Brevet FR2628164A1 — publié le 19890908

( RÉPUBLIQUE FRAN AISE N de publication: 2 628 164 (à n'utiliser que pour les INSTITUT NATIONAL commandes de reproduction) DE LA PROPRIÉ:TÉ INDUSTRIELLE DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE N d'enregistrement national: 89 02940 PARIS Int CI4 F 16 D 35/00; B 60 K 11/02. @ DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1 ) Date de dépôt: 1er mars 19B8. Q Demandeur(s): Société de droit allemand dite: FICH- TEL & SACHS AG. - DE. ) Priorité: DE, 4 mars 1988, n P 38 07 109.6. Inventeur(s) Arndt Ihlemann. 4 Date de la mise à disposition du public de la demande: BOPI " Brevets " n 36 du 8 septembre 1989. ) Références à d'autres documents nationaux appa- ren.t- Q Titulaire(s): ( Mandataire(s): Cabinet Germain et Maureau. (5 Visco-coupleur. È Viso.coupieur 10 pour l'entraînement de roues de venti- lateur 12 cans le système de refroidissement de moteurs à combustion interne, constitué d'un carter mené 11 qui, par l'intermédiaire d'un palier à roulement 15 est monté rotatif sur un arbre menant 14 et qui est civisé, dans le sens axial, par une paroi séparatrice 17 en une chambre de travail 20 et une chambre de stockage 19. Les deux chambres sont remplies au moins partiellement d'un liquide visqueux. Un rotor 18, assem- blé solidairement en rotation à l'arbre menant, est disposé dans la chambre de travail de telle sorte qu'une première fente de travail 27 est formée entre le rotor et la paroi extérieure 29 I du carter, et une deuxième fente de travail 28 entre le rotor et la paroi separatrice. La prp.mère fente de travail, entre le rotor et la paroi extérieure,'u carter, est plus petite que la deuxième fente de travail, entre le rotor et la paroi séparatrice.' M O,, Visco-coupleur La présente invention concerne un visco-coupleur pour un ventilateur de refroidissement d'un moteur à combustion interne. On connaît, par la demande de brevet allemand DE-A-36 05 443, un viscocoupleur pour l'entraînement de roues de ventilateur dans le système de refroidissement de moteurs à combustion interne, visco-coupleur dont le carter mené est, par l'intermédiaire d'un palier à roulement, monté rotatif sur un arbre menant. Le carter est divisé, dans le sens axial, par une paroi séparatrice, en une chambre de travail et une chambre de stockage, qui sont, au moins partiellement,remplies d'un. liquide visqueux. Un rotor, assemblé solidairement en rotation à l'arbre menant, est disposé dans la chambre de travail de telle sorte qu'une première fente de travail est formée entre le rotor et la paroi extérieure du carter, et une deuxième fente de travail entre le rotor et la paroi séparatrice. De tels coupleurs de ventilateurs sont connectés ou déconnectés automatiquement en fonction de la température de service du moteur à combustion interne à refroidir. La transmission du coup"e de rotation s'effectue par cisaillement du liquide visqueux, encore appelé liquide de cisaillement, dans les fentes de travail entre le rotor, qui tourne avec l'arbre menant, et les parois de la chambre de travail. Le liquide visqueux est très fortement échauffé par les forces de cisaillement, et la quantité de chaleur absorbée doit être évacuée vers l'extérieur. L'évacuation de la chaleur s'effectue par l'intermédiaire de la paroi du carter ou,selon le cas,de la paroi séparatrice. Comme la paroi séparatrice est, sur le côté éloigné de la chambre de travail, limitrophe de la chambre de stockage elle-aussi remplie de liquide visqueux, l'évacuation de chaleur y est plus faible que par la paroi de carter tournée librement vers l'extérieur. Cette différence de dégagement de chaleur engendre l'obtention de températures différentes dans les fentes de travail entre, respectivement, le rotor et la paroi séparatrice, et le rotor et la paroi du carter. Ces sollicitations thermiques unilatérales peuvent engendrer des pointes de température qui réduisent considérablement la longévité du liquide visqueux. La présente invention a pour but de fournir un coupleur de ventilateur du type mentionné en introduction qui supprime les pointes de température dans le liquide visqueux et permette d'obtenir un niveau de température plus uniforme. L'invention prévoit que la fente de travail entre le rotor et la paroi extérieure du carter soit plus étroite que la fente de travail entre le rotor et la paroi séparatrice. Cette mesure permet d'obtenir un coupleur de ventilateur dans lequel des forces de cisaillement différentes, et par suite des allures de température différentes, apparaissent dans les fentes de travail entre, respectivement, la paroi séparatrice et le rotor, et le rotor et la paroi. extérieure. Les forces de cisaillement peuvent être réglées de telle sorte que le développement de chaleur qu'elles engendrent soit approximativement égal à l'évacuation de chaleur donnée par les mesures constructives. En particulier, il est prévu à cet effet que le taux de cisaillement y' 1 du liquide visqueux dans la fente de travail entre le rotor et la paroi extérieure du carter est supérieur au taux de cisaillement Y2 dans la fente de travail entre le rotor et la paroi séparatrice. Selon une caractéristique supplémentaire, les fentes de travail sont dimensionnées de telle sorte que le rapport du taux de cisaillement dans la fente de cisaillement entre le rotor et la paroi extérieure du carter au taux de cisaillement /2 dans la fente de cisaillement entre le rotor et la paroi séparatrice est compris entre 1,2 et 6,0. L'invention va être maintenant décrite plus en détails à l'aide du dessin annexé, dans lequel: Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un visco-coupleur de ventilateur avec une chambre de travail, dans laquelle est disposé un rotor avec des fentes de travail différentes, respectivement par rapport à la. paroi séparatrice et par rapport à la paroi extérieure du carter Figure 2 est une vue détaillée de l'ensemble de rotor dans la chambre de travail d'un coupleur de ventilateur selon la figure 1. Le coupleur de ventilateur 10 représenté à la figure 1 est constitué pour l'essentiel d'un carter 11, qui est assemblé,solidairement en rotation, avec une roue de ventilateur 12 non représentée en détails. Le carter 11 est pourvu d'une paroi extérieure de carter 29, qui se poursuit radialement vers l'intérieur par une partie de palier solidaire 16. La partie de palier 16 est, par l'intermédiaire d'un palier à roulement 15, montée rotative sur un arbre 14. L'arbre 14 est entraîné en rotation autour d'un axe de rotation 30 par un moteur à combustion interne non représenté. Le carter 11 est recouvert, sur son côté opposé à la paroi de carter 29, par un couvercle de carter 13, et il est divisé,par une paroi séparatrice 17, en une chambre de stockage 19 et une chambre de travail 20. Une broche 22, qui peut être déplacée axialement contre une valve 23 par un élément bimétallique 21, est guidée au milieu dans le couvercle de carter 13. La valve 23 ferme ou ouvre une ouverture de valve 24 pratiquée dans la paroi séparatrice 17 vers la chambre de travail 20. Un rotor en forme de disque 18 est disposé dans la chambre de travail 20, rotor qui est assemblé solidairement en rotation à l'arbre menant 14. Un liquide visqueux 26 se trouve dans la chambre de stockage 19 et dans la chambre de travail 20. Le liquide visqueux 26 est, par l'intermédiaire d'un dispositif de pompage 25 à pression de refoulement, refoulé de la chambre de travail 20 dans la chambre de stockage 19, en passant par une ouverture 31. Comme le montre la figure 2, une première fente de travail 27 se trouve entre la paroi extérieure 29 du carter et le rotor 18, et une deuxième fente de travail 28 entre le rotor 18 et la paroi séparatrice 17. La première fente de travail 27 est, dans son développement axial, plus étroite que la deuxième fente de travail 28. De ce fait, le taux de cisaillement Y du liquide visqueux 26 apparaissant dans la première fente de travail 27 est supérieur au taux de cisaillement r2 dans la deuxième fente de travail 28, les taux de cisaillement étant calculés à partir de la différence de vitesse angulaire 2Aó entre l'entraînement et la sortie, multipliée par la coordonnée locale du rayon r, et divisée par la largeur de la fente s dans la région du rayon effectif, conformément à la formule suivante r= _. r)/ s. Du fait de la différence entrre les taux de cisaillement Y1 et '2- les quantités de chaleur produites dans les fentes de travail respectives 27 et 28 sont elles-aussi différentes, car des forces de cisaillement supérieures engendrent un développement de chaleur plus important. Comme la première fente de travail 27 est limitrophe de la paroi de carter 29, tournée librement vers l'extérieur, le dégagement de chaleur y est plus important qu'à travers la paroi séparatrice 17, qui est limitrophe de la chambre de stockage 19. La taille des fentes de travail 27, 28 peut être ajustée en fonction du dégagement de chaleur attendu. Des expériences ont ainsi montré que le rapport optimal entre r1 et r2 était compris entre 1,2 et 6,0. Mais l'effet ainsi obtenu peut également être utilisé, à l'inverse, pour permettre la transmission d'un couple de rotation plus important pour une même température de pointe. REVENDICATIONS I. Visco-coupleur pour un ventilateur de refroidissement d'un moteur à combustion interne, comprenant un arbre (14) entraînable en rotation autour d'un axe de rotation (30), un carter (11) monté sur l'arbre (14) et rotatif coaxialement à ce dernier, carter qui est divisé,dans le sens axial, par une paroi séparatrice (17),en une chambre de stockage (19) de fluide de cisaillement (26) et une chambre de ravail (20), un rotor (18) assemblé solidairement en rotation à l'arbre (14), disposé dans la chambre de travail (20), et qui forme avec une paroi de carter axialement voisine (29) une première fente de travail (27) et avec la paroi séparatrice (17) une deuxième fente de travail (28), un dispositif de commande (21, 22, 23, 24, 25, 31) pour le transfert asservissable de fluide de cisaillement de la chambre de stockage (19) à la chambre de travail (20) et retour, c a r a c t é r i s é en ce que la première fente de travail (27) est plus étroite que la deuxième chambre de travail (28). 2. Visco-coupleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fentes de travail (27, 28) sont dimensionnées de telle sorte que le taux de cisaillement (dû) dans la première fente de cisaillement (27) est supérieur au taux de cisaillement ( 3. Visco-coupleur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les fentes de travail (27, 28) sont dimensionnées de telle sorte que le rapport du taux de cisaillement (e1) dans la première fente de cisaillement (27) au taux de cisaillement (è2) dans la deuxième fente de cisaillement (28) est compris ?:ntre 1,2 et 6,0. i/.. 2628 164 t.12 19 n0 FIG.1 t18 13- -17 -16 21 13 26,. 2o0,'