de couplage à fluide vis- queux ayant la structure de clapet décrite ci-dessus est utilisé comme dispositif d'entraînement du ventilateur dans un système de refroidissement du moteur, on peut obtenir une vitesse de rotation du ventilateur qui est proportionnelle à l'augmentation de la température am- biante, sous la forme illustrée par la ligne en tirets en figure 4. La figure 6 représente une courbe d'hysté- résis de la vitesse de rotation des éléments de sortie et du système de refroidissement du moteur en fonction de la température ambiante. Le présent mode de réalisa- tion n'est donné qu'à titre d'exemple, en particulier en ce qui concerne la forme de la fente 20 ménagée dans la cloison 15 et il est possible de choisir la forme de la fente et du clapet dans le cadre du concept techno- logique de la présente invention. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. 2607Z07 7. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de couplage à fluide visqueux, caractérisé en ce qu'il comprend: - un arbre d'entrée (11) équipé d'un rotor (10), - un élément de sortie (13) formant une cham- bre intérieure pour renfermer du fluide visqueux et le rotor, - une cloison (31) divisant la chambre inté- rieure en chambre de marche (17) pour le rotor et en réservoir (16) pour le fluide visqueux et présentant une fente (20) comme canal'pour faire passer le fluide vis- queux du réservoir à la chambre de marche, - un mécanisme de pompage (18) pour envoyer sous pression le fluide visqueux de la chambre de mar- che au réservoir, - un clapet (22) pour contrôler l'ouverture et la fermeture de la fente, et - un élément (21) sensible à la température pour détecter la température de l'air entourant le dispositif de couplage, et pour provoquer l'entraînement du clapet en réponse à l'augmentation de la température, - la fente et le clapet ayant une forme telle que le taux d'augmentation de la surface ouverte (24) de la fente est plus petit dans la zone des basses tem- pératures dans la zone des hautes températures. 2 - Dispositif de couplage selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que la fente de la cloison est un trou de forme trapézoidale. 3 - Dispositif de couplage selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce qu'un canal (14) formé dans le rotor (10) est disposé près d'un labyrinthe (L). 4 - Dispositif de couplage selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce qu'une extrémité de l'élé- ment sensible à la température (21) est connectée à l'élément de sortie (13).