Brevet FR2681394A1 — publié le 19930319

Embrayage à friction à liquide pour un ventilateur de refroidissement L'invention concerne un embrayage à friction à liquide pour un ventilateur de refroidissement, en particulier d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile. Par le document DE-A-39 41 611, on connaît un embrayage à friction à liquide, pour un ventilateur de refroidissement d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile, dans lequel un carter, pourvu de pales de ventilateurs ou d'une roue de ventilateur, est monté en rotation sur l'arbre d'entraînement, entraîné par le moteur à combustion interne Dans le carter, conçu pour recevoir un liquide visqueux, est disposé un rotor, relié rigidement à l'arbre d'entraînement, qui délimite, conjointement avec le carter, un interstice de cisaillement Le carter contient en outre des moyens de commande, susceptibles d'être commandés usuellement en fonction de la température et assurant la commande du niveau de remplissage du liquide visqueux dans l'interstice de cisaillement et ainsi du couple de rotation transmis par l'embrayage à friction à liquide Pour qu'en cas de panne de l'embrayage, on puisse obtenir en temps utile un fonctionnement de secours, dans l'embrayage connu est disposé un excentrique pivotant sur la paroi arrière du carter, pouvant être pressé contre la périphérie cylindrique de l'arbre d'entraînement et venant se coincer avec celui-ci La liaison à excentrique entre le carter et l'arbre d'entraînement présente l'inconvénient que les vibrations provoquées par le moteur à combustion interne sont transmises au carter et au ventilateur, o, du fait de la masse relativement importante de ces éléments de construction, des dégâts irréparables dans un temps court pourraient survenir sur l'embrayage à friction à liquide. Le but de l'invention est de créer un embrayage à friction à liquide, susceptible d'être doublé manuellement, de manière simple, pour obtenir un fonctionnement de secours, notamment de telle façon que tout dégât soit évité de façon sûre, sur l'embrayage à friction à liquide. La présente invention part d'un embrayage à friction à liquide pour un ventilateur de refroidissement, comprenant un arbre d'entraînement, tournant autour d'un axe de rotation, un carter, destiné à recevoir le liquide visqueux et monté sur l'arbre d'entraînement, libre en rotation par rapport à celui-ci, un rotor, disposé dans le carter, lié en rotation à l'arbre d'entraînement et délimitant, conjointement avec le carter, au moins un interstice de cisaillement, des moyens de commande, assurant la commande du niveau de liquide visqueux dans chaque interstice de cisaillement, et des moyens de blocage pour une liaison désolidarisable, bloquée en rotation, entre une paroi arrière du carter et l'arbre d'entraînement. Selon l'invention, il est prévu que les moyens de blocage comprennent au moins un couple d'organes d'accouplement, formant en particulier un accouplement par liaison de forme, désolidarisable, au moyen duquel le carter peut être accouplé à l'arbre d'entraînement, avec un jeu en rotation, mais en étant bloqué en rotation-. Du fait du jeu en rotation existant dans la transmission mécanique entre l'arbre d'entraînement et le carter, il est assuré que les vibrations en rotation, nuisibles du moteur à combustion interne, ne soient pas transmises, par l'intermédiaire de l'arbre d'entraînement, à l'embrayage à friction à liquide, désigné également ci- dessous par "viscoembrayage" à ventilateur Le jeu en rotation assure que le carter peut périodiquement être réparé lorsque se manifestent des vibrations en rotation. Par une mise en service manuelle des moyens de blocage, également en cas de panne de la transmission motrice du liquide visqueux, appelé également ci-dessous "viscoliquide", la puissance de refroidissement du ventilateur peut être provisoirement assurée, de sorte que le véhicule automobile peut continuer à fonctionner en fonctionnement de secours, avec un "viscoembrayage" de ventilateur qui n'opère plus une régulation en fonction de la température, c'est-à- dire avec un ventilateur de refroidissement entraîné en continu Les deux organes d'accouplement forment de préférence un embrayage à liaison de forme désolidarisable, produisant en même temps le jeu en rotation dans la zone d'action de ses organes d'accouplement L'un des organes d'accouplement de chaque couple peut présenter en une saillie et l'autre organe d'accouplement présenter un évidement pour l'engagement de la saillie Mais il est évidant que le jeu en rotation peut également être produit en un autre endroit du chemin de la liaison des organes de blocage En particulier, le jeu en rotation peut être également être produit par le fait de doter les moyens de blocage de composants élastiques. Spécialement dans le cas o les moyens de blocage sont configurés sous forme d'embrayage à liaison de forme désolidarisable, au moins l'un des organes d'accouplement est mobile, sensiblement radialement par rapport à l'axe de rotation, en étant cependant blocable, tandis que l'autre organe d'accouplement est disposé radialement rigidement, par rapport à l'axe de rotation Pour empêcher qu'à cause -de la force centrifuge, en cas d'une désolidarisation du blocage en fonctionnement normal, le carter soit intempestivement directement accouplé à l'arbre d'entraînement, l'organe d'accouplement mobile est de préférence monté tournant sur le carter, de sorte que l'accouplement par liaison de forme soit sollicité, du fait de la force centrifuge, dans le sens de l'ouverture. Selon un mode de réalisation préféré, sur l'arbre d'entraînement de la paroi arrière du carter, à proximité immédiate, est disposé rigidement un organe d'entraînement, qui présente au moins un bras faisant saillie radialement, formant l'un des deux organes d'accouplement du couple. L'autre des deux organes d'accouplement du couple est maintenu mobile et susceptible d'être fixé sur la paroi arrière du carter, et présente un évidement ouvert en direction radiale vers l'intérieur, dont la largeur dans la direction circonférentielle est supérieure, de la valeur du jeu en rotation, à la largeur de la zone du bras associée à l'évidement L'organe d'accouplement, maintenu sur la paroi arrière, forme, de manière appropriée, un curseur, guidé de façon mobile radialement sur sa paroi arrière et susceptible d'y être fixé dans sa position radialement intérieure, ou dans sa position radialement extérieure. L'organe d'entraînement peut comprendre plusieurs bras, par exemple décalés l'un par rapport à l'autre de 180 degrés, par rapport à l'axe de rotation, auquel est chaque foi associé, un curseur séparé L'évidement de chaque curseur forme en direction circonférentielle des arêtes de butée, présentant en direction radiale une forme telle qu'elles donnent un contact linéaire avec les arêtes de butée associées Également dans le cas d'entraînement réalisé différemment entre l'arbre d'entraînement et le moteur à combustion interne, on peut de cette manière respecter des pressions faibles aux points de contact Le jeu en rotation admis par l'évidement du curseur est de dimension telle que les vibrations de rotation, transmises au carter et au ventilateur, de l'arbre d'entraînement sont réduites au moins à une valeur non dommageable, de sorte que le véhicule automobile peut continuer à être utilisé même en cas de panne de l'embrayage de ventilateur, après quelques interventions manuelles. De manière appropriée, chaque curseur est fixé sur le carter à l'aide de deux vis ou boulons, disposés à distance l'un(e) de l'autre, et présente à cette fin des trous oblongs, admettant un déplacement radial Les vis, respectivement les boulons sont de préférence utilisés en même temps pour assurer la fixation sur le carter de la roue de ventilateur, respectivement des pales de ventilateur. Un exemple de réalisation de l'invention est expliqué ci-dessous plus en détail et représenté sur le dessin, dans lequel: la figure 1 représente une coupe longitudinale partielle d'un embrayage à friction à liquide pour un ventilateur de refroidissement d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, observé suivant une ligne I-I de la figure 2, et la figure 2 représente une coupe transversale axiale de l'embrayage, observée suivant une ligne II-II de la figure 1. La figure 1 représente une coupe longitudinale partielle d'un embrayage à friction à liquide, "viscoembrayage" de ventilateur, dont la partie avant 16, contenant un milieu de régulation de température la classique, subit l'arrivée d'un écoulement d'air chaud, la représentation étant seulement donnée en projection, du fait que cette zone n'est pas essentielle à l'invention Le "viscoembrayage" de ventilateur 1 est entraîné par l'intermédiaire d'un arbre d'entraînement, se présentant sous la forme d'une tige d'arbre 2, fixée sur un arbre tournant du moteur à combustion interne non représenté La tige d'arbre 2 tourne alors autour d'un axe de rotation 3. A l'extrémité, opposée au moteur à combustion interne, de la tige d'arbre 2, est disposé rigidement un rotor 4, entouré par un carter 5 et entre le rotor 4 et le carter 5 étant prévus des interstices de cisaillement 8, qui, lors du remplissage avec un liquide visqueux, transmettent un couple d'entraînement en rotation, de la tige d'arbre 2 au carter 5 et ainsi à un ventilateur 7 Comme on le voit également sur la figure 2, plusieurs vis 16 sont disposés, en cercle autour de l'arbre de rotation 3, répartis sur le même diamètre moyen, sur une paroi arrière 5 a du carter 5, qui établissent tant la liaison entre le ventilateur 7 et le carter que la liaison de deux curseurs il avec le carter 5 Sur la moitié supérieure de la figure 2 est représenté un curseur, dans sa position non active et, dans la moitié inférieure, dans sa position active Il est évident que les deux curseurs il sont positionnés simultanément, soit dans la position active soit dans la position non active Chaque curseur 11 est fixé par l'intermédiaire de deux vis 16 et de deux écrous 15 sur le carter 5 et présente chaque fois, dans la zone de passage, un trou oblong 17 Les trous oblongs 17 s'étendant alors parallèlement, de sorte que le curseur Il est déplacé en direction radiale par rapport à l'axe de rotation 3 et peut être fixé en deux positions déterminées Chaque curseur présente dans la zone située entre les deux trous oblongs 17 un évidement 12 orienté radialement vers l'intérieur, délimité circonférentiellement par des arêtes de butée 13 Un organe d'entraînement 9, plat et discorde, est monté rigidement sur la tige d'arbre 2, dans le même plan que celui o se trouvent les deux curseurs 11 Cet organe d'entraînement présente dans deux directions opposées des bras 10, tournés radialement vers l'extérieur, pourvus d'arêtes de butée 14. Dans la position normale correspondant à la moitié supérieure de la figure 2, les curseurs 11 sont fixés sur le carter 5, si loin radialement vers l'extérieur, qu'ils ménagent une distance radiale suffisante par rapport aux bras 10 de l'organe d'entraînement 9 Dans cet état de fonctionnement, le ventilateur 7 est entraîné par le liquide visqueux situé dans les interstices de cisaillement 8 C'est pourquoi, également à l'état complètement accouplé du "viscoembrayage" aux vitesses de rotation d'entraînement élevées du ventilateur 7, on fonctionne avec un glissement. Dans le cas d'une panne, par exemple en cas de défaillance de la régulation ou de l'effet du liquide visqueux, le "viscoembrayage" de ventilateur au moins jusqu'à son échange ou sa réparation peut être couplé directement sur la tige d'arbre 2, en fonctionnement de secours, en opérant sur les deux curseurs 11, par desserrage des écrous 15, une mise en position active, correspondant à la moitié inférieure de la figure 2 Les curseurs se trouvent ainsi dans leur position la plus proche de l'axe de rotation 3 et transmettent directement au carter 5 le couple de rotation transmis par la tige d'arbre 2 à l'organe d'entraînement 9. Les bras 10 de l'organe d'entraînement 9 arrivent alors dans les évidements 12 des curseurs 11, avec un jeu en direction circonférentielle, correspondant aux angles alpha et bêta Un contact linéaire a alors lieu entre les arêtes de butée 14 de l'organe d'entraînement 9 et les arêtes de butée 13 du curseur 11, en cas de transmission d'un couple de rotation C'est pourquoi le jeu correspondant aux angles alpha et bêta s'est révélé particulièrement avantageux, du fait qu'en particulier les vibrations en rotation provoquées par le moteur à combustion interne ne sont transmises que dans une très faible valeur au carter 5 et au ventilateur 7, de sorte que tout endommagement du "viscoembrayage" de ventilateur par suite des vibrations est évité Le fonctionnement avec le ventilateur 7 directement accouplé peut ainsi être maintenu aussi longtemps qu'il faut pour aller jusqu'à la réparation du "viscoembrayage" Entre-temps, du fait de l'entraînement continu du ventilateur 7, il est assuré que le moteur à combustion interne ne va pas souffrir de dégât imputables à une surchauffe Le réglage inverse des curseurs 11 nécessite seulement une action sur la face arrière du "viscoembrayage", avec une clé correspondant aux écrous 15. REVENDICATIONS 1 Embrayage à friction à liquide pour un ventilateur d'air de refroidissement, comprenant un arbre d'entraînement ( 2), tournant autour d'un axe de rotation ( 3), un carter ( 5), destiné à recevoir le liquide visqueux et monté sur l'arbre d'entraînement ( 2), libre en rotation par rapport à celui-ci, un rotor ( 4),disposé dans le carter ( 5), lié en rotation à l'arbre d'entraînement ( 2) et délimitant, conjointement avec le carter ( 5), au moins un interstice de cisaillement ( 8), des moyens de commande (la), assurant la commande du IS niveau de liquide visqueux dans chaque interstice de cisaillement, et des moyens de blocage ( 9,10) pour une liaison désolidarisable, bloquée en rotation, entre une paroi arrière ( 5 a) du carter ( 5) et l'arbre d'entraînement ( 2), caractérisé en ce que les moyens dé blocage comprennent au moins un couple d'organes d'accouplement ( 9; 11), formant en particulier un accouplement par liaison de forme, désolidarisable, au moyen duquel le carter ( 5) peut être accouplé à l'arbre d'entraînement ( 2), avec un jeu en rotation, mais en étant bloqué en rotation. 2 Embrayage à friction à liquide selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un ( 9) des organes d'accouplement ( 9,11) de chaque couple présente une saillie ( 10) et l'autre organe d'accouplement ( 11) présente un évidement ( 12) pour l'engagement de la saillie ( 10). 3 Embrayage à friction à liquide selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'un ( 11) des organes d'accouplement ( 9,11) est mobile, sensiblement radialement par rapport à l'axe de rotation ( 3), en étant cependant blocable, et l'autre organe d'accouplement ( 9) est disposé radialement rigidement, par rapport à l'axe de rotation ( 3). 4 Embrayage à friction à liquide selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe d'accouplement ( 9) disposé sur l'arbre d'entraînement ( 2) est relié rigidement à l'arbre d'entraînement ( 3) et l'organe d'accouplement ( 11) disposé sur le carter ( 5) est guidé de façon mobile radialement par rapport au carter ( 5), sur celui-ci. 5 Embrayage à friction à liquide selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, sur l'arbre d'entraînement ( 2) de la paroi arrière ( 5 a) du carter ( 5), à proximité immédiate, est disposé rigidement un organe d'entraînement ( 9), qui présente au moins un bras ( 10) faisant saillie radialement, formant l'un des deux organes d'accouplement du couple, et en ce que l'autre des deux organes d'accouplement du couple est maintenu, mobile et susceptible d'être fixé sur la paroi arrière ( 5 a) du carter ( 5), et présente un évidement ( 12) ouvert en direction radiale vers l'intérieur, dont la largeur dans la direction circonférentielle est supérieure, de la valeur du jeu en rotation, à la largeur de la zone du bras ( 10) associée à l'évidement ( 12). 6 Embrayage à friction à liquide selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe d'accouplement maintenu sur la paroi arrière ( 5 a) est un curseur ( 11), guidé de façon mobile radialement sur sa paroi arrière ( 5 a) et susceptible d'être fixé sur la paroi arrière ( 5 a), tant dans sa position radialement intérieure, accouplé au bras ( 10), qu'également dans sa position radialement extérieure, libérant le bras ( 10). 7 Embrayage à friction à liquide selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'évidement ( 12) du curseur ( 11) forme une arête de butée ( 13) située à l'avant dans le sens de rotation et une arête de butée ( 13) située à l'arrière dans le sens de rotation, les arêtes de butée ( 13) de l'évidement ( 12) étant formées de telle façon, en direction radiale, qu'elles donnent un contact linéaire avec les arêtes de butée ( 14) associées du bras ( 10). 8 Embrayage à friction à liquide selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que le curseur ( 11) présente deux trous allongés ( 17), s'étendant en direction sensiblement radiale, parallèles entre eux et espacés dans la direction circonférentielle du carter ( 5), trous allongés ( 17) à travers lesquels le curseur ( 11) est vissé sur la paroi arrière ( 5 a) du carter ( 5). 9 Embrayage à friction à liquide selon la revendication 8, caractérisé en ce que des boulons ( 16), utilisés pour la fixation par vissage d'une roue de ventilateur ( 7) assurent en même temps le maintien du curseur ( 11) sur le carter ( 5). 10 Embrayage à friction à liquide selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que l'organe d'entraînement ( 9) présente deux bras ( 10), décalés l'un par rapport à l'autre de 180 degrés, par rapport à l'axe de rotation. 11 Embrayage à friction à liquide selon l'une des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que l'organe d'entraînement ( 9) est réalisé sous forme de partie discoïde plate. 12 Embrayage à friction à liquide selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le jeu en rotation est à peu près égal ou supérieur à la valeur de l'amplitude d'une vibration en rotation de l'arbre d'entraînement ( 2), pendant le fonctionnement.