FR2681394A1 - Friction clutch with liquid for a cooling fan - Google Patents
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Abstract
Description
Embrayage à friction à liquide pour un ventilateur de refroidissementLiquid friction clutch for a cooling fan
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 The invention relates to a liquid friction clutch for a cooling fan, in particular for an internal combustion engine of a motor vehicle. Document DE-A-39 41 611 discloses a liquid friction clutch for a cooling fan of an internal combustion engine of a motor vehicle, in which a housing provided with fan blades or a fan wheel, is rotatably mounted on the drive shaft, driven by the internal combustion engine In the housing, designed to receive a viscous liquid, is arranged a rotor, rigidly connected to the drive shaft, which delimits, jointly with the casing, a shear gap The casing also contains control means, capable of being usually controlled as a function of temperature and ensuring the control of the filling level of the viscous liquid in the shear gap and thus of the torque transmitted by the friction clutch with liquid So that in the event of failure of the clutch, one can obtain in good time an emergency operation, in the known clutch an eccentric pivoting is arranged on the rear wall of the casing, which can be pressed against the cylindrical periphery of the drive shaft and coming to get caught therein. The eccentric connection between the casing and the drive shaft has disadvantage that the vibrations caused by the internal combustion engine are transmitted to the casing and the fan, o, due to the relatively large mass of these construction elements, irreparable damage in a short time
pourraient survenir sur l'embrayage à friction à liquide. could occur on the liquid friction clutch.
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 The object of the invention is to create a friction clutch with liquid, capable of being doubled manually, in a simple manner, in order to obtain emergency operation, in particular so that any damage is avoided.
de façon sûre, sur l'embrayage à friction à liquide. securely on the liquid friction clutch.
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 The present invention starts from a friction clutch with liquid for a cooling fan, comprising a drive shaft, rotating around an axis of rotation, a casing, intended to receive the viscous liquid and mounted on the shaft. drive, free to rotate relative to the latter, a rotor disposed in the housing, linked in rotation to the drive shaft and delimiting, jointly with the housing, at least one shear gap, control means , ensuring the control of the viscous liquid level in each shear gap, and blocking means for a detachable link, blocked in rotation, between a rear wall of the casing
et l'arbre d'entraînement.and the drive shaft.
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 According to the invention, it is provided that the blocking means comprise at least a couple of coupling members, forming in particular a coupling by form link, separable, by means of which the casing can be coupled to the shaft d training, with a
jeu en rotation, mais en étant bloqué en rotation-. play in rotation, but being blocked in 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, Due to the rotational play existing in the mechanical transmission between the drive shaft and the casing, it is ensured that the rotational vibrations, harmful to the internal combustion engine, are not transmitted, via the drive shaft,
à l'embrayage à friction à liquide, désigné également ci- to the liquid friction clutch, also designated below
dessous par "viscoembrayage" à ventilateur Le jeu en rotation assure que le carter peut périodiquement être underside by "visco clutch" with fan The rotation play ensures that the casing can periodically be
réparé lorsque se manifestent des vibrations en rotation. repaired when rotating vibrations occur.
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 By manual commissioning of the blocking means, also in the event of a breakdown of the drive transmission of the viscous liquid, also called below "viscoliquid", the cooling power of the fan can be temporarily ensured, so that the motor vehicle can continue to operate in emergency operation, with a fan "visco clutch" which no longer operates as a function of temperature, that is to say with a continuously driven cooling fan The two coupling members preferably form a coupling clutch of detachable form, producing at the same time the play in rotation in the zone of action of its coupling members. One of the coupling members of each couple can have a projection and the other coupling member present a recess for the engagement of the projection But it is obvious that the rotation play can also be produced in another e right of the path of the connection of the locking members In particular, the rotation play can also be produced by the fact of
doter les moyens de blocage de composants élastiques. provide the locking means with elastic components.
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 Especially in the case where the blocking means are configured in the form of a clutch with a detachable link, at least one of the coupling members is movable, substantially radially with respect to the axis of rotation, while however being blockable , while the other coupling member is arranged radially rigidly, relative to the axis of rotation To prevent that because of the centrifugal force, in the event of disengagement of the blockage in normal operation, the casing is inadvertently directly coupled to the drive shaft, the movable coupling member is preferably rotatably mounted on the casing, so that the coupling by shape connection is stressed, because
de la force centrifuge, dans le sens de l'ouverture. centrifugal force, in the direction of opening.
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, According to a preferred embodiment, on the drive shaft of the rear wall of the casing, in the immediate vicinity, is rigidly disposed a drive member, which has at least one arm projecting radially,
formant l'un des deux organes d'accouplement du couple. forming one of the two torque coupling members.
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 The other of the two torque coupling members is kept mobile and capable of being fixed on the rear wall of the casing, and has a recess open in the radial direction inwards, the width of which in the circumferential direction is greater, of the value of the play in rotation, to the width of the zone of the arm associated with the recess The coupling member, maintained on the rear wall, forms, in an appropriate manner, a slider, guided in a movable manner radially on its rear wall and capable of being fixed therein in its radially position
intérieure, ou dans sa position radialement extérieure. interior, or in its radially exterior position.
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 The drive member may comprise several arms, for example offset one with respect to the other by 180 degrees, with respect to the axis of rotation, to which is each associated faith, a separate cursor The recess of each cursor forms in the circumferential direction of the stop edges, having in the radial direction a shape such that they give a linear contact with the associated stop edges Also in the case of drive produced differently between the drive shaft and the motor to internal combustion, in this way it is possible to observe low pressures at the contact points. The rotation clearance admitted by the slider recess is of such dimension that the rotational vibrations, transmitted to the casing and to the fan, of the shaft. drives are reduced to at least a non-harmful value, so that the motor vehicle can continue to be used even in the event of a breakdown of the fan clutch after
quelques interventions manuelles.some manual interventions.
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 Suitably, each slider is fixed on the casing by means of two screws or bolts, arranged at a distance from each other, and has for this purpose oblong holes, admitting a radial displacement The screws , respectively the bolts are preferably used at the same time to ensure the fixing on the casing of the fan wheel, respectively of the fan blades. An exemplary embodiment of the invention is explained below in more detail and shown in the drawing, in which: FIG. 1 represents a partial longitudinal section of a liquid friction clutch for a motor cooling fan combustion engine of a motor vehicle, observed along a line II of Figure 2, and Figure 2 shows an axial cross section of the clutch, observed along a line II-II
de la figure 1.of 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 FIG. 1 represents a partial longitudinal section of a friction clutch with liquid, "viscous clutch" of fan, of which the front part 16, containing a standard temperature regulation medium, undergoes the arrival of an air flow hot, the representation being only given in projection, since this zone is not essential to the invention The "visco-clutch" of fan 1 is driven by means of a drive shaft, being in the form a shaft rod 2, fixed on a rotating shaft of the internal combustion engine not shown La
tige d'arbre 2 tourne alors autour d'un axe de rotation 3. shaft rod 2 then rotates about an axis of 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 At the end, opposite the internal combustion engine, of the shaft rod 2, is rigidly disposed a rotor 4, surrounded by a casing 5 and between the rotor 4 and the casing 5 being provided shear gaps 8, which , when filling with a viscous liquid, transmit a rotational driving torque, from the shaft rod 2 to the casing 5 and thus to a fan 7 As can also be seen in FIG. 2, several screws 16 are arranged, in a circle around the rotation shaft 3, distributed over the same mean diameter, on a rear wall 5 a of the housing 5, which establish both the connection between the fan 7 and the housing as the connection of two sliders il with the housing 5 In the upper half of FIG. 2 is shown a cursor, in its non-active position and, in the lower half, in its active position It is obvious that the two cursors are positioned simultaneously, either in the active position or in the position no active Each slider 11 is fixed by means of two screws 16 and two nuts 15 to the casing 5 and each time has, in the passage area, an oblong hole 17 The oblong holes 17 then extending in parallel, so that the cursor It is moved in the radial direction with respect to the axis of rotation 3 and can be fixed in two determined positions Each cursor has in the area between the two oblong holes 17 a recess 12 oriented radially inward, delimited circumferentially by abutment edges 13 A drive member 9, flat and discordant, is rigidly mounted on the shaft rod 2, in the same plane as that where the two sliders 11 are located This drive member has in two opposite directions of arms 10, turned
radialement vers l'extérieur, pourvus d'arêtes de butée 14. radially outward, provided with stop edges 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 In the normal position corresponding to the upper half of FIG. 2, the sliders 11 are fixed on the casing 5, so far radially outward, that they provide a sufficient radial distance relative to the arms 10 of the member d drive 9 In this operating state, the fan 7 is driven by the viscous liquid located in the shear gaps 8 This is why, also in the fully coupled state of the "visco clutch" at the drive rotation speeds
élevées du ventilateur 7, on fonctionne avec un glissement. high fan 7, we operate with a slip.
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 In the event of a breakdown, for example in the event of a failure of the regulation or the effect of the viscous liquid, the "visco clutch" of the fan at least until its exchange or repair can be coupled directly to the rod d 'shaft 2, in emergency operation, operating on the two sliders 11, by loosening the nuts 15, an active position, corresponding to the lower half of Figure 2 The sliders are thus in their position closest to the axis of rotation 3 and transmit the torque directly to the casing 5
transmis par la tige d'arbre 2 à l'organe d'entraînement 9. transmitted by the shaft rod 2 to the drive member 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 The arms 10 of the drive member 9 then arrive in the recesses 12 of the sliders 11, with a play in the circumferential direction, corresponding to the angles alpha and beta A linear contact then takes place between the abutment edges 14 of the member drive 9 and the stop edges 13 of the slider 11, in the event of transmission of a torque. This is why the play corresponding to the angles alpha and beta has proved to be particularly advantageous, since in particular the rotational vibrations caused by the internal combustion engine are only transmitted at a very low value to the casing 5 and to the fan 7, so that any damage to the fan "visco clutch" due to vibrations is avoided Operation with the fan 7 directly coupled can thus be maintained as long as it takes to go to the repair of the "visco clutch" Meanwhile, due to the continuous drive of the fan 7 , it is ensured that the internal combustion engine will not suffer damage due to overheating The reverse adjustment of the sliders 11 requires only an action on the rear face of the
"viscoembrayage", avec une clé correspondant aux écrous 15. "viscoembutch", with a key corresponding to the nuts 15.
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Non-Patent Citations (2)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR9203642A (en) | 1993-04-13 |
| SE9202635D0 (en) | 1992-09-14 |
| SE9202635L (en) | 1993-03-19 |
| DE4131046A1 (en) | 1993-03-25 |
| FR2681394B1 (en) | 1995-04-28 |
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