FR2788091A1

FR2788091A1 - Coupleur de transmission commande par une difference de vitesse de rotation

Info

Publication number: FR2788091A1
Application number: FR9916370A
Authority: FR
Inventors: Theodor Gassmann
Original assignee: GKN Viscodrive GmbH
Current assignee: GKN Viscodrive GmbH
Priority date: 1998-12-30
Filing date: 1999-12-23
Publication date: 2000-07-07
Anticipated expiration: 2019-12-23
Also published as: KR20000052611A; IT1314096B1; JP3405946B2; ITMI992496A1; KR100345819B1; ITMI992496A0; US6299538B1; JP2000213564A; DE19860532C2; FR2788091B1; DE19860532A1

Abstract

Un coupleur pour la transmission d'un couple entre deux pièces 14, 15, comprend un embrayage à friction 12, une chambre de pression 30 remplie d'un fluide hautement visqueux et formée par un carter réalisé dans l'une des pièces tournantes 14 et un piston 21 coulissant, rendu étanche par rapport audit carter, et une unité de pompe dans laquelle est en révolution un corps de refoulement 23 relié à l'autre des pièces tournantes 15; l'unité de pompe est réalisée en tant que pompe à rotor à denture intérieure et le corps de refoulement forme un rotor 23 à denture extérieure, qui est relié de manière concentrique à l'autre des pièces 15 pouvant tourner l'une par rapport à l'autre, et une couronne 24 à denture intérieure est réalisée en tant que roue mobile qui est montée de manière excentrée et est emmenée en rotation par le rotor à denture extérieure qui forme avec la couronne une chambre de pompe 27 périphérique.

Description

L'invention concerne un coupleur pour la transmission d'un couple entre

deux pièces pouvant tourner l'une par rapport à l'autre, qui comprend un embrayage à friction dont les disques de friction sont solidaires en rotation respectivement de l'une ou de l'autre des deux pièces pouvant tourner l'une par rapport à l'autre, comportant également une chambre de pression remplie d'un fluide hautement visqueux et formée par un carter réalisé dans l'une des pièces tournantes et un piston coulissant rendu étanche par rapport audit carter, et avec une unité de pompe dans laquelle est en révolution un corps de refoulement relié à l'autre des pièces tournantes, un réservoir pour le fluide hautement visqueux étant prévu dans le carter et étant relié à l'unité de pompe, la chambre de pression étant alimentée par l'unité de pompe et le piston

actionnant l'embrayage à friction.

Des coupleurs de ce type peuvent être utilisés en tant que dispositif de blocage dans des différentiels d'essieu ou des différentiels centraux. Un différentiel d'essieu désigne la transmission de compensation usuelle (différentiel) entre les roues d'un essieu moteur de véhicule, qui est entraînée par un arbre de transmission longitudinal; un différentiel central désigne la transmission de compensation entre deux essieux moteurs d'un véhicule, qui est entraînée par un arbre de transmission intermédiaire. En outre, des coupleurs du type cité peuvent être utilisés directement dans la ligne de transmission longitudinale vers un essieu moteur supplémentaire entraîné occasionnellement, auquel ne doit être fourni un couple que lors d'un glissement ou patinage par rapport à un essieu moteur entraîné

continuellement.

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Des coupleurs du type cité sont notamment connus avec des pompes à cisaillent de fluide du type "Visco-Lok" en guise d'élément d'actionnement, qui sont proposées par la demanderesse. Les pompes à cisaillement de fluide utilisées dans ces coupleurs ne peuvent engendrer, de par leur principe, qu'un débit volumique limité qui avec l'accroissement de la pression, également sans pertes par fuites, tend vers zéro. Le débit volumique des pompes à cisaillement de fluide peut être augmenté par un canal de cisaillement plus large ou plus profond; cette augmentation est toutefois limitée par l'espace d'implantation disponible. Les coupleurs du type "Visco-Lok" cités possèdent une caractéristique d'enclenchement souple, qui est avantageuse pour éviter les chocs ou à-coups d'enclenchement et les crêtes de couple dans des véhicules utilitaires légers couramment appelés pick-up et dans des véhicules tout-terrain, et qui contribue à la stabilité au freinage. Pour des utilisations impliquant des exigences particulièrement élevées quant à la vitesse de réaction, le débit volumique pouvant être engendré par les pompes à cisaillement de fluide de coupleurs du type "Visco-Lok",

n'est pas toujours suffisant.

A partir de là, le but de la présente invention consiste à fournir un coupleur du type de celui cité en introduction, qui présente les avantages des coupleurs du type "Visco-Lok" et qui ne présente pas de restrictions quant à la vitesse de réaction. Ce but est atteint grâce à un coupleur du type précité, qui est caractérisé en ce que l'unité de pompe est réalisée en tant que pompe à rotor à denture intérieure et le corps de refoulement forme un rotor à denture extérieure, qui est relié de manière concentrique à l'autre des pièces pouvant tourner l'une par rapport à l'autre, en ce qu'une couronne à denture intérieure est réalisée en

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tant que roue mobile qui est montée de manière excentrée et est emmenée en rotation par le rotor à denture extérieure, le rotor formant avec la couronne une chambre de pompe périphérique, en ce que la chambre de pompe est délimitée latéralement respectivement par une surface frontale d'un élément de commande d'inversion et de guidage et par une surface frontale d'un disque d'étanchéité, en ce que l'élément de commande d'inversion et de guidage peut tourner de manière limitée, entre deux positions extrêmes par rapport à l'une des pièces pouvant tourner l'une par rapport à l'autre, et en ce qu'un canal de refoulement relie la chambre de pompe à la chambre de pression et une conduite de retour relie la chambre de pression au

réservoir.

Tout en mettant à profit des caractéristiques essentielles correspondant à celles de coupleurs du type "Visco-Lok", à savoir un système fermé rempli d'un fluide hautement visqueux, on est donc passé à un type de pompe correspondant à une pompe à engrenage

intérieur, en vue d'atteindre le but recherché.

L'avantage d'une faible influence de la température des coupleurs du type "Visco-Lok" reste conservé, tout comme celui d'un système fermé hermétiquement et sans entretien, fonctionnant de manière autonome. En raison de l'utilisation de l'élément de commande d'inversion, l'unité de pompe est ici également en mesure d'établir une pression et de refouler du fluide hautement visqueux directement dans la chambre de pression pour le coulissement du piston, ceci indépendamment du sens de rotation relatif entre les deux pièces pouvant tourner

l'une par rapport à l'autre.

Selon une configuration préférée, dans le carter ou dans l'élément de commande d'inversion et de

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guidage sont réalisés deux canaux en forme de C, qui font office d'une part de canal d'aspiration et d'autre part de canal de refoulement de la pompe à rotor, et un perçage de liaison est prévu dans le carter entre le réservoir et les canaux, et un canal de refoulement est prévu dans le carter entre les canaux et la chambre de pression, et dans chacune des deux positions extrêmes de l'élément de commande d'inversion et de guidage, c'est alternativement l'un des canaux qui est relié au perçage de liaison et l'autre des canaux au canal de refoulement. Selon une variante de configuration, dans le carter ou dans l'élément de commande d'inversion sont réalisés deux canaux en forme de C, qui font office d'une part de canal d'aspiration et d'autre part de canal de refoulement de la pompe à rotor, et deux perçages de liaison sont prévus dans le carter entre le réservoir et les canaux, et un canal de refoulement est prévu dans le carter entre les canaux et la chambre de pression, et dans chacune des deux positions extrêmes de l'élément de commande d'inversion et de guidage, c'est alternativement l'un des canaux qui est relié à l'un des perçages de liaison et l'autre des canaux au canal de refoulement. De manière connue, les canaux en forme de C sont réalisés de manière symétrique par rapport à l'excentricité du montage de palier de la roue mobile et

sont reliés de manière ouverte à la chambre de pompe.

Les deux canaux en forme de C sont de préférence réalisés en tant qu'encoches de passage ou fentes dans l'élément de commande d'inversion et de guidage, qui sont en communication directe avec le ou les perçages de

liaison et le canal de refoulement.

Les deux canaux en forme de C peuvent également être réalisés en tant que rainure

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superficielle dans le carter, la communication avec le ou les perçages de liaison et le canal de refoulement pouvant être établie par des canaux en coïncidence dans

l'élément de commande d'inversion et de guidage.

Le canal de refoulement est de préférence réalisé dans chaque cas par une rainure dans une surface

frontale de la chambre de pression.

Selon d'autres caractéristiques de configuration concrètes de l'invention, des moyens pour le montage sur palier de la couronne sont formés par une surface cylindrique intérieure, excentrée, dans l'élément de commande d'inversion et de guidage monté de manière centrée par rapport au carter. Le débit correspond à un multiple du débit de coupleurs du type "Visco-Lok" connus, de sorte que la vitesse de réaction peut être accrue de manière correspondante. La caractéristique de la pompe peut être réglée aisément par le dimensionnement du perçage de retour vers le réservoir. Il est possible d'insérer dans le perçage de retour, des éléments de compensation de l'influence de

la température.

Selon une caractéristique préférée de l'invention, le disque d'étanchéité est solidaire en rotation du rotor. D'après une configuration de l'invention, l'élément de commande d'inversion et de guidage et le disque d'étanchéité sont liés de manière

fixe en rotation.

Dans la suite, un exemple de réalisation de l'invention va être explicité plus en détail au regard des dessins annexés, qui montrent:

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Fig.1 un premier mode de réalisation d'un agencement de coupleur conforme à l'invention, en coupe longitudinale; Fig.2 l'agencement de pompe selon la figure 1, en section transversale; Fig.3 un second mode de réalisation d'un agencement de coupleur conforme à l'invention, en coupe longitudinale; Fig.4 l'agencement de pompe selon la figure 3, en section transversale; Fig.5 une représentation de détail agrandie de deux variantes d'un perçage de retour d'un agencement de pompe selon les figures

précédentes.

La figure 1 montre un agencement de coupleur 11 comprenant un embrayage à disques 12 et un dispositif d'actionnement 13. Il comporte en guise de pièces pouvant tourner l'une par rapport à l'autre, un carter 14 et un moyeu 15. Des disques extérieurs 16 de l'embrayage à friction 12 sont maintenus dans le carter 14, solidaires en rotation avec celui-ci. Des disques intérieurs 17 de l'embrayage à friction 12 sont maintenus sur le moyeu 15, solidaires en rotation avec celui-ci. Un plateau de pression 18 peut comprimer l'empilement de disques contre une surface de butée 19 dans le carter 14 (fermeture de l'embrayage). Le dispositif d'actionnement 13 comprend un carter de pompe 20, qui est relié de manière fixe au carter 14, ainsi qu'un piston 21 qui peut coulisser axialement par rapport au carter de pompe 20 et qui peut solliciter le plateau de pression 18. Le piston 21 peut être rappelé en position par une rondelle-ressort 22 qui prend appui sur le carter 14. Dans la chambre de pression 30 formée par le carter 20 et le piston 21, se trouve un rotor 23

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solidaire en rotation du moyeu 15, présentant une denture extérieure, qui est en prise avec une roue mobile 24 à denture intérieure, guidée de manière excentrique. Cette roue mobile est guidée avec sa surface extérieure cylindrique, dans un logement intérieur excentré d'un élément de commande d'inversion et de guidage 25, qui est maintenu sur un embout de centrage 26 du carter de pompe 20, de manière à pouvoir tourner d'une valeur angulaire limitée. Comme cela est usuel dans le cas de pompes à engrenages du type montré, la denture intérieure de la roue mobile 24 possède une dent de plus que la denture extérieure du rotor 23. La chambre de pompe 27 formée entre ces dentures est fermée d'un côté par l'élément de commande d'inversion et de guidage 25, et de l'autre côté par un disque d'étanchéité 28 qui de préférence est en révolution avec le rotor 23. La chambre de pompe 27 est reliée, d'une manière qui sera décrite plus en détail dans la suite, d'une part à un réservoir 29 dans le carter de pompe 20, et d'autre part à la chambre de pression 30 entre le carter de pompe 20 et le piston 21. Le réservoir 29 est formé par le carter de pompe 20 et un piston annulaire 31 pouvant coulisser par rapport à ce dernier, et s'appuyant sur le carter 14 par l'intermédiaire d'une rondelle-ressort 32 et d'une rondelle d'arrêt 33. Dans le carter de pompe 20 et dans l'élément de commande d'inversion et de guidage 25 sont prévus, pour la liaison de la chambre de pompe 27 avec le réservoir 29 d'une part et avec la chambre de pression 30 d'autre part, les canaux suivants: un canal d'aspiration 38 sous la forme d'un perçage axial dans le carter de pompe 20, un canal de refoulement 40 sous forme de rainure superficielle dans le carter de pompe 20, et associés à celui-ci, deux canaux d'aspiration et de refoulement 36, 37 sous forme d'encoches de passage en forme de C dans

l'élément de commande d'inversion et de guidage 25.

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La figure 2 laisse entrevoir, en section transversale de la pompe, le rotor 23 à denture extérieure disposé de manière concentrique, la roue mobile 24 à denture intérieure, entraînée par le rotor, et l'élément de commande d'inversion et de guidage 25 formant pour la surface cylindrique extérieure de la

roue mobile, une voie de guidage intérieure, excentrée.

Par ailleurs, on peut distinguer selon une vue en plan, à partir du côté du rotor, le carter de pompe 20 sur lequel est fixée une came 34 qui s'engage dans un évidemment 35 de l'élément de commande d'inversion et de guidage 25, qui présente une largeur telle, que ce dernier puisse tourner de l'angle a représenté, par rapport au carter de pompe 20, entre deux positions de butée. On outre, on peut distinguer deux canaux d'aspiration et de refoulement 36, 37 sensiblement de forme semi-annulaire, qui sont formés en tant que fentes périphériques dans l'élément de commande d'inversion et de guidage 25, et qui par rotation relative de l'élément cité, d'un angle a, peuvent inverser leur fonction. Pour l'alimentation et respectivement le refoulement ou l'évacuation de la pression, sont prévus, un canal d'aspiration 38 sous la forme d'un perçage parallèle à l'axe dans le carter de pompe 20, jusqu'au réservoir, et, radialement opposé à ce dernier, un canal de refoulement 40 sous la forme d'une rainure radiale superficielle dans le carter de pompe 20, jusqu'à la chambre de pression. Dans chacun des deux cas, l'un des canaux d'aspiration et de refoulement 36, 37 est relié au canal d'aspiration 38 et l'autre canal respectif au canal de refoulement 40. On reconnaît par ailleurs, le perçage de retour 41 qui relie le canal de refoulement

au réservoir 29.

La figure 3 montre un agencement de coupleur 11 comprenant un embrayage à disques 12 et un dispositif

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d'actionnement 13. Il comporte en guise de pièces pouvant tourner l'une par rapport à l'autre, un carter 14 et un moyeu 15. Des disques extérieurs 16 de l'embrayage à friction 12 sont maintenus dans le carter 14, solidaires en rotation avec celui-ci. Des disques intérieurs 17 de l'embrayage à friction 12 sont maintenus sur le moyeu 15, solidaires en rotation avec celui-ci. Un plateau de pression 18 peut comprimer l'empilement de disque contre une surface de butée 19 dans le carter 14 (fermeture de l'embrayage). Le dispositif d'actionnement 13 comprend un carter de pompe , qui est relié de manière fixe au carter 14, ainsi qu'un piston 21 qui peut coulisser axialement par rapport au carter de pompe 20 et qui peut solliciter le plateau de pression 18. Le piston 21 peut être rappelé en position par une rondelle- ressort 22 qui prend appui sur le carter 14. Dans la chambre de pression 30 formée par le carter 20 et le piston 21, se trouve un rotor 23 solidaire en rotation du moyeu 15, présentant une denture extérieure, qui est en prise avec une roue mobile 24 à denture intérieure, guidée de manière excentrique. Cette roue mobile est guidée avec sa surface extérieure cylindrique, dans un logement intérieur excentré d'un élément de commande d'inversion et de guidage 25, qui est maintenu sur un embout de centrage 26 du carter de pompe 20, de manière à pouvoir tourner d'une valeur angulaire limitée. Comme cela est usuel dans le cas de pompes à engrenages du type montré, la denture intérieure de la roue mobile 24 possède une dent de plus que la denture extérieure du rotor 23. La chambre de pompe 27 formée entre ces dentures est fermée d'un côté par l'élément de commande d'inversion et de guidage 25 et de l'autre côté par un disque d'étanchéité

28 qui de préférence est en révolution avec le rotor 23.

La chambre de pompe 27 est reliée, d'une manière qui sera décrite plus en détail dans la suite, d'une part à un réservoir 29 dans le carter de pompe 20, et d'autre part à la chambre de pression 30 entre le carter de pompe 20 et le piston 21. Le réservoir 29 est formé par le carter de pompe 20 et un piston annulaire 31 pouvant coulisser par rapport à ce dernier, et s'appuyant sur le carter 14 par l'intermédiaire d'une rondelle-ressort 32 et d'une rondelle d'arrêt 33. Dans le carter de pompe 20 et dans l'élément de commande d'inversion et de guidage sont prévus, pour la liaison de la chambre de pompe 27 avec le réservoir 29 d'une part et avec la chambre de pression 30 d'autre part, les canaux suivants: deux canaux d'aspiration 38, 39 sous la forme chacun d'un perçage axial dans le carter de pompe 20, un canal de refoulement 40 sous forme de rainure superficielle dans le carter de pompe 20, et associés à celui-ci deux canaux d'aspiration et de refoulement 36, 37 sous forme de rainures superficielles en forme de C dans le carter

de pompe 20, et, sensiblement en recouvrement de ceux-

ci, deux canaux d'aspiration et de refoulement 44, 45 coudés, à leurs extrémités, en direction des perçages, sous la forme d'encoches de passage dans l'élément de

commande d'inversion et de guidage 25.

La figure 4 laisse entrevoir, en section transversale de la pompe, le rotor 23 à denture extérieure disposé de manière concentrique, la roue mobile 24 à denture intérieure, entraînée par le rotor, et l'élément de commande d'inversion et de guidage 25 formant pour la surface cylindrique extérieure de la

roue mobile, une voie de guidage intérieure, excentrée.

Par ailleurs, on peut distinguer selon une vue en plan, à partir du côté du rotor, le carter de pompe 20 sur lequel est fixée une came 34 qui s'engage dans un évidemment 35 de l'élément de commande d'inversion et de guidage 25, qui présente une largeur telle, que ce dernier puisse tourner de l'angle a représenté, par Il 2788091 rapport au carter de pompe 20, entre deux positions de butée. On outre, on peut distinguer deux canaux d'aspiration et de refoulement 36, 37 sensiblement de forme semi-annulaire, et deux canaux d'aspiration et de refoulement 44, 45 sensiblement de forme semi-annulaire et coudés vers l'intérieur à leur extrémité, qui sont formés en tant que fentes périphériques dans l'élément de commande d'inversion et de guidage 25, et qui par rotation relative de l'élément cité, d'un l'angle x, peuvent inverser leur fonction. Pour l'alimentation et respectivement le refoulement ou l'évacuation de la pression, sont prévus, deux canaux d'aspiration 38, 39 sous la forme de perçages parallèles à l'axe dans le carter de pompe 20, jusqu'au réservoir, et, disposé entre ceux- ci, un canal de refoulement 40 sous la forme d'une rainure radiale superficielle dans le carter de pompe 20, jusqu'à la chambre de pression. Dans chacun des deux cas, une paire des canaux d'aspiration et de refoulement 36, 37, 44, 45 est relié à l'un des canaux d'aspiration 38, 39 et l'autre paire respective au canal de refoulement 40. On reconnaît par ailleurs, le perçage de retour 41 qui relie le canal de refoulement 40 au

réservoir 29.

La figure 5 montre sous forme de détails agrandis, un corps gonflant 42 de volume variable en fonction de la température, placé dans un perçage de retour 41. Lorsque la température du fluide augmente, la section de passage libre d'écoulement du perçage de retour diminue, en raison de l'augmentation de volume du

corps gonflant 42.

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Claims

REVENDICATIONS.

1. Coupleur (11) pour la transmission d'un couple entre deux pièces (14, 15) pouvant tourner l'une par rapport à l'autre, qui comprend un embrayage à friction (12) dont les disques de friction (16, 17) sont solidaires en rotation respectivement de l'une ou de l'autre des deux pièces (14, 15) pouvant tourner l'une par rapport à l'autre, comportant également une chambre de pression (30) remplie d'un fluide hautement visqueux et formée par un carter réalisé dans l'une des pièces tournantes (14) et un piston (21) coulissant, rendu étanche par rapport audit carter, et avec une unité de pompe dans laquelle est en révolution un corps de refoulement (23) relié à l'autre des pièces tournantes (15), un réservoir (29) pour le fluide hautement visqueux étant prévu dans le carter et étant relié à l'unité de pompe, la chambre de pression étant alimentée par l'unité de pompe et le piston (21) actionnant l'embrayage à friction (12), caractérisé en ce que l'unité de pompe est réalisée en tant que pompe à rotor à denture intérieure et le corps de refoulement forme un rotor (23) à denture extérieure, qui est relié de manière concentrique à l'autre des pièces (15) pouvant tourner l'une par rapport à l'autre, en ce qu'une couronne (24) à denture intérieure est réalisée en tant que roue mobile qui est montée de manière excentrée et est emmenée en rotation par le rotor (23) à denture extérieure, le rotor (23) formant avec la couronne (24) une chambre de pompe (27) périphérique, en ce que la chambre de pompe (27) est délimitée latéralement respectivement par une surface frontale d'un élément de commande d'inversion et de guidage (25) et par une surface frontale d'un disque d'étanchéité (28), en ce que l'élément de commande

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d'inversion et de guidage (25) peut tourner de manière limitée, entre deux positions extrêmes par rapport à l'une des pièces (14) pouvant tourner l'une par rapport à l'autre, et en ce qu'un canal de refoulement (40) relie la chambre de pompe (27) à la chambre de pression (30) et une conduite de retour (41) relie la chambre de pression

(30) au réservoir (29).

2. Coupleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans le carter ou dans l'élément de commande d'inversion et de guidage (25) sont réalisés deux canaux (36, 37) en forme de C, et en ce qu'un perçage de liaison (38) est prévu dans le carter entre le réservoir (29) et les canaux (36, 37), et un canal de refoulement (40) est prévu dans le carter entre les canaux (36, 37) et la chambre de pression (30), et dans chacune des deux positions extrêmes de l'élément de commande d'inversion et de guidage (25), c'est alternativement l'un des canaux (36, 37) qui est relié au perçage de liaison (38) et l'autre des canaux (36,

37) au canal de refoulement (40).

3. Coupleur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les canaux de pompe (36, 37) sont réalisés en tant que fentes dans l'élément de commande

d'inversion et de guidage.

4. Coupleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans le carter ou dans l'élément de commande d'inversion (25) sont réalisés deux canaux (36, 37) en forme de C, et en ce que deux perçages de liaison (38, 39) sont prévus dans le carter entre le réservoir (29) et les canaux (36, 37), et un canal de refoulement (40) est prévu dans le carter entre les canaux (36, 37) et la chambre de pression (30), et dans

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chacune des deux positions extrêmes de l'élément de commande d'inversion et de guidage (25), c'est alternativement l'un des canaux (36, 37) qui est relié à l'un des perçages de liaison (38, 39) et l'autre des canaux (36, 37) au canal de refoulement (40).

5. Coupleur selon l'une des revendications 1 à

4, caractérisé en ce que des moyens pour le montage sur palier de la couronne (24) sont formés par une surface cylindrique intérieure, excentrée, dans l'élément de commande d'inversion et de guidage (25) monté de manière

centrée par rapport au carter.

6. Coupleur selon l'une des revendications 1 à

5, caractérisé en ce que le disque d'étanchéité (28) est

solidaire en rotation du rotor (23).

7. Coupleur selon l'une des revendications 1 à

, caractérisé en ce que l'élément de commande d'inversion et de guidage (25) et le disque d'étanchéité

(28) sont liés de manière fixe en rotation.