Brevet FR2674923A1 — publié le 19921009

ACCOUPLEMENT A FROTTEMENT VISQUEUX. L'invention concerne un accouplement à frottement visqueux comportant au moins une première partie d'accouplement réalisée sous la forme d'un moyeu, une seconde partie d'accouplement réalisée sous la forme d'un carter et au moins deux jeux de disques dont les disques plats de l'un des jeux sont associés par une liaison en rotation à la première partie d'accouplement en alternance avec les disques plats de l'autre jeu, qui sont associés par une liaison en rotation à la seconde partie d'accouplement, les disques du premier et du second jeu se chevauchant radialement, l'espace intérieur du carter d'accouplement, non occupé par les disques étant rempli au moins partiellement par un liquide visqueux, et les disques d'un jeu de disques étant pourvus de fentes d'orientation radiale, ouvertes en direction du bord des disques, délimitant des segments de disque, et présentant des bordures coudées qui s'étendent radialement, qui font saillie axialement d'un côté du plan des disques considérés, et qui peuvent être amenées en contact avec la surface extérieure d'un des disques plans opposés, en formant racleur. Dans le cas de tels accouplements à frottement visqueux, connus, les disques d'accouplement sont associés de manière alternée à l'une des parties d'accouplement et à l'autre partie d'accouplement De préférence, les disques extérieurs associés au carter, sont montés à distance les uns des autres Les disques intérieurs sont montés de manière axialement coulissante, par rapport aux disques extérieurs associés au carter, dans les dentures sur lesquelles ils sont logés fixes en rotation L'espace intérieur de l'accouplement est au moins partiellement rempli d'une huile silicone De tels accouplements sont de préférence disposés dans la transmission de véhicules automobiles, par exemple dans des véhicules à quatre roues motrices, entre l'essieu avant et l'essieu arrière, ceci en combinaison avec un différentiel, pour rétablir l'action de différentiel dans le cas de l'apparition d'un faible coefficient d'adhérence au roues avant ou arrière, grâce à l'établissement de l'entrainement vers les roues de l'autre essieu. En effet s'il apparaît une différence de vitesse de rotation entre le carter d'accouplement et le moyeu, c'est à dire entre les disques extérieurs et les disques intérieurs, il s'établit un couple en raison de la sollicitation de cisaillement du fluide visqueux, par exemple de l'huile silicone, de sorte qu'un couple de rotation est transmis aux roues normalement non entraînées Il résulte de la sollicitation de cisaillement du liquide visqueux, une élévation de température et ainsi une augmentation du volume du liquide dans l'espace intérieur de l'accouplement à frottement visqueux A partir de l'état dans lequel le remplissage est total, il apparaît également un mouvement axial des disques intérieurs non fixés, en direction de l'un des disques extérieurs voisins, fixés. Ce mouvement se produit en raison du fait que normalement les disques mobiles ne restent pas centrés au milieu entre deux disques fixes, mais qu'il s'établit des interstices de grandeur différente, par rapport aux disques voisins L'élévation de pression se propage ainsi plus rapidement dans l'interstice le plus grand, en raison de l'effet d'étranglement différent de chaque côté, de sorte que le disque mobile se déplace en direction du disque fixe voisin situé du côté de l'interstice le plus faible Lorsque le disque mobile vient en contact d'un côté avec le disque fixe, il en résulte un entraînement par friction, de sorte que l'accouplement fonctionne tout au moins selon un mode double, c'est à dire que d'une part il s'établit une sollicitation de cisaillement du liquide visqueux, et d'autre part apparaît un contact de friction, et ainsi une action en tant qu'accouplement à friction, en raison de l'entrée en contact des disques entre-eux Cet effet est appelé effet "I Iump" et constitue en quelque sorte une fonction d'auto-protection de l'accouplement, parce qu'il empêche une surcharge Le mode "Hump" d'un accouplement à frottement visqueux est par exemple obtenu par le fait que l'on est en présence de conditions d'adhérence différentes entre les pneumatiques de roues individuels et le sol, de sorte qu'il peut apparaître une différence de vitesse de rotation entre les roues d-'un essieu ou entre les roues de deux essieux. Le passage de l'accouplement à frottement visqueux vers le mode dit "Hump" peut être amorcé prématurément grâce à des mesures appropriées le favorisant Les documents DE-PS 38 28 421 C 1, DE-PS 38 28 422 C 1 et DE 39 34 327 C 1 divulguent un accouplement à frottement visqueux comportant dans chacun des cas, un jeu de disques à fentes qui s'étendent radialement et qui forment sur ces disques des segments dont les bords d'orientation radiale sont pourvus de bordures repliées embouties Ceci permet d'obtenir dans chacun des cas, un meilleur passage du mode de fonctionnement normal au mode "Humpp" en raison d'une composante de force dirigée axialement et s'établissant par l'effet hydrodynamique de ces bordures repliées embouties. Un inconvénient dans le cas de disques d'une telle configuration, d'un accouplement à frottement visqueux, est constitué par une force de réaction qui est dirigée sur les disques en sens opposé à la composante de force axiale, qui agit sur le liquide visqueux, et qui se traduit par un effet de pompage. Sous cet effet, le liquide se trouvant dans l'espace intérieur, est refoulé vers un côté axial du carter, ce qui dans un cas extrême conduit à un fonctionnement à sec des disques situés sur le côté opposé de l'espace intérieur, en produisant ainsi une usure plus importante de ces disques. Aussi, le but de l'invention consiste à créer un accouplement à frottement visqueux, qui permet d'éviter l'effet de pompage sur le liquide visqueux, à l'intérieur de l'accouplement à frottement visqueux, tout en conservant l'action de direction axiale, des bordures coudées. Conformément à l'invention, ce but est atteint, grâce au fait que les bordures coudées des couples de disques voisins ( 9 ou 10) d'un jeu de disques, sont orientées de manière inversée. L'orientation inversée des bordures coudées de deux disques voisins, permet d'éviter un effet de pompage cumulatif sur le liquide, et l'on crée des courants inverses qui se compensent tout au moins partiellement, ce qui garantit une répartition approximativement uniforme du liquide dans l'espace intérieur de l'accouplement à frottement visqueux Ceci permet d'éviter les inconvénients précédemment énoncés, tels que par exemple un fonctionnement à sec de quelques disques Les bordures coudées de deux disques voisins d'un jeu de disques peuvent ici être orientées les unes vers les autres ou de manière à s'éloigner les unes des autres. Selon une configuration de l'invention, il est prévu que les bordures coudées d'un jeu de disques sont disposées de manière inversée, par paires. En variante, il est possible que les bordures coudées d'un jeu de disques, présentent la même orientation par groupes et sont disposées de manière inversée par rapport aux groupes voisins, les groupes pouvant être composés chacun de deux ou plusieurs disques individuels. En vue d'obtenir des bordures coudées relativement fines et minces, il est prévu que les bords de délimitation se présentent sous la forme de bords repliés emboutis. Selon une autre configuration de l'invention, il est prévu que le premier jeu de disques peut être associé au moyeu d'accouplement ou au carter d'accouplement, c'est à dire que les disques présentant les bordures coudées peuvent être associés au moyeu d'accouplement ou au carter d'accouplement. L'invention va maintenant être explicitée plus en détail au regard de deux exemples de réalisation représentés sur les dessins annexés qui montrent: Fig 1 une vue de côté en coupe partielle, d'un accouplement à frottement visqueux, comportant une disposition des disques intérieurs, conforme à l'invention, Fig 2 une autre disposition des disques intérieurs conformes à la figure 1, Fig 3 un schéma de transmission pour un véhicule à quatre roues motrices, et Fig 4 un disque individuel de l'accouplement à frottement visqueux. Sur les figures 1 et 2 est représenté un accouplement à frottement visqueux ( 1) qui comprend un moyeu d'accouplement ( 2) et un carter d'accouplement ( 3) Le moyeu d'accouplement ( 2) est monté dans le carter d'accouplement ( 3), par l'intermédiaire de deux paliers lisses ( 4), et est relié à l'arbre d'entraînement au moyen d'un profil cannelé L'espace intérieur ( 5) de l'accouplement à frottement visqueux ( 1) est rendu étanche par l'intermédiaire de deux joints d'étanchéité ( 6, 7) Le carter d'accouplement ( 3) comporte une denture extérieure ( 8) par l'intermédiaire de laquelle se fait la transmission Dans le cas présent, les disques intérieurs ( 9), mobiles de manière limitée en direction axiale, sont associés au moyeu d'accouplement ( 2), et sont montés dans l'espace intérieur ( 5) de manière alternée avec les disques extérieurs ( 10) du carter d'accouplement ( 3) L'espace intérieur ( 5) est rempli au moins partiellement par un liquide visqueux. Les disques intérieurs ( 9) sont liés de manière fixe en rotation, par l'intermédiaire d'une denture intérieure ( 11), à une denture correspondante ( 12) du moyeu d'accouplement ( 2) Les disques extérieurs ( 10) sont liés de manière fixe en rotation, par l'intermédiaire d'une denture extérieure ( 13), à une denture correspondante ( 14) du carter d'accouplement ( 3), et sont maintenus espacés au moyen d'anneaux formant entretoise ( 15) Les disques intérieurs ( 9) et les disques extérieurs ( 10) sont de configuration essentiellement plane et comportent des fentes ou des perforations Les disques intérieurs ( 9) présentent au niveau des bords des fentes, des bordures coudées ( 16), qui, sur un côté, viennent au contact des disques extérieurs voisins ( 10) du carter d'accouplement ( 3), dans le cas du mode dit mode "Hump" Par rapport à des accouplements à frottement visqueux usuels, on obtient ainsi une amélioration du comportement en mode "Hump", en raison de l'effet auto-nettoyant et de la composante de force dirigée de manière axiale et agissant sur les disques Pour éviter une action simultanée de pompage sur le liquide visqueux dans l'espace intérieur ( 5) de l'accouplement à frottement visqueux ( 1), les disques intérieurs ( 9) sont disposés de manière à ce que leurs bordures coudées ( 16) soient orientées de manière inversée Grâce à la disposition d'orientation inversée des bordures coudées ( 16) de deux disques voisins, on évite un effet de pompage cumulatif sur le liquide visqueux, et l'on crée des courants inverses qui se compensent tout au moins partiellement, de manière à garantir une répartition approximativement uniforme du fluide dans l'espace intérieur ( 5) de l'accouplement à frottement visqueux ( 1). Dans le cas de la figure 1, les disques intérieurs ( 9) de l'accouplement à frottement visqueux ( 1) sont disposés de manière inversée, par paires. Sur la figure 2 est représentée une variante de disposition des disques intérieurs ( 9) Les disques intérieurs ( 9) sont rassemblés par groupes de deux disques, et sont d'orientation identique dans chaque groupe, mais d'orientation inversée par rapport au groupe voisin Il est naturellement tout à fait possible de former des groupes plus grands, de plus de deux disques intérieurs ( 9) Les disques extérieurs ( 10) sont représentés sans bordures coudées, sur les figures 1 et 2. La figure 3 montre le schéma d'une transmission destiné à un véhicule automobile ( 17) à quatre roues motrices Il s'agit d'un véhicule ( 17) comportant un ensemble moteur-boite ( 18) monté transversalement Les roues avant ( 19) sont entraînées par l'intermédiaire d'un différentiel d'essieu avant ( 21) et d'arbres de roues avant ( 22) La dérivation de la transmission vers les roues arrière ( 23) s'effectue à partir du différentiel central ( 20), par l'intermédiaire de l'arbre de transmission longitudinal ( 24), du différentiel d'essieu arrière ( 25) et des arbres de roues arrière ( 26) Certains, ou tous les différentiels ( 20, 21, 25) représentés, peuvent être améliorés au moyen de l'accouplement à frottement visqueux ( 1) représenté sur les figures 1 et 2, ou bien il est possible de monter un accouplement à frottement visqueux ( 1), individuellement, dans le train longitudinal de transmission du véhicule automobile ( 17). La figure 4 représente un disque intérieur ( 9) comportant un alésage central ( 27) Dans l'alésage ( 27) est prévue la denture intérieure ( 11) par l'intermédiaire de laquelle le disque est monté sur la denture ( 12) du moyeu d'accouplement ( 2) en assurant ainsi sa liaison en rotation, mais en permettant un coulissement axial La figure 4 laisse entrevoir que le disque est pourvu de fentes ( 28) réparties sur la périphérie, de direction radiale et ouvertes vers le bord périphérique ( 29) Les segments ( 30) comportent des bordures coudées ( 16) orientées chacune vers un côté axial du disque L'association et la disposition de ces disques intérieurs sont notamment visibles sur les figures 1 et 2. REVENDICATIONS. 1 Accouplement à frottement visqueux ( 1) comportant au moins une première partie d'accouplement réalisée sous la forme d'un moyeu ( 2), une seconde partie d'accouplement réalisée sous la forme d'un carter ( 3) et au moins deux jeux de disques dont les disques plats de l'un des jeux sont associés par une liaison en rotation à la première partie d'accouplement ( 2) en alternance avec les disques plats de l'autre jeu, qui sont associés par une liaison en rotation à la seconde partie d'accouplement ( 3), les disques ( 9 et 10) du premier et du second jeu se chevauchant radialement, l'espace intérieur ( 5) du carter d'accouplement ( 3), non occupé par les disques étant rempli au moins partiellement par un liquide visqueux, et les disques ( 9 ou 10) d'un jeu de disques étant pourvus de fentes ( 28) d'orientation radiale, ouvertes en direction du bord des disques, délimitant des segments de disque ( 30), et présentant des bordures coudées ( 16) qui s'étendent radialement, qui font saillie axialement d'un côté du plan des disques considérés, et qui peuvent être amenées en contact avec la surface extérieure d'un des disques plans ( 10) opposés, en formant racleur, caractérisé en ce que les bordures coudées ( 16) des couples de disques voisins ( 9 ou 10) d'un jeu de disques, sont orientées de manière inversée. 2 Accouplement à frottement visqueux selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bordures coudées ( 16) sont orientées les unes vers les autres. 3 Accouplement à frottement visqueux selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bordures coudées ( 16) sont orientées de manière à s'éloigner les unes des autres. 4 Accouplement à frottement visqueux selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les bordures coudées ( 16) d'un jeu de disques sont disposées de manière inversée, par paires. Accouplement à frottement visqueux selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les bordures coudées ( 16) d'un jeu de disques, présentent la même orientation par groupes et sont disposées de manière inversée par rapport aux groupes voisins. 6 Accouplement à frottement visqueux selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les bordures coudées ( 16) se présentent sous la forme de bords repliés emboutis. 7 Accouplement à frottement visqueux selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le premier jeu de disques est associé au moyeu d'accouplement ( 2). 8 Accouplement à frottement visqueux selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le premier jeu de disques est associé au carter d'accouplement ( 3).