Brevet FR2621088A1 — publié le 19890331

1. La présente invention concerne un dispositif de couplage par fluide qui peut commander le couple de sortie à trois étages en réponse à la température. Comme coupleur classique de fluide pour entraîner un ventilateur de refroidissement dans une automobile, l'écoulement d'un fluide entre une chambre de stockage et une chambre de travail est contrôlé à deux étages de maniè- re à réduire les pertes de puissance tout en empêchant en plus un refroidissement trop important du moteur. Cependant, dans cette commande à deux étages, étant donné que la rota- tion du ventilateur passe simplement d'une vitesse élevée à une vitesse plus faible à la température de réglage, le dispositif de couplage par fluide peut provoquer un bruit et refroidir le moteur beaucoup plus ou beaucoup moins que ce qui est attendu. De manière à résoudre ces inconvénients, par exem- ple, le brevet japonais non publié 55(1980)-69326, décrit un 2. dispositif de couplage par fluide qui commande l'écoule- ment d'un fluide en trois étages. Dans ce dispositif de couplage par fluide contr1lé à trois étages, deux fentes sont ménagées sur la plaque qui divise la chambre de stockage et la chambre de travail pour connecter les deux chambres. Si la température est inférieure à la première valeur de réglage, l'élément à réponse thermique ferme les deux fentes de sorte que le ventilateur est amené à tourner à faible vitesse en limitant le débit du fluide (voir la première étape en figure 5). Lorsque la tempéra- ture atteint la valeur de réglage, l'élément à réponse thermique ouvre l'une des fentes de manière à fournir le fluide à la chambre de travail. Alors, le ventilateur est amené à tourner à une vitesse de valeur intermédiaire (voir la seconde étape en figure 5). En outre, la tempé- rature passant à la seconde valeur de réglage, l'élément à réponse thermique ouvre les deux fentes de manière à augmenter le couple et le porter à une valeur maximum. Le ventilateur est alors amené à tourner à une vitesse éle- vée (voir la troisième étape en figure 5). Par conséquent, ce dispositif de couplage par fluide commande en trois étapes la vitesse de rotation du ventilateur. Cependant, dans ce dispositif de couplage par flui- de à trois étages, comme cela est représenté en figure 5, les vitesses de rotation du ventilateur sont modifiées étape par étape en conformité avec les première et secon- de températures de réglage. Par conséquent, les variations de la vitesse sont brusques à la température de réglage. En particulier, à la seconde température de réglage, le bruit du ventilateur est assez important et donne une im- pression d'inconfort. Cette variation du nombre de tours provoque également un changement brutal du couple; par conséquent, le choc dû à ce changement a un effet néfaste sur la durée de vie de la courroie du ventilateur. Ce bruit violent est provoqué par la variation brutale du 3. nombre de tours du ventilateur, venant s'ajouter au bruit absolu élevé du ventilateur car sa vitesse de rotation est importante. En conséquence, la présente invention a pour objet un dispositif de couplage par fluide évitant les inconvé- nients précédents. La présente invention a pour autre objet d'éviter un changement brutal du nombre de tours du ventilateur en commandant linéairement sa vitesse de rotation contre la se- conde étape et la troisième étape. La présente invention a encore pour objet d'éviter la variation brutale du couple de façon à réduire la char- ge à laquelle la courroie du ventilateur est soumise. Pour atteindre les objets précédents, et selon la présente invention, l'élément à réponse thermique du dispo- sitif de couplage par fluide commande l'ouverture de la seconde fente d'une façon progressive en conformité avec l'augmentation de la température après que celle-ci ait atteint la seconde valeur de réglage. Selon le dispositif mentionné ci-dessus, lorsque la température est inférieure à la première température de réglage, l'élément à réponse thermique ne répond pas de sorte que les fentes sont fermées pour interrompre l'écoule- ment du fluide entre la chambre de stockage et la chambre de travail. A ce moment là, le fluide présent dans la cham- bre de travail est envoyé dans la chambre de stockage par le mécanisme de pompage et le couple est transmis grâce à la quantité la plus faible de fluide. Ainsi, la vitesse de rotation du ventilateur est faible. L'élément à répon- se thermique commence à fonctionner en conformité avec une augmentation de la température. Si la température atteint la première valeur de réglage, la première fente est ou- verte pour ne fournir le fluide qu'à la première surface de transmission du couple. Alors, le couple transmis a une valeur intermédiaire et la vitesse de rotation du ventilateur 4. est amenée à avoir une valeur intermédiaire. Lorsque la température atteint la seconde valeur de réglage, l'élé- ment à réponse thermique commence à ouvrir la seconde fente, d'une façon progressive dans la direction radiale de l'ex- térieur. Comme le fluide présent dans la chambre de stocka- ge est entraîné jusqu'à la circonférence du carter sous l'effet de la force centrifuge provoquée par la rotation de ce dernier, l'écoulement du fluide entre la chambre de stockage et la chambre de travail croît linéairement en conformité avec une augmentation progressive de l'ouver- ture de la seconde fente dans le sens radial de l'extérieur. Ainsi, le couple transmis par la seconde surface de trans- mission du couple croît linéairement. Par conséquent, le nom- bre de tours du ventilateur augmente progressivement de façon linéaire en fonction de l'augmentation de la tempéra- ture après avoir atteint la seconde température de réglage. 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 dispositif de couplage par fluide selon la présente invention; La figure 2 représente une canule de la présente invention; La figure 3 est un graphique représentant la caractéristique de la rotation du ventilateur en fonction de la température de l'air selon la présente invention; La figure 4 est un graphique de la caractéristi- que du couple transmis en fonction de la température de l'air selon la présente invention; La figure 5 est un graphique de la caractéristi- que de la vitesse de rotation du ventilateur en fonction de la température de l'air d'un dispositif classique de couplage par fluide. En figure 1, on a représenté un mode de réalisa- tion d'un dispositif de couplage par fluide selon la 5. présente invention. Dans cette figure 1, le dispositif com- porte un élément d'entrée 2, entraîné par le moteur d'un véhicule, et un élément de sortie 3 monté sur l'élément d'entrée 2, pouvant tourner par l'intermédiaire d'un roule- ment. L'élément de sortie 3 comprend un élément de base 3-1 monté sur l'élément d'entrée 2 et un élément de cou- verture 3-2. Ceux-ci constituent un carter. Un ventila- teur est fixé à l'élément de sortie 3 par un moyen appro- prié. Un rotor 1 est couplé à une extrémité de l'élément d'entrée 2 et comprend un labyrinthe entre une portion de surface radialement extérieure du rotor 1 et l'élément de base 3-1 comme seconde surface 9 de transmission du couple entre le rotor 1 et l'élément de sortie 3. Une plaque 5 fixée à une partie à épaulement de l'élément de couverture 3-2 de l'élément de sortie 3 divise le carter en une cham- bre de travail 7 qui comprend le rotor 1 et une chambre de stockage 6. Le fluide stocké dans la chambre 6, par exem- ple une huile au silicone, est renvoyé à la chambre de tra- vail par l'intermédiaire d'une première fente 13 ménagée dans la plaque 5 et va jusqu'à une première surface 10 de transmission du couple constituée d'un labyrinthe situé entre le rotor 1 et la plaque 5. Lorsque l'élément d'entrée 2 tourne, un couple est transmis de l'élément d'entrée 2 à l'élément de sortie 3 par le fluide présent dans la zone de la première surface 10 de transmission du couple. La première fente 13 qui couvre une surface plus petite que la seconde fente 11 est ménagée dans la plaque 5. Lorsque l'écou- lement du fluide entre la chambre de stockage 6 et la cham- bre de travail 7 par l'intermédiaire de la seconde fente 11 passe par la seconde surface 9 de transmission de couple un couple supplémentaire est transmis de l'élément d'en- trée 2 à l'élément de sortie 3. La seconde fente 11 est si- tuée radialement à l'intérieur de la première fente 13 et peut communiquer avec un passage de fluide 12. La seconde 262 1088 6. fente 11 a la forme d'une figure qui commence à s'ouvrir à partir de son extrémité, radialement intérieure et aug- mente progressivement son ouverture vers son autre extrémi- té lorsqu'un élément de clapet 15 tourne pour ouvrir la fente 11 qui peut prendre la forme, par exemple d'un paral- lélogramine, comme cela est représenté en figure 2. Cepen- dant,cette forme peut être modifiée pour prendre une autre configuration qui augmente progressivement son ouverture vers le côté extérieur en conformité avec le mouvement de l'élé- ment de clapet 15. Le fluide est amené à s'écouler de la chambre de travail 7 à la chambre de travail 6 par un élément de pompa- ge 8 prévu sur la plaque 5. La quantité du fluide présent dans la chambre de travail 7 dépend du débit d'entrée passant par la seconde fente 11 et du débit de sortie traversant l'élément de pompage 8. L'élément de pompage 8 peut être monté sur le carter.Un élément à réponse thermique, par exem- ple un bilama en spirale 14, est prévu. Une extrémité du bilame 14 est connectée à l'élément de couverture 3-2 et 1' autre extrémité à une tige 16. La tige 16 est reliée à l'élément de clapet 15. Ainsi, le bilame 14 fait tourner la tige 16 et le clapet 15 en réponse à la température. En liai- son avec la figure 2, lorsque la température est inférieure à la première valeur de réglage, comme représenté en (1) de la figure 2, les première et seconde fentes 13 et 11 sont fer- mées par l'élément de clapet 15. Lorsque la température atteint la première valeur de réglage, le bilame 14 fait tourner la ti- ge 16 jusqu'à une position o le clapet 15 ouvre la pre- mière fente 13 seulement, comme cela est représenté en (2) de la figure 2. Si la température atteint la seconde valeur de réglage, le clapet 15 commence à ouvrir la seconde fente 11 en plus de la première fente 13 comme cela est représenté en (3) de la figure 2. Selon le mode de réalisation précédent, lorsque le véhicule se déplace dans de l'air frais, c'est-à-dire lorsque 7. la température est inférieure à la première température de réglage, par exemple 40 C, l'élément de clapet 15 ferme les deux fentes 11 et 13. Alors, le fluide se trouvant dans la chambre de travail 7 est envoyé à la chambre de stocka- ge 6 par le mécanisme de pompage. Ainsi, le ventilateur con- tinue à tourner à faible vitesse comme cela est représenté dans la zone 1 de la figure 3. Lorsque le bilame 14 détecte la première température de réglage, l'élément de clapet 15 ouvre la première fente 13. Le nombre de tours du ventila- teur dépend de l'écoulement du fluide sur la première surfa- ce 10 de transmission de couple après passage dans la seconde fente 13, comme cela est représenté dans la zone 2 de la figure 3. Lorsque le bilame détecte la seconde température de réglage, par exemple 700C, le clapet commence à ouvrir la seconde fente 11. A ce moment là, le fluide présent dans la chambre de stockage 6 se déplace jusqu'au côté extérieur de l'élément de couverture 3-2 sous l'effet de la force centri- fuge provoquée par la rotation de l'élément de sortie 3. A cause de la forme du parallélogramme de la seconde fente 11, l'élément de clapet 15 ouvre la seconde fente 11 entre le cô- té intérieur et le côté extérieur, de façon progressive comme cela est représenté en (2) de la figure 2, et il y a une augmentation progressive de la quantité du fluide qui est fournie au passage 12 par l'intermédiaire de la fente 11. Par conséquent, le couple transmis par la seconde surface 9 s'ajoute progressivement au couple transmis par la premiè- re surface 10. La figure 4 montre cette transition à la troisième étape. Ainsi, la vitesse de rotation du ventila- teur change progressivement, comme cela est représenté dans la zone 3 de la figure 3. La présente invention n'est pas limitée aux exem- ples de réalisation qui viennent d'être décrit, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. 262 1 088 8. REVEND ICAT IONS 1 - Dispositif de couplage par fluide, caractéri- sé en ce qu'il comprend: - un élément d'entrée (2) comportant un rotor rota- tif (1) et entraîné par un moteur; - un élément de sortie (3) ayant un carter (3-1, 3-2) pouvant tourner sur l'élément d'entrée (2); - une chambre de stockage (6) entre l'élément d'en- trée (2) et l'élément de sortie (3) pour stocker un fluide; -une plaque (5) placée dans le carter (3-1; 3-2); - une chambre de travail (7) pour emmagasiner le rotor (1) - un mécanisme de pompage (8) pour envoyer le fluide de la chambre de travail (7) à la chambre de stockage (6); - une première surface de transmission de couple (10) entre une face du rotor (1) et une face de la pla- que (5); - une seconde surface de transmission de couple (9) entre l'autre face du rotor (1) et une face de l'élément de sortie (3); - un passage de fluide (12) formé sur le rotor (1) et placé radialement à l'intérieur des première et seconde sur- faces de transmission de couple (10, 9); - une première fente (13) formée sur la plaque (5) pour connecter la chambre de stockage (6) à la première surfa-* ce de transmission de couple (10); - une seconde fente (11) ménagée sur la plaque (5) pour connexion au passage de fluide (12); et un élément à réponse thermique (14) qui ouvre la première fente (13) à une première température de réglage et ouvre la seconde fente (11) à une seconde température de réglage, dans lequel: - la seconde fente augmente progressivement son ouverture en conformité avec l'accroissement de la température 9. après que celle-ci ait atteint la seconde température de réglage. 2 - Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que la seconde fente (11) a la forme d'un parallélogramme.