Brevet FR2752028A1 — publié le 19980206

La présente invention concerne un embrayage à frottement visqueux pour entraîner la roue à ailettes d'une pompe à réfrigérant d'un moteur à combustion interne, comportant un disque d'entraînement, monté de façon tournante dans un carter d'embrayage, adapté aux dimensions du disque et pouvant être accouplé à la roue à ailettes de la pompe à réfrigérant. Un embrayage à frottement visqueux de ce type est connu d'après le brevet européen EP O 641 947 A2, o la roue à ailettes, dans une forme de réalisation, est agencée comme une partie du carter d'embrayage. De tels modes de construction ne conviennent cependant pas lorsque des embrayages et des roues de pompes proviennent, sous forme de composants séparés, de différents fabricants et créent le grand risque que l'embrayage, qui doit être rempli d'une huile de silicone et être étahché, ne possède pas les caractéristiques nécessaires pour son utilisation. Egalement, on rencontre des difficultés pour assurer l'étanchéité de la chambre d'embrayage. Il s'ajoute à cela-qu'avec les joints d'étanchéité en deux parties qui sont utilisés dans les structures connues pour assurer l'étanchéité d'une cloche de palier portant l'arbre d'entraînement de l'embrayage et la roue de pompe et dont une partie doit être engagée dans un évidement de cette cloche de palier, il n'existe aucune garantie, lors de l'installation de l'embrayage, que les joints d'étanchéité à anneaux de glissement qui entrent mutuellement en prise établissent également effectivement une étanchéité permanente. Cela résulte du fait que, avec de tels modes de construction, l'embrayage et la roue de pompe sont disposés directement dans l'écoulement de réfrigérant du moteur associé, ce qui crée un risque important également pour la durée de service du moteur. Enfin, le montage de l'ensemble constitué par l'embrayage et la roue de pompe crée également des difficultés et du fait que, lors de l'emmanchement axial du roulement prévu pour le carter d'embrayage, ce roulement est 2 2752028 obligatoirement sollicité sur sa bague extérieure qui doit absorber la force d'emmanchement axial, cela peut endommager le roulement de façon permanente. La présente invention a par conséquent pour but d'agencer un embrayage à frottement visqueux du type défini ci-dessus de telle sorte qu'il soit possible d'effectuer un montage axial extrêmement simple sans qu'il existe le risque d'endommagement de parties, et notamment également quand l'embrayage doit être monté avec la roue à ailettes de la pompe à réfrigérant sous la forme d'un ensemble unitaire. Pour résoudre ce problème, il est prévu dans un embrayage à frottement visqueux du type défini ci-dessus, que le disque d'entraînement soit monté sur un moyeu qui est pourvu d'un trou borgne central pour l'emmanchement sur un arbre d'entraînement et que le moyeu soit situé, sur le côté fermé du trou borgne, en regard d'un couvercle du carter d'embrayage, qui est élastiquement déformable au moins dans la zone du moyeu. Avec cet agencement, il est possible d'une manière simple d'emmancheri-axialement l'embrayage par le fait qu'une force de pression est exercée centralement sur le moyeu, le couvercle du carter d'embrayage s'appliquant alors dans sa zone élastiquement déformable contre le moyeu; ainsi des forces de montage peuvent être exercées centralement sur le moyeu sans que des forces doivent être exercées sur le roulement du carter d'embrayage. Du fait que la zone centrale du couvercle, qui est située en regard du moyeu, revient à nouveau en position initiale après le processus d'emmanchement sous l'effet de son élasticité, l'espacement axial, qui est nécessaire entre le couvercle et le moyeu pour le fonctionnement de l'embrayage, est conservé après la mise en place de l'embrayage. Selon une autre particularité de l'invention, le moyeu et le disque d'entraînement peuvent être formés d'une seule pièce et le moyeu peut former, dans sa zone située en regard du centre élastiquement déformable du couvercle, une surface 3 2752028 d'appui pour le couvercle. Lors du processus d'emmanchement, le couvercle s'applique par conséquent contre une grande surface de sorte que les forces agissant localement au montage ne sont pas trop élevées. Selon une autre particularité de l'invention, le trou borgne peut avoir un diamètre étagé et à cet égard, la zone axialement extérieure du trou borgne peut avoir un diamètre un peu plus grand que la zone intérieure et elle comporte une zone pourvue d'un ajustement serré. Cet agencement fait en sorte que le trou borgne forme - en coopération avec l'arbre d'entraînement - une première zone d'introduction et de centrage qui sert à simplifier le montage. A cet égard, la zone du trou borgne qui est pourvue du siège peut être disposée axialement de telle sorte qu'elle ne pénètre pas, ou seulement peu, radialement à l'intérieur du roulement, à l'aide duquel le carter d'embrayage est monté sur le moyeu. Il est ainsi possible d'éviter une sollicitation incorrecte de la bague intérieure du roulement par des forces radiales. - Selon encore une autre particularité de l'invention, le couvercle peut être relié de façon non tournante à la roue à ailettes; cette roue à ailettes est alors agencée sous forme d'un anneau comportant une ouverture centrale de passage, qui est disposée axialement à peu près en alignement avec la zone élastiquement déformable du couvercle. Cet agencement permet le montage préalable de l'embrayage et de la roue à ailettes de la pompe à eau sous la forme d'un module unitaire, qui peut ensuite être emmanché sur l'arbre d'entraînement, les forces axiales de pression pouvant alors agir sur le couvercle et le moyeu de l'embrayage en s'exerçant à travers l'ouverture prévue dans la roue à ailettes. Selon une autre caractéristique de l'invention, le couvercle peut être fixé sur un bord extérieur du carter d'embrayage et à cet égard, pour simplifier le montage, on peut également envisager un processus d'emboîtement avant la 4 2752028 liaison d'étanchéité finale. Le couvercle peut comporter une zone annulaire extérieure orientée parallèlement au disque d'entraînement, un collet disposé à la suite au centre et faisant saillie axialement vers l'extérieur ainsi qu'une zone centrale annulaire en rapprochement du moyeu. Cet agencement permet également de réaliser le couvercle en un matériau ayant une épaisseur constante, par exemple une tôle relativement mince ayant des propriétés élastiques, et de pourvoir le couvercle de nervures de renforcement dans une zone annulaire extérieure tandis que la zone intérieure est reliée au collet cylindrique par l'intermédiaire d'au moins une ondulation sous forme de soufflet. Le diamètre extérieur du collet cylindrique peut être adapté au diamètre intérieur de l'ouverture de passage prévue dans la roue à ailettes de façon que cette dernière puisse être assemblée avec l'embrayage par emmanchement à l'aide du collet. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un embrayage à frottement visqueux agencé conformément à l'invention, - la figure 2 représente l'embrayage à frottement visqueux de la figure 1, avec la roue à ailettes à mettre en place et l'arbre d'entraînement monté, et - la figure 3 représente l'embrayage à frottement visqueux conforme à l'invention, sous la forme d'une partie de la roue à ailettes d'une pompe à réfrigérant pour moteur à combustion interne, dans l'état monté sur le bloc-moteur. Sur les figures est représenté un embrayage à frottement visqueux 1, qui se compose d'un moyeu stable 2 comportant un trou borgne 3 ainsi que d'un carter d'embrayage monté sur le moyeu 2 à l'aide d'un roulement et qui est fermé par un couvercle 6. Dans la chambre de travail 7, 2752028 formée entre le couvercle 6 et le carter d'embrayage 5, le disque d'entraînement 8 de l'embrayage à frottement visqueux 1 effectue un mouvement de rotation, ce disque formant une seule et même pièce avec le moyeu 2. La chambre de travail 7 est étanchée par rapport au roulement 4 par un joint d'étanchéité 9 et, d'une manière non représentée en détail (du fait qu'elle est bien connue), cette chambre est remplie d'une huile de silicone ou d'un autre liquide approprié, transmettant des forces de cisaillement entre le disque d'entraînement 8 et le carter d'embrayage 5. Le couvercle 6 est monté par son bord extérieur 6a autour d'un appendice du carter d'embrayage 5 et de cette manière, il est fixé et relié de façon étanche avec ce carter. Dans l'exemple de réalisation considéré, le couvercle 6 est formé d'une tôle d'acier ayant une épaisseur comparativement petite, qui forme dans sa zone extérieure un anneau pourvu de nervures de renforcement 10, qui peuvent par exemple être orientées radialement à la façon de rayons et qui sont créées par refoulement du matériau du couvercle. A la suite de cette zone annulaire pourvue des nervures 10, le couvercle 6 comporte un collet 11 faisant saillie axialement vers l'extérieur et qui se prolonge par une ondulation 12 en forme de soufflet, dirigée vers l'intérieur en direction du moyeu 12. L'ondulation 12 en forme de soufflet est elle-même profilée à peu près en forme de S et elle est prolongée radialement vers l'intérieur par une zone centrale 13 en forme de disque du couvercle 6, qui est située en regard et à distance relativement faible d'une surface d'appui 14 du moyeu 2. La surface d'appui 14 constitue le côté extérieur d'un appendice 16 faisant saillie axialement du disque d'entraînement 8. Avec cet agencement, la zone 13 du couvercle 6, qui est reliée au collet 11 par l'intermédiaire de l'ondulation 12 formant soufflet, est agencée de façon à être élastiquement déplaçable en direction de l'axe 15. On reviendra encore sur cette particularité dans la suite. 6 2752028 La figure 2 montre initialement que l'embrayage à frottement visqueux 1 de la figure 1, peut être pourvu d'une roue à ailettes, représentée en trait interrompu, d'une pompe à réfrigérant. Cette roue à ailettes 17 forme un anneau 20, pourvu d'ailettes de pompage 21 et comportant une ouverture de passage 19, qui est pourvue d'un décrochement 18 dont le diamètre correspond au diamètre extérieur du bord 11 du couvercle 10. La roue à ailettes 17 peut être montée, du fait de cet agencement, par emmanchement sur le collet 11 et elle est ainsi reliée de façon non tournante au carter d'embrayage 5. Il est évidemment également possible de prévoir encore une fixation additionnelle de la roue à ailettes 17 sur le couvercle 6 au cas o cela serait nécessaire. Dans le trou borgne du moyeu 2 est emmanché un tourillon extrême 22 d'un arbre d'entraînement 24 qui peut être monté par l'intermédiaire d'un roulement, et d'une manière qui sera expliquée par la suite, sur le bloc d'un moteur à combustion interne. Le trou borgne 3 est divisé, comme le montre la figure 1, en deux parties (3a et 3b) ayant des diamètres différents et qui sont situées axialement l'une après l'autre. La zone 3a du trou borgne a un diamètre dimensionné de telle sorte qu'elle crée un ajustement serré avec la partie 22a du tourillon 22 de l'arbre d'entraînement 4. Le diamètre de la partie 3a est légèrement plus grand que celui de la partie 3b. Le montage sur l'arbre 24 de l'ensemble formé par l'embrayage et la roue de pompe et représenté sur la figure 2 est effectué par conséquent de la façon suivante. Le tourillon 22b de l'arbre d'entraînement 24 est initialement engagé dans la partie de grand diamètre 3a du trou borgne, de telle sorte que l'ensemble formé par l'embrayage à frottement visqueux et la roue à ailettes 17 puissent être précentrés sur l'arbre. Ensuite, une force de pression est exercée dans la direction de l'axe 15 et dans la direction de la flèche 25 sur cet ensemble unitaire, de telle sorte que ledit ensemble 7 2752028 puisse être emmanché sur l'arbre d'entraînement 24, notamment suffisamment loin pour que la roue de la pompe, après installation (cf. figure 3) prenne par rapport à la chambre de pompage l'entourant, l'espacement (s) nécessaire pour son efficacité de fonctionnement. Le montage est ainsi réalisé d'une manière extrêmement simple du fait que la roue peut être poussée, dans le sens de la flèche 25, directement sur la zone centrale 13 et - après son décalage axial jusqu'à la surface 14 - directement sur le moyeu 2, de sorte qu'on exclut ainsi une influence perturbatrice vers d'autres parties de l'embrayage. Cela suppose que la roue à ailettes 17 est agencée sous forme d'un anneau comportant l'ouverture de passage 19. Après le montage, la zone 13 du couvercle, refoulée initialement dans une direction axiale jusqu'à l'application contre la surface 14, peut à nouveau revenir, sous l'effet de l'élasticité créée par l'ondulation en forme de soufflet 12, jusque dans la position initiale représentée sur les figures 1 à 3, o il existe un espacement suffisant par rapport au moyeu 2. -Comme cela est connu, pendant la marche, le moyeu et le disque d'entraînement 8 tournent par rapport au carter d'embrayage 5 et par rapport au couvercle 6. La figure 3 montre que le processus de montage décrit ci-dessus entre l'arbre d'entraînement 24 et l'embrayage 5 peut être effectué après le montage du roulement 23 dans une cloche 26, qui est fixée à l'aide d'une bride 27 sur un côté frontal du bloc 28 d'un moteur à combustion interne. La figure 3 montre également que la roue à ailettes 17 de la pompe à réfrigérant est disposée directement dans une chambre 29 créée dans le bloc-moteur 28, ouverte vers l'extérieur et qui est centralement en liaison avec un canal de réfrigérant prévu dans le bloc- moteur 28 et également - d'une manière non représentée en détail - avec d'autres canaux faisant partie d'un circuit de réfrigérant prévu dans le bloc-moteur 28. Cette chambre 29 doit par conséquent, après l'installation de l'ensemble embrayage-pompe, être étanchée par rapport à la 8 2752028 cloche de roulement 26. Cela est réalisé d'une manière simple par l'intermédiaire d'un anneau porteur 31 en forme d'entonnoir, qui porte la partie fixe 32 d'un joint d'étanchéité à anneau glissant intrinsèquement fermé, dans la partie tournante 33 est fixée sur le carter d'embrayage 5. Par l'intermédiaire d'une poulie 34 pour courroie trapézoidale, l'arbre 24 peut être entraîné d'une manière connue, et par l'intermédiaire de celui-ci et du disque d'entraînement 8, le carter d'embrayage 5 associé à la roue à ailettes 17 peut être entraîné pour assurer la circulation du réfrigérant dans le bloc-moteur 28. 9 2752028 REVENDICATIONS 1 - Embrayage à frottement visqueux pour l'entraînement de la roue à ailettes (17) d'une pompe à réfrigérant d'un moteur à combustion interne, comportant un disque d'entraînement (8), qui est monté de façon tournante dans un carter d'embrayage (5), dont les dimensions sont adaptées à celles du disque et qui peut être accouplé à la roue à ailettes de la pompe à réfrigérant, embrayage caractérisé en ce que le disque d'entraînement (8) est monté sur un moyeu (2), qui est pourvu d'un trou borgne central (3) pour l'emmanchement sur un arbre d'entraînement (24) et en ce que le moyeu (2) est situé, sur le côté fermé du trou borgne, en regard d'un couvercle (6) du carter d'embrayage (5), qui est agencé de façon à être élastiquement déformable au moins dans la zone du moyeu (2). 2 - Embrayage à frottement visqueux selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyeu (2) et le disque d'entraînement (8) forment une seule et même pièce. 3 - Embrayage à frottement visqueux selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le moyeu (2) forme, dans sa zone située en regard du centre (13) élastiquement déformable du couvercle (6), une surface (14) d'application pour le couvercle (13, 6). 4 - Embrayage à frottement visqueux selon la revendication 1, caractérisé en ce que le trou borgne (3) comprend un diamètre étagé (3a, 3b) et en ce que la zone (3a) du trou borgne, située axialement vers l'extérieur et pourvus d'un ajustement serré, a un diamètre légèrement plus grand que la zone située à l'intérieur (3b). - Embrayage à frottement visqueux selon la revendication 4, caractérisé en ce que la zone (3a), pourvue d'un ajustement serré, du trou borgne, est disposée axialement de telle sorte qu'elle ne pénètre pas radialement, ou 1 0 2752028 seulement peu, à l'intérieur d'un roulement (4) à l'aide duquel le carter d'embrayage (5) est monté sur le moyeu (2). 6 - Embrayage à frottement visqueux selon la revendication 1, caractérisé en ce que le couvercle (6) peut être relié de façon non tournante à la roue à ailettes (17) et en ce que cette roue à ailettes (17) est agencée sous forme d'un anneau comportant une ouverture centrale de passage (19), qui est orientée de manière à être axialement à peu près en alignement avec la zone élastiquement déformable (13) du couvercle (6). 7 - Embrayage à frottement visqueux selon la revendication 6, caractérisé en ce que le couvercle (6) peut être fixé sur un bord extérieur du carter d'embrayage (5). 8 - Embrayage à frottement visqueux selon la revendication 1, caractérisé en ce que le couvercle (6) comporte-une zone annulaire extérieure, orientée parallèlement au disque d'entraînement (8), un collet (11) disposé à la suite de façon centrée, et également une zone centrale (13) en forme de disque, qui est située en rapprochement du moyeu (2). 9 - Embrayage à frottement visqueux selon la revendication 1, caractérisé en ce que le couvercle (6) est formé d'un matériau d'épaisseur constante et ayant des propriétés élastiques et il est pourvu de nervures de renforcement (10) dans une zone radialement extérieure et en ce que la zone intérieure (13) en forme de disque est reliée au collet cylindrique (11) par l'intermédiaire d'au moins une ondulation (12) en forme de soufflet. - Embrayage à frottement visqueux selon l'une des revendications 6 et 8, caractérisé en ce que le diamètre extérieur du soufflet cylindrique (11) est adapté au diamètre de l'ouverture de passage (19) de la roue à ailettes (17).