FR2742828A1 - VISCOUS FAN COUPLING, WITH FILLING RESERVE CHAMBER FUNCTION OF CENTRIFUGAL FORCE - Google Patents
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Abstract
Un tel accouplement comporte un carter et au moins un rotor, une chambre de travail, qui est remplie d'un fluide visqueux, et qui présente une liaison à une chambre de réserve pour être alimentée en fluide visqueux supplémentaire, l'une au moins des deux chambres étant reliée, pour prédéfinir le degré de remplissage de la chambre de travail, à une source de pression par l'intermédiaire de laquelle peut être réglée la position du niveau de fluide visqueux s'établissant dans la chambre de réserve. La chambre de réserve 8, en vue de garantir un écoulement de retour de fluide visqueux de la chambre de travail 7, est disposée radialement à l'extérieur de cette dernière, de sorte que le réglage du niveau 10 du fluide visqueux peut être effectué uniquement en fonction de la grandeur et de la direction d'action de la pression produite par la source de pression 15 par rapport à l'effet de la force centrifuge sur le fluide, dû à la vitesse de rotation.Such a coupling comprises a housing and at least one rotor, a working chamber, which is filled with a viscous fluid, and which has a connection to a reserve chamber to be supplied with additional viscous fluid, at least one of the two chambers being connected, in order to predefine the degree of filling of the working chamber, to a pressure source through which the position of the level of viscous fluid being established in the reserve chamber can be adjusted. The reserve chamber 8, in order to ensure a return flow of viscous fluid from the working chamber 7, is disposed radially outside the latter, so that the adjustment of the level of the viscous fluid can be carried out only depending on the magnitude and direction of action of the pressure produced by the pressure source 15 with respect to the effect of centrifugal force on the fluid, due to the speed of rotation.
Description
L'invention concerne un accouplement visqueux de ventilateur comportant unThe invention relates to a viscous fan coupling comprising a
carter et au moins un rotor pouvant être entraîné, prévu pour la transmission d'un couple par l'intermédiaire de surfaces de cisaillement dans une chambre de travail, qui est remplie d'un fluide visqueux, et qui présente une liaison à une chambre de réserve pour être alimentée en fluide visqueux supplémentaire, l'une au moins des deux chambres étant reliée, pour prédéfinir le degré de remplissage de la chambre de travail, à une source de pression par l'intermédiaire de laquelle peut être réglée la position du niveau de fluide visqueux s'établissant dans la chambre de réserve, position déterminant le degré de housing and at least one drivable rotor, provided for the transmission of torque via shear surfaces in a working chamber, which is filled with a viscous fluid, and which has a connection to a reserve to be supplied with additional viscous fluid, at least one of the two chambers being connected, to predefine the degree of filling of the working chamber, to a pressure source by means of which the level position can be adjusted viscous fluid settling in the reserve chamber, position determining the degree of
remplissage.filling.
Le document DE-GM 83 19 901 divulgue un accouplement visqueux de ventilateur comprenant un carter et un rotor pouvant être entraîné, prévu pour la transmission d'un couple par l'intermédiaire de surfaces de cisaillement dans une chambre de travail, qui est remplie d'un fluide visqueux, et qui présente, radialement à l'intérieur des surfaces de cisaillement, pour être alimentée en fluide visqueux supplémentaire, une liaison à une chambre de réserve reliée, pour prédéfinir le degré de remplissage de la chambre de travail, à une source de pression par l'intermédiaire de laquelle peut être réglée la position du niveau de fluide visqueux s'établissant dans la chambre de DE-GM 83 19 901 discloses a viscous fan coupling comprising a housing and a drive rotor, provided for the transmission of torque via shear surfaces in a working chamber, which is filled with '' a viscous fluid, which has, radially inside the shear surfaces, to be supplied with additional viscous fluid, a connection to a reserve chamber connected, to predefine the degree of filling of the working chamber, to a pressure source through which the position of the level of viscous fluid settling in the pressure chamber can be adjusted
réserve, position déterminant le degré de remplissage. reserve, position determining the degree of filling.
La chambre de réserve est en outre raccordée à un organe de pompage disposé dans la chambre de travail, dans la zone périphérique du rotor, pour refouler du fluide visqueux de la chambre de travail dans la chambre de The reserve chamber is also connected to a pumping member arranged in the working chamber, in the peripheral region of the rotor, for discharging viscous fluid from the working chamber into the working chamber.
réserve.Reserve.
Dans le cas de l'accouplement visqueux de ventilateur connu, la chambre de réserve est disposée dans la zone radiale de l'embouchure, côté chambre de travail de la liaison entre la chambre de réserve et la chambre de travail, et se trouve ainsi sensiblement In the case of the viscous coupling of a known fan, the reserve chamber is arranged in the radial zone of the mouth, on the working chamber side of the connection between the reserve chamber and the working chamber, and is thus substantially
radialement à l'intérieur des surfaces de cisaillement. radially inside the shear surfaces.
La liaison elle-même est d'une configuration telle, qu'il ne peut pas se produire d'écoulement de fluide de la chambre de réserve à la chambre de travail, lorsque la chambre de réserve n'est pas sous pression. Cela est obtenu conformément à la figure 1, par exemple par le fait que la liaison est reportée radialement plus vers l'intérieur que le niveau du fluide visqueux existant pour les conditions de pression usuelles. Comme ce dernier cité, en raison de sa zone d'étendue sensiblement à l'intérieur des surfaces de cisaillement, se trouve de toute façon déjà à proximité radiale de l'axe de rotation, la distance radiale du niveau au point de la liaison situé le plus radialement à l'intérieur, est très faible. De ce fait, la différence de pression devant être engendrée par la source de pression, et nécessaire pour refouler du fluide visqueux dans la chambre de travail, en raison de la force centrifuge agissant sur ce fluide visqueux lors de la rotation du carter, est très faible, de sorte qu'en raison de cette faible différence de pression, la plage de commande de l'accouplement de ventilateur, par la fourniture de pression au niveau de la source de pression, est très étroitement limitée. Cela a pour conséquence, par exemple, qu'en cas de forte demande de fluide visqueux dans la chambre de travail, l'opération de remplissage de cette dernière dure relativement longtemps en raison de la faible différence de pression possible, ce qui conduit à une réponse lente de l'accouplement de ventilateur à des variations de température. Il s'ajoute à cela de manière aggravante, que justement lorsque de toute façon il n'y a pas suffisamment de fluide visqueux dans la chambre de travail, la vitesse de rotation du carter reste située considérablement sous celle du rotor, et, en raison de la différence de vitesse de rotation relativement importante, l'organe de pompage déjà cité, assure une forte évacuation par pompage de fluide visqueux hors de la chambre de travail. Cela augmente davantage encore l'inertie de l'accouplement lors de variations de la demande. A l'inverse, lorsque la chambre de travail est remplie, le débit de l'organe de pompage est minimal, de sorte que la fourniture d'une pression réduite au niveau de la source de pression, conduit à ce que la part excédentaire de fluide visqueux n'est refoulée que très lentement de la chambre de travail dans la chambre de réserve. En outre, il est nécessaire, en ce qui concerne la commande de la source de pression pour prédéfinir la sollicitation en pression, de tenir compte en permanence de la grandeur de la différence de vitesse de rotation entre le rotor et le carter, pour compenser la puissance de pompage considérée de l'organe de pompage par un The connection itself is of such a configuration that there can be no flow of fluid from the reserve chamber to the working chamber, when the reserve chamber is not under pressure. This is obtained in accordance with FIG. 1, for example by the fact that the connection is carried radially more inwards than the level of the viscous fluid existing for the usual pressure conditions. As the latter cited, due to its area of extent substantially inside the shear surfaces, is in any case already in the radial proximity of the axis of rotation, the radial distance from the level to the point of the connection located the most radially inside, is very weak. Therefore, the pressure difference to be generated by the pressure source, and necessary to discharge viscous fluid into the working chamber, due to the centrifugal force acting on this viscous fluid during the rotation of the housing, is very low, so that due to this small pressure difference, the control range of the fan coupling, by supplying pressure at the pressure source, is very narrowly limited. This has the consequence, for example, that in the event of a high demand for viscous fluid in the working chamber, the filling operation of the latter takes a relatively long time due to the small possible pressure difference, which leads to a slow response of the fan coupling to temperature variations. It is added to this in an aggravating way, that precisely when in any case there is not enough viscous fluid in the working chamber, the speed of rotation of the casing remains situated considerably below that of the rotor, and, because of the relatively large difference in rotational speed, the pumping member already mentioned, ensures high evacuation by pumping viscous fluid out of the working chamber. This further increases the inertia of the coupling during changes in demand. Conversely, when the working chamber is filled, the flow rate of the pumping member is minimal, so that the supply of a reduced pressure at the level of the pressure source, leads to the fact that the excess part of viscous fluid is discharged only very slowly from the working chamber into the reserve chamber. In addition, it is necessary, as regards the control of the pressure source to predefine the pressure stress, to constantly take into account the magnitude of the difference in rotational speed between the rotor and the casing, to compensate for the considered pumping power of the pumping member by a
dimensionnement approprié de la pression. proper pressure sizing.
Le but de l'invention consiste à développer un accouplement visqueux de ventilateur, de façon à ce que des variations de la demande de puissance de refroidissement, puissent être converties et satisfaites The object of the invention is to develop a viscous fan coupling, so that variations in the demand for cooling power can be converted and satisfied.
pratiquement sans retard.practically without delay.
Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce au fait que la chambre de réserve, en vue de garantir un écoulement de retour de fluide visqueux de la chambre de travail, est disposée radialement à l'extérieur de cette dernière, de sorte que le réglage du niveau du fluide visqueux peut être effectué uniquement en fonction de la grandeur et de la direction d'action de la pression produite par la source de pression par rapport à l'effet de la force centrifuge According to the invention, this object is achieved thanks to the fact that the reserve chamber, in order to guarantee a return flow of viscous fluid from the working chamber, is arranged radially outside the latter, so that the viscous fluid level can only be adjusted as a function of the magnitude and direction of action of the pressure produced by the pressure source with respect to the effect of centrifugal force
sur le fluide visqueux, dû à la vitesse de rotation. on viscous fluid, due to the speed of rotation.
Dans l'accouplement visqueux de ventilateur conforme à l'invention, la disposition de la chambre de réserve radialement à l'extérieur de la chambre de travail, permet, en cas de rotation du carter, à du fluide visqueux présent dans la chambre de travail, d'être refoulé dans la chambre de réserve sous le seul effet de la force centrifuge, de sorte qu'un organe de pompage tel que celui connu par l'état de la technique, est inutile. Il en résulte l'avantage que seule la vitesse de rotation du carter est déterminante pour le débit volumique de la chambre de travail vers la chambre de réserve, et non la vitesse de rotation relative entre le carter et le rotor. Il s'établit, en raison de la liaison entre la chambre de travail et la chambre de réserve sous la forme d'un tube de communication, un équilibre entre la part de fluide visqueux dans la In the viscous fan coupling according to the invention, the arrangement of the reserve chamber radially outside the working chamber allows, in the event of rotation of the casing, to viscous fluid present in the working chamber , to be forced back into the reserve chamber under the sole effect of centrifugal force, so that a pumping member such as that known in the prior art, is useless. This results in the advantage that only the speed of rotation of the casing is decisive for the volume flow from the working chamber to the reserve chamber, and not the relative speed of rotation between the casing and the rotor. Due to the connection between the working chamber and the reserve chamber in the form of a communication tube, a balance is established between the proportion of viscous fluid in the
chambre de travail et celle dans la chambre de réserve. working room and the one in the reserve room.
Ainsi, la commande de la fourniture de la pression par la source de pression devient très simple, parce qu'en cas d'une demande plus importante en air de refroidissement, il suffit d'augmenter la pression engendrée par la source de pression, d'une manière telle, que le débit d'écoulement, fonction de la vitesse de rotation, s'écoulant de la chambre de travail dans la chambre de réserve soit réduit, et que la quantité de fluide visqueux supplémentaire nécessitée pour atteindre le degré de remplissage dans la chambre de travail, soit refoulée dans la chambre de travail. La chambre de travail peut ainsi être remplie pratiquement sans retard, ce qui provoque l'augmentation de la vitesse de Thus, controlling the supply of pressure by the pressure source becomes very simple, because in the event of a greater demand for cooling air, it suffices to increase the pressure generated by the pressure source, d in such a way that the flow rate, depending on the speed of rotation, flowing from the working chamber into the reserve chamber is reduced, and the amount of additional viscous fluid required to reach the degree of filling in the working chamber, or pushed back into the working chamber. The working chamber can thus be filled practically without delay, which increases the speed of
rotation de l'accouplement de ventilateur. rotation of the fan coupling.
Si au contraire, il est nécessaire d'avoir une vitesse de rotation plus faible de l'accouplement de ventilateur, on réduit simplement la pression engendrée par la source de pression de façon à ce qu'il n'y ait pas de nouveau fluide visqueux qui soit envoyé dans la chambre de travail. Comme en règle générale avant cette diminution de pression à la source de pression, le carter fonctionnait avec une vitesse de rotation élevée, et que l'on produisait en conséquence un fort effet de refroidissement, l'effet de la force centrifuge, par lequel du fluide visqueux est refoulé de la chambre de travail vers la chambre de réserve est relativement important, de sorte que cette variation de pression au niveau de la source de pression est également convertie très rapidement en une variation de vitesse de rotation If, on the other hand, it is necessary to have a lower speed of rotation of the fan coupling, the pressure generated by the pressure source is simply reduced so that there is no new viscous fluid which is sent to the working room. As a general rule before this decrease in pressure at the pressure source, the casing operated with a high rotational speed, and that a strong cooling effect was produced, the effect of centrifugal force, by which viscous fluid is discharged from the working chamber to the reserve chamber is relatively large, so that this variation in pressure at the pressure source is also very quickly converted into a variation in rotational speed
du carter.of the housing.
L'accouplement conforme à l'invention permet donc une conversion rapide de phases de commande au niveau de la source de pression, en une variation de la puissance de refroidissement. Cela peut être augmenté par un raccordement approprié de la source de pression à l'une ou à l'autre des chambres, par exemple en raccordant une première source de pression à la chambre de travail, et une seconde source de pression à la chambre de réserve. Pour augmenter le degré de remplissage de la chambre de travail, on augmente par exemple la pression dans la chambre de réserve, tandis que pour une réduction du degré de remplissage, il peut s'avérer rationnel de produire une augmentation de pression dans la chambre de remplissage. Conformément à l'augmentation de la pression dans l'une des deux chambres, il peut s'avérer rationnel, en provoquant une dépression respectivement dans l'autre chambre, de réduire le temps nécessaire pour l'alimentation ou The coupling according to the invention therefore allows rapid conversion of control phases at the pressure source, into a variation in the cooling power. This can be increased by an appropriate connection of the pressure source to one or other of the chambers, for example by connecting a first pressure source to the working chamber, and a second pressure source to the working chamber. Reserve. To increase the degree of filling of the working chamber, one increases for example the pressure in the reserve chamber, while for a reduction of the degree of filling, it can be rational to produce an increase of pressure in the chamber of filling. In accordance with the increase in pressure in one of the two chambers, it may be rational, by causing a depression in the other chamber respectively, to reduce the time required for feeding or
l'évacuation de fluide visqueux.the evacuation of viscous fluid.
Comme la chambre de réserve est disposée radialement à l'extérieur de la chambre de travail, et dans la mesure o le raccordement d'une source de pression s'effectue dans la zone radiale de l'axe de rotation de l'accouplement visqueux de ventilateur, il est nécessaire de disposer d'une conduite d'alimentation qui relie le raccord de branchement situé dans la zone de l'axe de rotation, à la chambre de réserve située radialement loin à l'extérieur. En raison de la possibilité de forte étendue radiale pour la chambre de réserve, suite à la disposition de celle-ci radialement à l'extérieur de la chambre de travail, la zone dans laquelle peut se déplacer radialement le niveau de fluide visqueux en cas de variation de pression au niveau de la source de pression, est considérable, de sorte que la plage de commande, à l'intérieur de laquelle la pression fournie par la source de pression peut être augmentée ou réduite, est très grande. La vitesse de remplissage de la chambre de travail, ainsi que la vitesse avec laquelle elle se vide, sont en conséquence également élevées pour une variation de pression d'une telle importance au niveau de la source de pression. Grâce à cette mesure, selon laquelle dans un accouplement visqueux de ventilateur comprenant un raccord de branchement pour une source de pression disposée à l'extérieur du carter, le raccord de branchement étant situé dans la zone radiale de l'axe de rotation du carter, le raccord de branchement débouche dans la chambre de réserve, par l'intermédiaire d'une conduite d'alimentation s'étendant radialement jusqu'à la chambre de réserve, l'inertie de commande de l'accouplement visqueux de ventilateur peut être réduite As the reserve chamber is arranged radially outside the working chamber, and insofar as the connection of a pressure source takes place in the radial zone of the axis of rotation of the viscous coupling of fan, it is necessary to have a supply line which connects the connection fitting located in the area of the axis of rotation, to the reserve chamber located radially far outside. Due to the possibility of a large radial extent for the reserve chamber, following the arrangement of the latter radially outside the working chamber, the area in which the level of viscous fluid can move radially in the event of pressure variation at the pressure source is considerable, so that the control range, within which the pressure supplied by the pressure source can be increased or reduced, is very large. The filling speed of the working chamber, as well as the speed with which it empties, are therefore also high for a pressure variation of such importance at the pressure source. Thanks to this measure, according to which in a viscous fan coupling comprising a connection fitting for a pressure source arranged outside the housing, the connection fitting being located in the radial zone of the axis of rotation of the housing, the connection fitting opens into the reserve chamber, via a supply line extending radially to the reserve chamber, the control inertia of the viscous fan coupling can be reduced
davantage encore.even more.
Selon un autre avantage lié à la disposition de la chambre de réserve radialement à l'extérieur de la chambre de travail, il est à noter, en raison du fait que la liaison entre ces chambres débute dans la zone périphérique de la chambre de travail et conduit radialement vers l'extérieur, que la chambre de travail est apte à former des surfaces de cisaillement avec le rotor, sur toute sa profondeur radiale, jusque dans la zone d'un arbre recevant le rotor. Cela permet d'augmenter davantage encore la plage de commande déjà importante de l'accouplement de ventilateur, de sorte que l'accouplement visqueux de ventilateur peut fonctionner pratiquement sans inertie dans une plage de vitesses de rotation allant pratiquement de 0 à la According to another advantage linked to the arrangement of the reserve chamber radially outside the working chamber, it should be noted, due to the fact that the connection between these chambers begins in the peripheral zone of the working chamber and leads radially outwards, that the working chamber is capable of forming shear surfaces with the rotor, over its entire radial depth, as far as the area of a shaft receiving the rotor. This makes it possible to further increase the already large control range of the fan coupling, so that the viscous fan coupling can operate practically without inertia in a range of rotational speeds practically from 0 to
vitesse d'entraînement.drive speed.
Selon une disposition avantageuse de la source de pression, celle-ci est disposée à l'intérieur du carter, de préférence dans la zone o s'étend la chambre de réserve, ce qui permet de raccourcir les trajets de transmission. Selon un mode de réalisation avantageux de la chambre de réserve, celle-ci entoure de manière According to an advantageous arrangement of the pressure source, it is arranged inside the casing, preferably in the zone where the reserve chamber extends, which makes it possible to shorten the transmission paths. According to an advantageous embodiment of the reserve chamber, it surrounds so
annulaire la chambre de travail.annular the working chamber.
Conformément à une caractéristique de l'invention, la chambre de réserve comporte sur son côté éloigné de la chambre de travail, un dispositif d'étanchéité. Cette mesure permet une séparation précise entre le fluide visqueux et l'agent de pression délivré par la source de pression, par exemple de l'air comprimé, en empêchant ainsi de manière efficace un mélange des deux substances. Selon un mode de réalisation avantageux d'un tel dispositif d'étanchéité, celui-ci est formé par une membrane élastique. Cette dernière est de préférence serrée de manière fixe et est déformée en raison de son élasticité propre, en cas de variations de pression au niveau de la source de pression; la déformation ainsi créée permet de réduire ou d'élargir le volume de la chambre de travail, du fluide visqueux pouvant être refoulé dans la chambre de travail ou en être evacue de manière correspondante. Selon un autre mode de réalisation du dispositif d'étanchéité, celui-ci est formé par un élément d'étanchéité pouvant coulisser par rapport à la liaison According to a characteristic of the invention, the reserve chamber comprises on its side remote from the working chamber, a sealing device. This measure allows a precise separation between the viscous fluid and the pressure agent delivered by the pressure source, for example compressed air, thereby effectively preventing a mixture of the two substances. According to an advantageous embodiment of such a sealing device, it is formed by an elastic membrane. The latter is preferably fixedly clamped and is deformed due to its own elasticity, in the event of pressure variations at the level of the pressure source; the deformation thus created makes it possible to reduce or enlarge the volume of the working chamber, viscous fluid which can be discharged into the working chamber or be evacuated therefrom in a corresponding manner. According to another embodiment of the sealing device, it is formed by a sealing element which can slide relative to the connection
entre la chambre de réserve et la chambre de travail. between the reserve chamber and the working chamber.
L'élément d'étanchéité peut donc coulisser en tant qu'ensemble et engendre ainsi une variation de volume dans la chambre de réserve. Une disposition avantageuse du dispositif d'étanchéité est donnée lorsque celui-ci est reçu dans la chambre de réserve. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, la liaison entre la chambre de réserve et la chambre de travail peut déboucher dans cette dernière, radialement à l'intérieur de la périphérie extérieure de celle-ci, et la source de The sealing element can therefore slide as a whole and thus generates a variation in volume in the reserve chamber. An advantageous arrangement of the sealing device is given when it is received in the reserve chamber. According to other characteristics of the invention, the connection between the reserve chamber and the working chamber can lead into the latter, radially inside the outer periphery thereof, and the source of
pression peut être intégrée dans le carter. pressure can be integrated into the housing.
Selon un autre mode de réalisation, dans un accouplement visqueux de ventilateur comportant une paroi de séparation séparant axialement la chambre de travail de la chambre de réserve, la paroi de séparation vient s'appuyer, radialement à l'extérieur de la zone périphérique de la chambre de travail, sur un tronçon associé du carter, et délimite en commun avec ce tronçon, des canaux de passage d'écoulement faisant office de liaison entre la chambre de travail et la According to another embodiment, in a viscous fan coupling comprising a partition wall axially separating the working chamber from the reserve chamber, the partition wall comes to bear, radially outside the peripheral zone of the working chamber, on an associated section of the casing, and delimits in common with this section, flow passage channels acting as a connection between the working chamber and the
chambre de réserve.reserve room.
Dans la suite, des exemples de réalisation de l'invention vont être explicités plus en détail, au regard des dessins annexés, qui montrent: Fig. 1 une coupe longitudinale de la moitié inférieure d'un accouplement visqueux de ventilateur, avec raccord de branchement à une source de pression dans la zone de l'axe de rotation, et réalisation d'une chambre de réserve radialement à l'extérieur de la chambre de travail; Fig. 2 vue similaire à la figure 1, présentant toutefois une chambre de réserve entourant de manière annulaire la chambre de travail; Fig. 3 vue similaire à la figure 2, présentant toutefois un dispositif d'étanchéité entre la source de pression et la chambre de réserve, sous la forme d'une membrane élastique; Fig. 4 vue similaire à la figure 3, présentant toutefois une liaison entre la chambre de réserve et la chambre de travail, débouchant radialement à l'intérieur de la périphérie extérieure de la dernière citée; Fig. 5 vue similaire à la figure 3, présentant toutefois un dispositif d'étanchéité comprenant un élément d'étanchéité pouvant coulisser radialement; Fig. 6 vue similaire à la figure 5, présentant toutefois un élément d'étanchéité pouvant coulisser axialement; Fig. 7 vue similaire à la figure 3, présentant toutefois un raccord de branchement de source de pression, aussi bien à la chambre de réserve qu'à la chambre de travail; O10 Fig. 8 vue similaire à la figure 3, toutefois avec intégration de la source de pression dans le carter, dans la zone de l'axe de rotation; Fig. 9 vue similaire à la figure 8, toutefois avec disposition de la source de pression dans la zone o s'étend la chambre de réserve; Fig. 10 vue similaire à la figure 1, présentant toutefois une liaison d'une configuration différente entre la chambre de travail et la In the following, exemplary embodiments of the invention will be explained in more detail, with reference to the appended drawings, which show: FIG. 1 a longitudinal section of the lower half of a viscous fan coupling, with connection connection to a pressure source in the region of the axis of rotation, and production of a reserve chamber radially outside the working room; Fig. 2 view similar to Figure 1, however showing a reserve chamber annularly surrounding the working chamber; Fig. 3 view similar to FIG. 2, however showing a sealing device between the pressure source and the reserve chamber, in the form of an elastic membrane; Fig. 4 view similar to Figure 3, however having a connection between the reserve chamber and the working chamber, opening radially inside the outer periphery of the last mentioned; Fig. 5 view similar to FIG. 3, however showing a sealing device comprising a sealing element which can slide radially; Fig. 6 view similar to FIG. 5, however presenting a sealing element which can slide axially; Fig. 7 view similar to FIG. 3, however showing a pressure source connection connection, both to the reserve chamber and to the working chamber; O10 Fig. 8 view similar to FIG. 3, however with integration of the pressure source in the casing, in the region of the axis of rotation; Fig. 9 view similar to FIG. 8, however with arrangement of the pressure source in the zone where the reserve chamber extends; Fig. 10 view similar to FIG. 1, however showing a connection of a different configuration between the working chamber and the
chambre de réserve.reserve room.
L'accouplement visqueux de ventilateur représenté sur la figure 1, est monté en rotation, avec son carter 1, par l'intermédiaire d'un palier 2, sur un arbre d'entraînement 3. Des ailettes de ventilateur non représentées sont réalisées de manière fixe avec le carter 1. En commun avec la paroi de carter avant 4, le carter 1 enferme un espace qui sert à recevoir un rotor 6 fixé sur l'arbre d'entraînement 3, un interstice étant formé de part et d'autre de ce rotor, entre celui- ci et la paroi de carter associée, cet interstice agissant en tant qu'interstice de cisaillement 5 en cas de remplissage de l'espace considéré avec du fluide visqueux. En conséquence l'espace précédemment cité constitue la chambre de travail 7 de l'accouplement visqueux de ventilateur, par l'intermédiaire de laquelle la rotation du rotor 6 engendrée par l'arbre d'entraînement 3, peut être transmise au carter 1, avec un glissement déterminé par le degré de remplissage de The viscous fan coupling shown in FIG. 1 is mounted in rotation, with its casing 1, by means of a bearing 2, on a drive shaft 3. Fan blades not shown are produced so fixed with the casing 1. In common with the front casing wall 4, the casing 1 encloses a space which serves to receive a rotor 6 fixed on the drive shaft 3, a gap being formed on either side of this rotor, between the latter and the associated casing wall, this gap acting as a shear gap 5 in the event of filling of the space in question with viscous fluid. Consequently, the aforementioned space constitutes the working chamber 7 of the viscous fan coupling, by means of which the rotation of the rotor 6 generated by the drive shaft 3, can be transmitted to the casing 1, with a slip determined by the degree of filling of
la chambre de travail 7.the working chamber 7.
Dans la zone de la périphérie extérieure de la chambre de travail 7 débouche au moins une liaison 9 à une chambre de réserve 8 disposée radialement à l'extérieur de la chambre de travail 7. Cette liaison 9 In the area of the outer periphery of the working chamber 7 opens at least one connection 9 to a reserve chamber 8 arranged radially outside the working chamber 7. This connection 9
s'étend de préférence de manière sensiblement radiale. preferably extends substantially radially.
La chambre de réserve 8 est logée sur la paroi de carter avant 4, sous la forme d'un réservoir 16, et est reliée, par au moins une conduite d'alimentation 12, à un raccord de branchement 13, qui est aligné sur l'axe de rotation 14 de l'accouplement de ventilateur, et réalise pour sa part une liaison à une source de pression 15, par l'intermédiaire d'une conduite de pression 25. Dans la chambre de réserve 8 s'établit un niveau 10 du fluide visqueux, en fonction de la pression fournie par la source de pression 15, ainsi que de la vitesse de The reserve chamber 8 is housed on the front casing wall 4, in the form of a reservoir 16, and is connected, by at least one supply line 12, to a connection fitting 13, which is aligned with the axis of rotation 14 of the fan coupling, and for its part makes a connection to a pressure source 15, by means of a pressure line 25. In the reserve chamber 8 a level 10 is established viscous fluid, as a function of the pressure supplied by the pressure source 15, as well as the speed of
rotation du carter 1.housing rotation 1.
L'accouplement visqueux de ventilateur fonctionne de la manière suivante: pour un degré de remplissage déterminé de la chambre de travail 7, la vitesse de rotation de l'arbre d'entraînement 3 est transmise avec un glissement déterminé au carter 1, qui se déplace alors avec une vitesse de rotation relative par rapport à l'arbre d'entraînement 3 ou au rotor 6. En raison de la liaison de la chambre de travail 7 à la chambre de réserve 8 sous la forme d'un tube de communication, il s'établit lors de cette rotation du carter 1, sous l'effet de la force centrifuge, un équilibre entre la part de fluide visqueux dans les interstices de cisaillement 5 et la part de ce fluide dans la chambre de réserve 8. Dès qu'un ensemble de détection 18 de configuration usuelle et de ce fait uniquement représenté de manière schématique sur la figure 1, détecte une demande de refroidissement plus intense et la transmet à une commande 17, cette dernière produit une augmentation de la pression engendrée par la source de pression 15. Ceci fait monter la pression dans le raccord de branchement 13, ainsi que dans la conduite d'alimentation 12 et dans la chambre de réserve 8, ce qui conduit à un déplacement radial vers l'extérieur du niveau 10 du fluide visqueux, provoquant le refoulement de fluide visqueux de la chambre de réserve 8 dans la chambre de travail 7, par l'intermédiaire de la liaison 9. Cela augmente la longueur radiale active des interstice de cisaillement 5, de sorte que le glissement entre le rotor 6 et le carter 1 diminue. L'augmentation de l'effet de la force centrifuge sur le fluide visqueux, ainsi produite, doit être compensée par une The viscous fan coupling operates as follows: for a determined degree of filling of the working chamber 7, the speed of rotation of the drive shaft 3 is transmitted with a determined slip to the housing 1, which moves then with a relative speed of rotation relative to the drive shaft 3 or to the rotor 6. Due to the connection of the working chamber 7 to the reserve chamber 8 in the form of a communication tube, it is established during this rotation of the housing 1, under the effect of centrifugal force, a balance between the proportion of viscous fluid in the shear gaps 5 and the proportion of this fluid in the reserve chamber 8. As soon as a detection assembly 18 of usual configuration and therefore only shown diagrammatically in FIG. 1, detects a more intense cooling demand and transmits it to a command 17, the latter producing an increase in the pre ssion generated by the pressure source 15. This increases the pressure in the connection fitting 13, as well as in the supply line 12 and in the reserve chamber 8, which leads to a radial displacement towards the outside of the level 10 of the viscous fluid, causing the discharge of viscous fluid from the reserve chamber 8 into the working chamber 7, via the connection 9. This increases the active radial length of the shear gaps 5, so that the slip between the rotor 6 and the casing 1 decreases. The increase in the effect of the centrifugal force on the viscous fluid, thus produced, must be compensated by a
commande appropriée de la source de pression 15. proper control of the pressure source 15.
En cas de demande de refroidissement réduite, qui est naturellement également détectée par l'ensemble de détection 18 et transmise à la commande 17, la pression produite par la source de pression 15 est réduite de manière correspondante, de sorte que dans le raccord de branchement 13, dans la conduite d'alimentation 12 ainsi que dans la chambre de réserve 8, il s'établit une pression moindre. Le niveau 10 du fluide visqueux dans la chambre de réserve 8, se déplace ainsi pratiquement sans retard radialement vers l'intérieur, de sorte que du fluide visqueux peut quitter la chambre de travail 7 sous l'effet de la force centrifuge, en provoquant ainsi une réduction de la taille de la surface active des interstices de cisaillement. En raison du glissement plus élevé entre le rotor 6 et le carter 1, les vitesse de rotation de ce dernier sont plus faibles, la réduction de la force centrifuge en raison de la vitesse de rotation plus faible du carter 1, devant dans cet état de fonctionnement, également être compensée par une In the event of a reduced cooling demand, which is naturally also detected by the detection unit 18 and transmitted to the control 17, the pressure produced by the pressure source 15 is correspondingly reduced, so that in the connection connection 13, in the supply line 12 as well as in the reserve chamber 8, a lower pressure is established. The level 10 of the viscous fluid in the reserve chamber 8 thus moves practically without delay radially inward, so that viscous fluid can leave the working chamber 7 under the effect of centrifugal force, thereby causing a reduction in the size of the active surface of the shear gaps. Due to the higher slip between the rotor 6 and the casing 1, the rotational speeds of the latter are lower, the reduction in centrifugal force due to the lower rotational speed of the casing 1, front in this state of operation, also be compensated by a
commande appropriée de la source de pression. proper control of the pressure source.
Comme une variation de la pression produite par la source de pression 15 est convertie spontanément en un déplacement du niveau 10 du fluide visqueux dans la chambre de réserve 8, lesdites opérations de réglage sur l'accouplement visqueux de ventilateur s'effectuent pratiquement sans retard, par une variation correspondante du degré de remplissage de la chambre de travail 7 en fluide visqueux, et ainsi de la grandeur efficace des interstices de cisaillement 5. A cela s'ajoute le fait que par une sollicitation en pression correspondante du niveau 10 du fluide visqueux dans la chambre de réserve, pour un volume de réception correspondant dans cette dernière, il est possible de régler tout degré de remplissage quelconque dans la chambre de travail, et ainsi toute grandeur efficace des interstices de cisaillement, de sorte que le carter 1 peut être réglé en continu, pratiquement de la position d'arrêt jusqu'à la vitesse d'entraînement de l'arbre As a variation in the pressure produced by the pressure source 15 is spontaneously converted into a displacement of the level 10 of the viscous fluid in the reserve chamber 8, said adjustment operations on the viscous fan coupling are carried out practically without delay, by a corresponding variation in the degree of filling of the working chamber 7 with viscous fluid, and thus in the effective size of the shear gaps 5. To this is added the fact that by a corresponding pressure stress on the level 10 of the viscous fluid in the reserve chamber, for a corresponding receiving volume in the latter, it is possible to adjust any degree of filling in the working chamber, and thus any effective size of the shear gaps, so that the casing 1 can be infinitely adjustable, practically from the stop position to the drive speed of the shaft
d'entraînement 3.training 3.
En ce qui concerne les figures suivantes, celles-ci seront explicitées plus précisément quant aux détails de construction qui diffèrent de la figure 1, ce pour quoi l'on a supprimé la représentation de la source de pression 15, de la commande 17 et de l'ensemble de détection 18. Toutefois, il est évident que ces éléments sont naturellement nécessaires tout comme dans le cas de With regard to the following figures, these will be explained more precisely with regard to the construction details which differ from FIG. 1, for which the representation of the pressure source 15, of the control 17 and of the detection assembly 18. However, it is obvious that these elements are naturally necessary just as in the case of
la figure 1.Figure 1.
Alors que pour le carter 1 selon la figure 1, la chambre de réserve 8 est réalisée sous la forme d'un réservoir 16, qui est disposé de manière axialement décalée par rapport à la chambre de travail 7, la chambre de réserve 8 entoure de manière annulaire la chambre de travail 7 dans le cas du mode de réalisation selon la figure 2. En fonction des conditions de pression dans la conduite d'alimentation 12, prédéterminées par l'intermédiaire de la conduite de pression 25, cette conduite d'alimentation peut également agir, dans sa partie radialement extérieure à la périphérie extérieure de la chambre detravail 7, en Whereas for the casing 1 according to FIG. 1, the reserve chamber 8 is produced in the form of a reservoir 16, which is arranged axially offset with respect to the working chamber 7, the reserve chamber 8 surrounds annularly the working chamber 7 in the case of the embodiment according to FIG. 2. Depending on the pressure conditions in the supply line 12, predetermined by means of the pressure line 25, this supply line can also act, in its radially external part at the external periphery of the working chamber 7, in
tant que partie de la chambre de réserve 8. as part of the reserve chamber 8.
La figure 3 montre également une chambre de réserve 8 entourant de manière annulaire la chambre de travail 7; dans ce cas, on réalise une séparation entre la chambre de réserve 8 et la conduite d'alimentation 12, au moyen d'un dispositif d'étanchéité 20 sous la forme d'une membrane élastique 21, qui est serrée de manière fixe dans sa zone périphérique. Ainsi, grâce à cette membrane élastique 21, l'agent de pression, par exemple de l'air comprimé, fourni par l'intermédiaire de la conduite de pression 25, est séparé du fluide visqueux dans la chambre de réserve 8, de sorte que l'on empêche ainsi de manière efficace dans tous les cas, un mélange entre les deux substances. Lors d'une augmentation de la pression dans la conduite d'alimentation 12, la membrane élastique 21 est déviée en direction de la chambre de réserve 8 et en réduit ainsi le volume, ce qui produit le refoulement de fluide visqueux de la chambre de réserve 8 dans la chambre de travail 7, ceci à l'encontre de la force centrifuge agissant sur le fluide visqueux. D'autre part, une réduction de la pression dans la conduite d'alimentation 12 a pour conséquence une déformation de la membrane élastique 21 en direction de la conduite d'alimentation 12, de sorte que le volume de la chambre de réserve 8 augmente, et que du fluide visqueux peut s'écouler, sous l'effet de la force centrifuge, de la chambre de travail 7 dans la chambre de réserve 8. La membrane élastique 21 définit dans ce cas le niveau 10 du fluide visqueux dans Figure 3 also shows a reserve chamber 8 annularly surrounding the working chamber 7; in this case, a separation is made between the reserve chamber 8 and the supply line 12, by means of a sealing device 20 in the form of an elastic membrane 21, which is fixedly tightened in its peripheral zone. Thus, thanks to this elastic membrane 21, the pressure agent, for example compressed air, supplied via the pressure line 25, is separated from the viscous fluid in the reserve chamber 8, so that this effectively prevents in all cases a mixture between the two substances. When the pressure in the supply line 12 increases, the elastic membrane 21 is deflected in the direction of the reserve chamber 8 and thus reduces its volume, which produces the discharge of viscous fluid from the reserve chamber. 8 in the working chamber 7, this against the centrifugal force acting on the viscous fluid. On the other hand, a reduction in the pressure in the supply line 12 results in a deformation of the elastic membrane 21 in the direction of the supply line 12, so that the volume of the reserve chamber 8 increases, and that viscous fluid can flow, under the effect of centrifugal force, from the working chamber 7 into the reserve chamber 8. The elastic membrane 21 in this case defines the level 10 of the viscous fluid in
la chambre de réserve 8.reserve room 8.
Dans le cas du mode de réalisation de l'accouplement visqueux de ventilateur selon la figure 3, la liaison 9 est réalisée radialement entre la chambre de travail 7 et la chambre de réserve 8, de sorte que pour une alimentation en pression appropriée, par l'intermédiaire de la conduite de pression 25, la chambre de travail 7 peut se vider totalement. Dans la mesure o cela doit être empêché au profit d'un minimum d'effet de refroidissement, la liaison 9 peut, conformément à la figure 4, être ramenée radialement plus vers l'intérieur, de sorte quil peut se former dans la chambre de travail 7, entre la zone d'embouchure de la liaison 9 et la périphérie extérieure de la chambre de travail 7, un anneau d'huile résiduel garantissant une surface active minimale des interstices de In the case of the embodiment of the viscous fan coupling according to FIG. 3, the connection 9 is formed radially between the working chamber 7 and the reserve chamber 8, so that for an appropriate pressure supply, by the through the pressure line 25, the working chamber 7 can be completely emptied. Insofar as this must be prevented in favor of a minimum cooling effect, the connection 9 can, in accordance with FIG. 4, be brought radially more inwards, so that it can form in the work 7, between the mouth area of the connection 9 and the outer periphery of the work chamber 7, a residual oil ring ensuring a minimum active surface of the interstices of
cisaillement 5.shear 5.
A la différence des figures 3 et 4, on prévoit dans le cas des figures 5 et 6, à la place de la membrane élastique 21, en guise de dispositif d'étanchéité 20, des éléments d'étanchéité 22 pouvant coulisser, l'élément d'étanchéité 22 selon la figure 5 étant mobile dans la direction radiale, alors que celui Unlike FIGS. 3 and 4, in the case of FIGS. 5 and 6, instead of the elastic membrane 21, as sealing device 20, sealing elements 22 can be slid, the element seal 22 according to Figure 5 being movable in the radial direction, while that
selon la figure 6 est mobile dans la direction axiale. according to Figure 6 is movable in the axial direction.
Dans les deux cas, le mouvement de l'élément d'étanchéité 22 est réglé par une variation de pression dans la conduite d'alimentation 12, en relation avec In both cases, the movement of the sealing element 22 is regulated by a pressure variation in the supply line 12, in relation to
l'effet de la force centrifuge sur le fluide visqueux. the effect of centrifugal force on viscous fluid.
Le volume de la chambre de réserve 8 peut être augmenté ou réduit, en fonction de la position respective de l'élément d'étanchéité 22, qui conformément à la figure se présente sous forme de joint torique, ou conformément à la figure 6 sous forme d'élément rectangulaire. La figure 7 montre un accouplement visqueux de ventilateur dans lequel une première source de pression 27 est reliée à la chambre de réserve 8 par l'intermédiaire d'une conduite de pression 23 et de la conduite d'alimentation 12, et une seconde source de pression 26 est reliée, par l'intermédiaire d'une conduite de pression 24, à la chambre de travail 7 dans la zone du raccord de branchement 13. L'effet d'une réduction de pression dans la conduite de pression 23 peut, par exemple, être augmenté par une augmentation de pression dans la conduite de pression 24, grâce au fait que la réduction de pression dans la conduite de pression 23 assure une augmentation de volume de la chambre de réserve 8, tandis que l'augmentation de pression dans la conduite de pression 24 contribue à l'évacuation par la force centrifuge du fluide visqueux The volume of the reserve chamber 8 can be increased or reduced, depending on the respective position of the sealing element 22, which according to the figure is in the form of an O-ring, or according to Figure 6 in the form rectangular element. FIG. 7 shows a viscous fan coupling in which a first pressure source 27 is connected to the reserve chamber 8 via a pressure line 23 and the supply line 12, and a second source of pressure 26 is connected, via a pressure line 24, to the working chamber 7 in the region of the connection fitting 13. The effect of a pressure reduction in the pressure line 23 can, by example, to be increased by an increase in pressure in the pressure line 24, thanks to the fact that the reduction in pressure in the pressure line 23 ensures an increase in volume of the reserve chamber 8, while the increase in pressure in the pressure line 24 contributes to the evacuation by the centrifugal force of the viscous fluid
de la chambre de travail 7 vers la chambre de réserve 8. from the working chamber 7 to the reserve chamber 8.
Par une inversion appropriée de la commande des sources de pression 26, 27, il est de la même manière possible d'obtenir un sens d'écoulement inverse du fluide visqueux, grâce au fait qu'en appliquant une faible dépression dans la chambre de travail, on favorise l'écoulement de fluide visqueux radialement vers l'intérieur, et une augmentation de pression dans la conduite de pression 23, qui entraîne une réduction du volume de la chambre de réserve 8, peut ainsi être convertie plus rapidement en un refoulement de fluide visqueux de la chambre de réserve 8 dans la chambre de travail 7. L'utilisation d'une seconde conduite de pression au raccord de branchement 13, permet donc d'augmenter davantage encore la vitesse de réglage sur By an appropriate reversal of the control of the pressure sources 26, 27, it is likewise possible to obtain a reverse direction of flow of the viscous fluid, thanks to the fact that by applying a low vacuum in the working chamber , the flow of viscous fluid is favored radially inwards, and an increase in pressure in the pressure line 23, which results in a reduction in the volume of the reserve chamber 8, can thus be converted more quickly into a discharge of viscous fluid from the reserve chamber 8 in the working chamber 7. The use of a second pressure line at the connection fitting 13 therefore makes it possible to further increase the speed of adjustment on
l'accouplement visqueux de ventilateur. viscous fan coupling.
Les modes de réalisation décrits jusqu'à présent, mettent en oeuvre au moins une source de pression 15, 26, 27, qui est disposée à l'extérieur du carter 1 et reliée chacune par une conduite de pression 23 à 25, au raccord de branchement 13 de l'accouplement visqueux de ventilateur. Lafigure 8 montre à l'inverse, un mode de réalisation dans lequel la source de pression 15 est intégrée dans le carter 1 de l'accouplement visqueux de ventilateur, ceci dans la zone de l'axe de rotation 14. A partir de là, la chambre de réserve 8 peut être sollicitée en pression de manière appropriée, The embodiments described so far use at least one pressure source 15, 26, 27, which is arranged outside the casing 1 and each connected by a pressure line 23 to 25, to the connection of connection 13 of the viscous fan coupling. FIG. 8 shows, conversely, an embodiment in which the pressure source 15 is integrated in the casing 1 of the viscous fan coupling, this in the region of the axis of rotation 14. From there, the reserve chamber 8 can be appropriately stressed in pressure,
par l'intermédiaire de la conduite d'alimentation 12. via the supply line 12.
La figure 9 montre un autre mode de réalisation selon lequel la source de pression 15 est également intégrée dans le carter 1 de l'accouplement visqueux de ventilateur, toutefois, à l'inverse du mode de réalisation selon la figure 8, dans la zone de l'étendue radiale de la chambre de réserve 8. Dans ce mode de réalisation, les trajets entre la chambre de travail 7, la chambre de réserve 8 et la source de FIG. 9 shows another embodiment according to which the pressure source 15 is also integrated in the casing 1 of the viscous fan coupling, however, unlike the embodiment according to FIG. 8, in the area of the radial extent of the reserve chamber 8. In this embodiment, the paths between the working chamber 7, the reserve chamber 8 and the source of
pression 15, sont extrêmement courts. pressure 15, are extremely short.
La figure 10 montre un mode de réalisation selon lequel une paroi de séparation 30 entre la chambre de travail 7 et la chambre de réserve 8, est prolongée radialement jusqu'à proximité de la périphérie extérieure de cette dernière, et s'appuie, à partir de la périphérie extérieure de la chambre de travail 7 en faisant saillie radialement vers l'extérieur, sur un tronçon 31 du carter 1, en délimitant des canaux de passage d'écoulement 32, qui sont formés dans le carter 1 en présentant une orientation sensiblement radiale, et qui font office de liaison 9 entre la chambre de travail FIG. 10 shows an embodiment according to which a partition wall 30 between the working chamber 7 and the reserve chamber 8, is extended radially to near the outer periphery of the latter, and rests, from from the outer periphery of the working chamber 7 projecting radially outwards, on a section 31 of the casing 1, delimiting flow passage channels 32, which are formed in the casing 1 having a substantially orientation radial, and which act as a connection 9 between the working chamber
et la chambre de réserve.and the reserve room.
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