FR2827023A1

FR2827023A1 - Dispositif de couplage de ventilateur du type a fluide thermosensible

Info

Publication number: FR2827023A1
Application number: FR0208305A
Authority: FR
Inventors: Haruyasu Ito; Satoshi Kubota; Masato Yamada
Original assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Current assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Priority date: 2001-07-03
Filing date: 2002-07-03
Publication date: 2003-01-10
Anticipated expiration: 2022-07-03
Also published as: CN1180176C; US20030012662A1; KR100485833B1; JP4931096B2; DE10229696B4; DE10229696A1; US6814033B2; JP2003014002A; CN1395027A; FR2827023B1; KR20030004127A

Abstract

- L'objet de l'invention est un dispositif de couplage de ventilateur du type à fluide thermosensible comportant un boîtier étanche (1) supporté par un palier (7) sur un corps d'arbre tournant (6) sur une partie d'extrémité avant duquel est monté à demeure un disque d'entraînement (5), l'intérieur du boîtier étant divisé par une cloison (4), à l'intérieur de laquelle est formé un orifice de régulation de débit de sortie d'huile (4-1), en une chambre formant réservoir d'huile (3) et une chambre de transfert de couple (2) dans laquelle est contenu le disque d'entraînement (5), un élément formant clapet (8) et un intervalle de transfert couple (2-1), caractérisé en ce qu'une paroi latérale d'une chambre formant réservoir d'huile tampon (5-1) comporte au moins un orifice de communication (5-2) communiquant avec l'intervalle de transfert de couple (2-1) et disposé à un emplacement satisfaisant les conditions suivantes :0, 05L < d < 0, 4Loù L = Rout - R in ; d est la distance entre l'emplacement diamétral interne de l'intervalle de transfert de couple (2-1) et l'axe de l'orifice de communication (5-2); Rout , le rayon de la circonférence externe du disque d'entraînement; et R in , le rayon de l'emplacement diamétral interne de l'intervalle de transfert de couple (2-1).

Description

DISPOSITIF DE COUPLAGE DE VENTILATEUR DU TYPE A FLUIDE
THERMOSENSIBLE
La présente invention se rapporte à un dispositif de couplage de ventilateur du type à fluide thermosensible adapté de manière à délivrer en continu de l'air de refroidissement à un moteur avec un débit d'alimentation d'air de refroidissement qui est fonction des conditions de déplacement en commandant la rotation d'un ventilateur de refroidissement de moteur généralement présent dans une automobile.

Ce type de dispositif de couplage de ventilateur de technique connexe suit, en général, un principe dans lequel le couple d'entraînement d'un disque d'entraînement est transféré à un boîtier par une huile délivrée à une chambre de transfert de couple. Les structures connues de ce type de dispositif de couplage de ventilateur comprennent, par exemple, une structure du dispositif de couplage de ventilateur du type à fluide thermosensible (se référer à la publication de brevet japonaise N 21 048/1988) dans lequel l'intérieur d'un boîtier étanche est divisé par une cloison de séparation en une chambre de transfert de couple et une chambre formant réservoir d'huile, un disque d'entraînement étant placé dans la chambre de transfert de couple de telle sorte que le disque d'entraînement peut être entraîné en rotation par un couple d'entraînement d'une unité d'entraînement, l'huile dans la chambre formant réservoir d'huile étant délivrée à la chambre de transfert de couple à partir d'un orifice de régulation de débit de sortie formé dans la cloison ou un couvercle, l'huile dans la chambre de transfert de couple étant renvoyée à la chambre formant réservoir d'huile à partir d'un passage de circulation d'huile. Selon ce

type de dispositif de couplage de ventilateur, le couple d'entraînement du disque d'entraînement est transféré vers le boîtier par l'huile délivrée à partir de la chambre formant réservoir d'huile à la chambre de transfert de couple, et un ventilateur fixé sur le boîtier est entraîné en rotation, réalisant ainsi le refroidissement, par exemple, d'un moteur d'une automobile. Ce type de dispositif de couplage de ventilateur est adapté de manière à détecter la température ambiante avec une bande en bilame du type guirlande ou en spirale, et à augmenter le niveau d'ouverture de l'orifice de régulation de débit lorsque cette température augmente. Ainsi, la quantité d'huile dans la chambre de transfert de couple est augmentée, et la vitesse de rotation du boîtier est augmentée faisant ainsi tourner le ventilateur à vitesse élevée et améliorant l'effet de refroidissement.

Toutefois, ce type de dispositif de couplage de ventilateur présente des problèmes qui vont être décrits ci-dessous.

C'est à dire que, lorsque le moteur est redémarré avec une grande quantité d'huile présente dans la chambre de transfert de couple, ou lorsque le moteur est accéléré subitement lorsque le véhicule se déplace, une augmentation de la vitesse de rotation du boîtier (ventilateur de refroidissement) du côté entraîné se produit aussi, bien que pendant une courte période, suivant l'accélération du disque d'entraînement du côté d'entraînement du fait de l'huile présente en grande quantité dans la chambre de transfert de couple. Ce phénomène est généralement appelé un phénomène de "traînée", et produit du bruit sur le ventilateur et une sensation déplaisante associée à celui-ci. De plus, une puissance motrice est absorbée et la consommation de carburant est dégradée.

Les dispositifs de couplage de ventilateur qui éliminent une telle "traînée" comprennent, par exemple, un dispositif de couplage de ventilateur (publication de brevet japonaise N 21 048/1988) dans lequel une huile s'écoulant à partir d'un orifice d'alimentation réalisé dans une cloison est d'abord guidée vers un côté diamétralement opposé et ensuite délivrée à l'intérieur d'une chambre de transfert de couple, un dispositif de couplage de ventilateur dans lequel un disque d'entraînement est formé en une structure

creuse avec une chambre formant réservoir d'huile auxiliaire (chambre formant réservoir d'huile tampon) formée à l'intérieur, ou un dispositif de couplage de ventilateur d'un principe dans lequel une grande partie d'un ventilateur de production d'air est commandée à faible vitesse de rotation, et un dispositif de couplage de ventilateur similaire.

Toutefois, un dispositif de couplage de ventilateur du type à fluide thermosensible de technique connexe présente des inconvénients qui vont être décrits ci-dessous.

La figure 3 représente un dispositif de couplage de ventilateur de l'art antérieur qui est formé en divisant l'intérieur d'un boîtier étanche 111par une cloison 114 en une la chambre de transfert de couple 112 et une chambre formant réservoir d'huile 113, et en montant, dans la chambre de transfert de couple 112, un disque d'entraînement 115 d'une structure pleine de manière à pouvoir tourner sur un corps d'arbre tournant 116, qui est entraîné en rotation par le couple d'entraînement d'une unité d'entraînement (non montrée), par l'intermédiaire d'un palier 117 de telle sorte qu'un intervalle de transfert de couple 112-1 est formé entre le disque d'entraînement 115 et une surface circonférentielle interne de la chambre de transfert de couple 112, de l'huile dans la chambre formant réservoir d'huile 113 étant délivrée à partir d'un orifice de régulation de débit de sortie 1 14-1 formé sur la cloison 114 dans la chambre de transfert de couple 112 par un élément formant clapet 118 commandé en fonction de la variation d'une température ambiante externe, l'huile dans la chambre de transfert de couple 112 étant renvoyée à la chambre formant réservoir d'huile 113 à travers un passage de circulation 121. Une référence numérique 119 désigne un barrage placé sur la partie d'une surface circonférentielle interne du boîtier étanche 111qui est opposée à une surface circonférentielle externe de disque d'entraînement 1 15, surface circonférentielle externe sur laquelle l'huile est collectée au cours de la rotation du disque cité, et 120 un élément thermosensible (bilame) placé sur le côté externe du boîtier étanche 111.

Toutefois, dans le dispositif de couplage de ventilateur d'une telle structure, l'huile s'écoulant par l'orifice de régulation de débit 114-1 de la

cloison 114 réside dans un espace 112-2 du côté avant de l'intervalle de transfert de couple 112-1, et continue de résider (stagne) dans cet espace jusqu'à ce que la quantité d'huile atteigne un niveau suffisamment élevé pour assurer une pression (hauteur d'eau de l'huile) qui permet l'écoulement de l'huile dans l'intervalle de transfert de couple 112-1, ce qui se produit compte tenu d'une force centrifuge, ou jusqu'à ce que la température de l'huile augmente provoquant une réduction de sa viscosité. Cette huile résidante continue de s'écouler dans l'intervalle de transfert de couple 112-1, même lorsque l'huile présente du côté de la circonférence externe de l'intervalle de transfert de couple 112-1 commence à être évacuée vers la chambre formant réservoir d'huile 113 par le barrage 119 au moment de l'accélération et du démarrage du moteur, et assure le transfert du couple. Ceci provoque le phénomène de "traînée" mentionné précédemment et un retard de fonctionnement. Du fait de la présence de cette huile résidante, une quantité importante d'huile est nécessaire.

La figure 4 et la figure 5 représentent des dispositifs de couplage de ventilateur comportant une chambre formant réservoir d'huile auxiliaire (chambre formant réservoir d'huile tampon) en formant un disque d'entraînement avec une structure creuse. Parmi ces dispositifs de couplage de ventilateur, le dispositif de couplage de ventilateur montré à la figure 4 est formé de la même manière que le dispositif de couplage de ventilateur montré à la figure 3, à l'exception que le disque d'entraînement est réalisé de manière creuse. Le dispositif de couplage de ventilateur de la figure 4 est formé en divisant l'intérieur d'un boîtier étanche 111en une chambre de transfert de couple 112 et une chambre formant réservoir d'huile 113 par une cloison 114, et en montant de manière à pouvoir tourner dans la chambre de transfert de couple 112 un disque d'entraînement 145, qui comporte une chambre formant réservoir d'huile tampon 145-1 formée en réalisant en creux une partie interne du disque 145, un orifice de communication 145-2, qui communique avec la chambre de transfert de couple 112, dans une paroi latérale du même disque et un clapet centrifuge 145-3 conçu de manière à ouvrir et à fermer l'orifice de communication, sur un corps d'arbre tournant 116, qui est entraîné en rotation

par un couple d'entraînement d'une unité d'entraînement (non montrée), par l'intermédiaire d'un palier 117 de telle sorte qu'un intervalle de transfert de couple 112-1 est formé entre le disque d'entraînement 145 et une surface circonférentielle interne de la chambre de transfert de couple 112, l'huile dans la chambre formant réservoir d'huile 113 étant délivrée à partir de l'orifice de sortie 1 14-1 formé dans la cloison 114 à la chambre de transfert de couple par l'élément formant clapet 118 qui est commandé en fonction de la variation d'une température ambiante externe, l'huile dans la chambre de transfert de couple 112 étant ainsi renvoyée à la chambre formant réservoir d'huile 113 à travers un passage de circulation (non montré), un élément de guidage 114-2 destiné à introduire l'huile dans la chambre formant réservoir d'huile 113 directement dans la chambre formant réservoir d'huile tampon 145-1 étant formé sur la cloison (se référer à la publication de brevet japonaise N 28 778/1984). C'est à dire, que ce dispositif de couplage de ventilateur présente un principe dans lequel l'huile circulant à partir de l'orifice de régulation de débit 114-1 au cours du fonctionnement du dispositif est introduite dans la chambre formant réservoir d'huile tampon 145-1, et ensuite délivrée à partir de l'orifice de communication 145-2 dans l'intervalle de transfert de couple 112-1 par l'intermédiaire du clapet centrifuge 145-3.

Toutefois, dans le cas du dispositif de couplage de ventilateur montré à la figure 4, un excès d'huile est présent dans la chambre formant réservoir d'huile tampon 145 lors d'une rotation à faible vitesse à laquelle le clapet centrifuge 145-3 n'est pas actif. Lorsque la vitesse de rotation d'entrée augmente dans ces conditions, provoquant l'ouverture du clapet centrifuge 145-3, l'excès d'huile continue de s'écouler dans l'espace de transmission de couple 112-1, provoquant le phénomène de "traînée" et un retard de fonctionnement et analogue, de la même manière que dans le cas décrit précédemment. Du fait de l'existence de l'excès d'huile, une grande quantité totale d'huile est nécessaire.

Le dispositif de couplage de ventilateur montré à figure 5 est formé de la même manière que le dispositif de couplage de ventilateur montré à la figure 4, c'est à dire, en divisant l'intérieur d'un boîtier étanche 111en une chambre

de transfert de couple 112 et une chambre formant réservoir d'huile 113 par une cloison 114, et en montant de manière à pouvoir tourner dans la chambre de transmission de couple 112 un disque d'entraînement 245, qui comporte une chambre formant réservoir d'huile tampon 245-1 formé en réalisant en creux une partie interne du disque 245, et un orifice de communication 245-2 qui communique avec la chambre de transfert de couple 112, dans une paroi latérale du même disque, sur un corps d'arbre tournant 116, qui est entraîné en rotation par un couple d'entraînement d'une unité d'entraînement (non montrée), par l'intermédiaire d'un palier 117 de telle sorte qu'un intervalle de transfert de couple 112-1 est formé entre le disque d'entraînement 245 et une surface circonférentielle interne de la chambre de transfert de couple 112, l'huile dans la chambre formant réservoir d'huile 113 étant délivrée à partir de l'orifice de sortie 114-1 formé dans la cloison 114 à la chambre de transfert de couple 112 par l'élément formant clapet 118 qui est commandé en fonction de la variation de température ambiante externe, l'huile dans la chambre de transfert de couple 112 étant ainsi renvoyée à la chambre formant réservoir d'huile 113 à travers un passage de circulation (non montré) (se référer à la publication de brevet japonaise N 2 775 431). Ce dispositif de couplage de ventilateur comporte un mécanisme destiné à prélever l'huile sur le disque lorsque le moteur est arrêté, et à minimiser l'huile résidant sur une surface de transfert lorsque le moteur est démarré, de telle sorte que le dispositif est seulement efficace pour empêcher l'apparition du phénomène de "traînée" au moment du démarrage du moteur.

Toutefois, dans le cas de ce dispositif de couplage de ventilateur, l'huile s'écoulant par l'orifice de régulation de débit de sortie 114-1 de la cloison 114 réside dans un espace 112-3 du côté avant de l'intervalle de transfert de couple 112-1, et continue de résider (stagne) dans cet espace de la même manière que dans le dispositif de couplage de ventilateur montré à la figure 3, jusqu'à ce que la quantité d'huile atteigne un niveau suffisamment élevée pour assurer une pression (hauteur d'eau de l'huile) qui permet l'écoulement de l'huile dans l'intervalle de transfert de couple 112-1, ce qui se produit compte tenu de la force centrifuge, ou jusqu'à ce que la température de l'huile

augmente provoquant la réduction de sa viscosité. Cette huile résidante continue de s'écouler dans l'intervalle de transfert de couple 112-1, même lorsque l'huile présente dans la partie de l'intervalle de transfert de couple 1 12-1 qui est du côté de la circonférence externe de celui-ci, commence à être évacuée vers chambre formant réservoir d'huile 113 par un barrage (non montré) au moment de l'accélération et du départ du moteur, et assure le transfert du couple. Ceci provoque un phénomène de "traînée" mentionné précédemment, et un retard de fonctionnement. Du fait de la présence de cette huile résidante, une grande quantité totale d'huile est nécessaire.

Un dispositif de couplage de ventilateur similaire à celui montré à la figure 5 a été proposé (se référer à la publication de brevet japonaise ouverte à la consultation N 17 849/1994) qui comporte un mécanisme destiné à empêcher une traînée lors du démarrage et de l'accélération du moteur en prélevant de l'huile sur un disque d'entraînement lorsque le moteur est démarré et accéléré. Toutefois, dans ce dispositif de couplage de ventilateur, il est difficile de récupérer entièrement l'huile sur le disque en une courte durée d'accélération. En outre, l'huile qui circule à partir de l'orifice de régulation de débit de sortie de la cloison réside dans un espace face à l'intervalle de transfert de couple de la même manière que dans le dispositif de couplage de ventilateur montré à la figure 5. Par conséquent, ce dispositif de couplage de ventilateur décrit dans la publication ne propose pas de mesures suffisantes pour empêcher que la traînée se produise au moment de l'accélération du moteur, et provoque aussi un retard de fonctionnement. En outre, puisque un excès d'huile est présent une grande quantité totale d'huile est nécessaire.

Comme cela a été décrit précédemment, dans le dispositif de couplage de ventilateur de technique connexe, l'huile qui s'écoule par l'orifice de régulation de débit de sortie de la cloison réside (stagne) dans un espace face à l'intervalle de transfert de couple jusqu'à que la quantité d'huile atteigne un niveau suffisamment élevé pour assurer une pression d'admission, ce qui se produit du fait de la force centrifuge, par rapport à l'intervalle de transfert de couple, ou jusqu'à ce que la viscosité de l'huile diminue. Par conséquent, à moins qu'il existe une quantité suffisante d'huile résidante (excès) dans

l'espace face à l'intervalle de transfert de couple, l'huile ne s'écoule pas dans celui-ci, de telle sorte que les caractéristiques de commande de rotation de ventilateur nécessaires ne peuvent pas être atteintes. D'autre par, cette l'huile résidante (excès) provoque une traînée et un retard de fonctionnement.

C'est à dire, que, même lorsque l'élément formant clapet est commandé du fait de la déformation en température d'un corps thermosensible, tel qu'un bilame et d'une action de commande électromagnétique transmise sur celui-ci depuis l'extérieur, l'instant d'obtention d'une vitesse de rotation prédéterminée d'un ventilateur est retardé puisque l'huile réside dans l'espace face à l'intervalle de transfert de couple comme cela a été mentionné précédemment, et le comportement du ventilateur devient instable du fait de la variation de la viscosité de l'huile attribuée à son chauffage propre et à de la chaleur externe transmise à celle-ci, comme cela a été mentionné précédemment.

Dans ces circonstances, l'inventeur de la présente invention a antérieurement proposé (demande de brevet japonaise N 42 269/2001), de manière à résoudre de tels problèmes rencontrés dans les techniques connexes, un dispositif de couplage de ventilateur du type à fluide thermosensible permettant d'éliminer un phénomène de traînée au moment du démarrage et de l'accélération du moteur en empêchant la présence de l'huile dans l'espace face à l'intervalle de transfert de couple, permettant d'empêcher un retard de fonctionnement, même lorsque la présence de l'huile ne se produit pas, et permettant de commander de manière stable (stabilisation des caractéristiques en température) la rotation du ventilateur par rapport à une indication de température.

Ce dispositif de couplage de ventilateur du type à fluide thermosensible est un dispositif de couplage de ventilateur du type à fluide thermosensible dans lequel l'intérieur d'un boîtier étanche qui est supporté par l'intermédiaire d'un palier sur un corps d'arbre tournant comportant un disque d'entraînement monté à demeure sur une partie d'extrémité avant de celui-ci, et qui comporte un ventilateur de refroidissement fixé sur une partie circonférentielle externe de celui-ci, est divisé par une cloison supportant un orifice de régulation de débit de sortie d'huile en une chambre formant réservoir d'huile et une

chambre de transfert de couple à l'intérieur de laquelle est contenu le disque d'entraînement, la partie d'une surface circonférentielle interne du boîtier étanche qui est opposée à la surface circonférentielle externe du disque d'entraînement sur laquelle l'huile est collectée lorsque le disque d'entraînement est entraîné en rotation comportant un barrage, et définissant un passage d'écoulement de circulation raccordé au barrage et s'étendant à partir de la chambre de transfert de couple vers la chambre formant réservoir d'huile, un élément formant clapet adapté pour ouvrir l'orifice de régulation de débit de sortie de la cloison lorsqu'une température ambiante externe dépasse un niveau prédéterminée, et fermer celui-ci lorsque la température ambiante externe n'est pas supérieure au seuil prédéterminé étant placé à l'intérieur du boîtier étanche de telle sorte que l'élément formant clapet est commandé en fonction de la déformation, qui se produit du fait de la variation de température, d'un corps thermosensible placé sur une surface externe d'un couvercle, le transfert de couple à partir du corps d'arbre tournant au boîtier étanche du côté entraîné étant commandé par l'augmentation et la réduction d'une surface de contact efficace de l'huile dans un intervalle de transfert de couple formé entre des surfaces opposées du disque d'entraînement et du boîtier étanche, l'intérieur du disque d'entraînement étant formé en une chambre formant réservoir d'huile tampon en réalisant en creux le disque d'entraînement, un dispositif de circulation destiné à mettre en communication la chambre formant réservoir d'huile tampon et la chambre de transfert de couple l'une avec l'autre étant formé en réalisant au moins un orifice de communication, qui communique avec la chambre de transfert de couple, sur une paroi latérale ou une paroi circonférentielle externe du disque d'entraînement, les caractéristiques de ce dispositif résidant en ce qu'il est rendu possible de créer une force centrifuge élevée en faisant passer l'huile s'écoulant par l'orifice de régulation de débit de sortie de la cloison au cours du fonctionnement du dispositif à travers l'intérieur de la partie du disque qui est du côté d'un arbre d'entrée tournant à vitesse élevée, il permet d'obtenir une hauteur d'eau élevée avec une faible quantité l'huile en formant une structure de surface circonférentielle interne de la chambre formant réservoir

l'huile tampon du disque en une structure de surface circonférentielle interne supportant une rainure radiale ou hélicoïdale de diamètre plus faible, et de faire que l'huile sur le disque s'écoule de manière stable directement dans l'intervalle de transfert de couple, le point essentiel du dispositif résidant dans le fait qu'il créé un disque d'entraînement et/ou une cloison avec un mécanisme destiné à introduire l'huile dans la chambre formant réservoir d'huile à partir de l'orifice de régulation de débit de la cloison directement dans le disque d'entraînement creux, forme le disque d'entraînement avec au moins une rainure de circulation d'huile pour l'huile introduite sur le disque sur une surface circonférentielle interne de celui-ci, forme le disque en une structure présentant une surface circonférentielle interne de faible diamètre de telle sorte que la quantité l'huile sur celle-ci soit à un niveau minimum requis pour assurer l'entraînement du disque et forme la rainure de circulation avec un orifice de communication communiquant avec l'intervalle de transfert de couple.

Dans le cas de ce dispositif de couplage de ventilateur, l'huile s'écoulant par l'orifice de régulation de débit de sortie de la cloison s'écoule vers l'intérieur de la partie du disque d'entraînement qui est du côté de l'arbre d'entrée, qui est entraîné en rotation à vitesse élevée, provoquant la communication d'une force centrifuge supérieure à l'huile. Par conséquent, l'huile atteint une pression élevée de manière stable et l'huile sur le disque d'entraînement entre facilement dans l'intervalle de transfert de couple sans résider sur le disque, en fonction de la vitesse de rotation élevée du disque, même lorsqu'il n'existe pas d'excès l'huile. En conséquence, l'huile ne réside sensiblement pas sur le disque d'entraînement. Ceci permet d'empêcher le phénomène de traînée au moment du démarrage et de l'accélération du moteur et un retard de fonctionnement. Puisque la commande de la rotation d'un ventilateur ne dépend pas de l'huile résidante (excès d'huile), la réactivité du dispositif par rapport à une indication d'une température est améliorée, et la commande (stabilisation des caractéristiques en température) de la rotation du ventilateur devient possible. En outre, il n'existe pas sensiblement d'huile résidante (excès d'huile), et le disque d'entraînement présente une telle surface circonférentielle interne de faible diamètre qu'il permet de maintenir à

un niveau minimum requis la quantité l'huile dans la chambre formant réservoir d'huile tampon. Par conséquent, ce dispositif de couplage de ventilateur peut utiliser une quantité d'huile totale plus faible, et présente d'autres effets excellents.

Toutefois, lorsque l'orifice de communication formé dans la rainure de circulation dans le dispositif de couplage de ventilateur du type à fluide thermosensible décrit précédemment est positionné du côté circonférentiel externe de l'unité de transfert de couple, l'huile circulant à travers l'intérieur du disque et vers l'unité de transfert de couple est immédiatement renvoyée vers la chambre formant réservoir d'huile par l'intermédiaire du passage de circulation du fait du barrage, l'huile étant absente de l'unité de transfert de couple tout en transférant un couple approprié vers la même unité. Ceci soulève un problème mis en évidence qu'il n'est pas facile d'assurer ensemble des performances de traînée et des caractéristiques linéaires (caractéristiques en température sans palier).

Les caractéristiques de sensibilité à la température (relation entre une vitesse de rotation du ventilateur et un débit d'alimentation d'huile et un débit de récupération l'huile à différentes températures) d'un dispositif de couplage de ventilateur du type à fluide thermosensible du type général TOUT OU RIEN sont montrées à la figure 6. Ce graphe montre les caractéristiques obtenues lorsqu'un niveau d'entrée est constant. En se référant à ce graphe, une zone du côté supérieur droit de la ligne représentant un débit de récupération d'huile est une zone discontinue, et une zone du côté inférieur gauche de la ligne droite représentative d'un débit de récupération d'huile est une zone linéaire.

C'est à dire, que dans le cas d'un dispositif de couplage de ventilateur du type TOUT OU RIEN, une vitesse de rotation d'un ventilateur augmente ou diminue subitement même lorsqu'il ne se produit pas de variation de température, de telle sorte que ceci provoque (1) un bruit du ventilateur du fait d'une variation discontinue de température, (2) une fluctuation subite d'une charge sur un dispositif d'entraînement de ventilateur du fait de la variation discontinue de la consommation de puissance du ventilateur, et (3) une réduction sur la consommation de carburant du fait de l'apparition d'une quantité d'air en

excès.

D'autre part, dans le dispositif de couplage de ventilateur du type à fluide thermosensible décrit précédemment, proposé antérieurement par l'inventeur de la présente invention, comporte un contre poids fixé sur une extrémité avant de l'élément formant clapet de manière à obtenir les caractéristiques linéaires. L'utilisation de la force centrifuge de ce contre poids provoque la fermeture de l'élément formant clapet compte tenu de l'effet de la force centrifuge, et la limitation de la quantité d'huile lorsqu'une partie côté ventilateur (côté sortie/entraîné) est entraînée en rotation à vitesse élevée. Ceci permet le réglage approprié de la vitesse de rotation du ventilateur, et ainsi d'obtenir les caractéristiques linéaires sur la totalité de la zone (figure 7). Toutefois, lorsque la vitesse de rotation du ventilateur est faible avec le débit d'alimentation d'huile inférieur à la capacité de récupération d'huile, le couple produit dépend de la distance sur laquelle l'huile passe à travers l'unité de transfert de couple.

Toutefois, lorsque l'orifice de communication formé sur la rainure de circulation est positionné dans la partie circonférentielle externe de l'unité de transfert de couple, la presque totalité de l'huile est renvoyée à partir du passage de circulation vers la chambre formant réservoir d'huile, bien qu'une quantité appropriée d'huile circule vers le disque sous l'action de la force centrifuge du contre poids. Par conséquent, il est difficile d'assurer ensemble les performances de traînée et les caractéristiques linéaires (caractéristiques en température sans palier), et elles deviennent discontinues. En conséquence, le bruit du ventilateur devient un problème et la puissance d'entraînement est gaspillée.

La présente invention a été réalisée de manière à résoudre de tels problèmes, et propose un dispositif de couplage de ventilateur du type à fluide thermosensible permettant d'obtenir facilement des caractéristiques linéaires sans dégrader les performances de traînée de celui-ci en formant un orifice de communication à un emplacement approprié dans une paroi d'une chambre formant réservoir d'huile tampon d'un disque d'entraînement.

Le dispositif de couplage de ventilateur du type à fluide thermosensible comporte un boîtier étanche supporté par un palier sur un corps d'arbre tournant sur une partie d'extrémité avant duquel est monté à demeure un disque d'entraînement, l'intérieur du boîtier étanche étant divisé par une cloison, à l'intérieur de laquelle est formé un orifice de régulation de débit de sortie d'huile, en une chambre formant réservoir d'huile et une chambre de transfert de couple dans laquelle est contenu le disque d'entraînement, un passage d'écoulement de circulation étant formé, s'étendant à partir de la chambre de transfert de couple, qui est reliée à un barrage formé sur une partie d'une surface de paroi circonférentielle du boîtier étanche, jusqu'à la chambre formant réservoir d'huile, un élément formant clapet étant intégré, lequel est conçu de manière à ouvrir l'orifice de régulation de débit de sortie de la cloison lorsqu'une température ambiante externe excède un niveau défini et à fermer le même orifice lorsque la température ambiante externe n'est pas supérieure au niveau défini, le transfert du couple de rotation à partir du corps d'arbre tournant vers le boîtier fermé du côté entraîné étant commandé par l'augmentation et la diminution d'une surface de contact efficace de l'huile sur le disque d'entraînement et un intervalle de transfert de couple, les caractéristiques de ce dispositif résidant en ce qu'une paroi latérale d'une chambre formant réservoir d'huile tampon, qui est formée en réalisant le disque d'entraînement avec une partie interne creuse, comporte au moins un orifice de communication communiquant avec l'intervalle de transfert de couple, un mécanisme dans lequel l'huile de la chambre formant réservoir d'huile est introduite à partir de l'orifice de régulation de débit de sortie de la cloison directement dans la partie intérieure de la chambre formant réservoir d'huile tampon, l'orifice de communication étant disposé à un emplacement satisfaisant les conditions suivantes:
0,05L < d < 0,4L où L = Rout - Rin ; d représente une distance entre un emplacement diamétral interne de l'intervalle de transfert de couple et un axe de l'orifice de communication ; Rout, un rayon d'une circonférence externe du disque d'entraînement ; et Rin, un rayon d'un emplacement diamétral interne de

l'intervalle de transfert de couple.

Plus précisément, la présente invention a pour caractéristique de former l'orifice de communication sur la paroi latérale de la chambre formant réservoir d'huile tampon du disque d'entraînement dans la partie de l'unité de transfert de couple qui est la plus proche de sa circonférence interne. La raison en est que, lorsque les orifices de communication sont formés dans la partie de l'unité de transfert de couple qui est plus proche de sa circonférence interne, la distance sur laquelle l'huile sortant par l'orifice de communication s'écoule vers le passage de circulation communiquant avec la chambre formant réservoir d'huile devient longue, permettant la production d'un couple correspondant à une quantité appropriée d'huile délivrée à partir de la chambre formant réservoir d'huile.

En outre, les raisons pour lesquelles l'orifice de communication est placé à l'emplacement satisfaisant les conditions mentionnées précédemment sont les suivantes.

A savoir, une distance d entre un emplacement sur une partie circonférentielle interne de l'intervalle de transfert de couple et l'axe d'un orifice de communication est définie à une valeur dans la plage de 0,05L à 0,4L pour les raisons suivantes. Lorsque cette distance est inférieure à 0,05L, l'huile s'écoulant vers l'intervalle de transfert de couple s'écoule nécessairement dans un espace du côté interne de cet intervalle, et il existe le risque que l'huile collectée dans cet espace détériore les caractéristiques de traînée. D'autre part, lorsque la distance d dépasse 0,4L, le fonctionnement est placé dans un état TOUT OU RIEN dans une zone à vitesse de rotation d'entrée élevée, provoquant la détérioration des caractéristique linéaires. Au vu de ces faits, une plage de 0,1 L à 0,3L est particulièrement préférable. A savoir, lorsque la distance mentionnée est à une valeur comprise dans cette plage, l'huile s'écoule vers l'intervalle de transfert de couple de manière stable et les caractéristiques linéaires sont obtenues sur la totalité de la zone de rotation d'entrée.

montrant une construction élémentaire d'une partie principale du dispositif de couplage de ventilateur thermosensible selon la présente invention.

La figure 2 est une vue en élévation de côté en coupe longitudinale montrant un autre mode de réalisation du dispositif de couplage de ventilateur thermosensible selon la présente invention.

La figure 3 est une vue en élévation de côté en coupe longitudinale montrant une partie principale d'un exemple d'un dispositif général de couplage de ventilateur de technique connexe.

La figure 4 est une vue en élévation de côté en coupe longitudinale montrant une partie principale d'un exemple d'un dispositif de couplage de ventilateur de technique connexe comportant un disque d'entraînement d'une structure creuse.

La figure 5 est une vue en élévation de côté en coupe longitudinale montrant une partie principale d'un autre exemple du dispositif de couplage de ventilateur de technique connexe comportant un disque d'entraînement d'une structure creuse.

La figure 6 est graphe montrant les caractéristiques de sensibilité à la température d'un dispositif de couplage de ventilateur du type TOUT OU RIEN.

La figure 7 est graphe montrant les caractéristiques de sensibilité à la température d'un dispositif de couplage de ventilateur du type linéaire.

La figure 1 est une vue en élévation de côté en coupe longitudinale montrant une construction élémentaire d'une partie principale du dispositif de couplage de ventilateur thermosensible selon la présente invention, et la figure 2 est une vue en élévation de côté en coupe longitudinale montrant une partie principale d'un autre mode de réalisation du dispositif de couplage de ventilateur thermosensible selon la présente invention.

Selon la présente invention, dans la construction de base est telle que montrée à la figure 1, l'intérieur du boîtier étanche 1 est divisé par la cloison 4 en la chambre de transfert de couple 2 et la chambre formant réservoir d'huile 3. La chambre de transfert de couple 2 comporte à l'intérieur le disque d'entraînement 5 qui comprend la chambre formant réservoir d'huile tampon 5-

1 formée en réalisant une partie interne du disque creuse, et un orifice de communication 5-2 formé dans une paroi latérale du disque et communiquant avec la chambre de transfert de couple 2. Le disque d'entraînement 5 est monté de manière à pouvoir tourner par l'intermédiaire d'un palier 7 sur le corps d'arbre tournant 6, qui est entraîné en rotation par un couple d'entraînement d'une unité d'entraînement (non montrée), d'une telle manière que l'intervalle de transfert de couple 2-1 est formé entre le disque d'entraînement 5 et la surface circonférentielle interne de la chambre de transfert de couple 2. Selon la présente invention, un orifice de communication 5-2 est formé à l'emplacement (plus proche de la circonférence interne de l'intervalle de transfert de couple 2-1) qui satisfait les conditions mentionnés précédemment, c'est à dire, 0,05L < d < 0,04L.

Ce mode de réalisation est formé en constituant aussi à l'intérieur un mécanisme destiné à introduire l'huile dans la chambre formant réservoir d'huile 3 à partir de l'orifice de régulation de débit de sortie 4-1 formé dans la cloison 4 vers la chambre formant réservoir d'huile tampon 5-1 du disque d'entraînement 5 directement par l'élément formant clapet 8 qui est commandé par un bilame et une bobine électromagnétique externe en fonction de la variation de la température ambiante externe, l'huile dans la chambre formant réservoir d'huile tampon 5-1 étant délivrée à partir de l'orifice de communication 5-2 à la chambre de transfert de couple 2, l'huile de celle-ci étant renvoyée à la chambre formant réservoir d'huile 3 à travers le passage de circulation 9. La référence numérique 10 désigne un contre poids et 11 désigne un barrage.

Pendant le fonctionnement du dispositif de couplage de ventilateur de la construction décrite précédemment, l'huile s'écoulant par l'orifice de régulation de débit de sortie 4-1 de la cloison 4 est introduite directement dans la chambre formant réservoir d'huile tampon 5-1 du disque d'entraînement creux 5. L'huile dans cette chambre formant réservoir d'huile 5-1 est introduite progressivement à partir de l'orifice de communication 5-2 dans l'intervalle de transfert de couple 2-1 par une force centrifuge élevée compte tenu de la vitesse de rotation élevée du corps d'arbre tournant 6. Puisque les orifices de

communication 5-2 sont placés plus prés de la circonférence interne de l'intervalle de transfert de couple 2-1, la distance entre ces orifices de communication 5-2 et le passage de circulation 9 communiquant avec la chambre formant réservoir d'huile 3 est importante. Par conséquent, l'huile introduite à partir de l'orifice de communication 5-2 produit un couple correspondant à la quantité appropriée d'huile délivrée à partir de la chambre formant réservoir d'huile.

Plus précisément, dans le cas du dispositif de couplage de ventilateur selon la présente invention, une quantité appropriée d'huile s'écoule à partir de l'orifice de régulation de débit de sortie 4-1 de la cloison 4 compte tenu du contre poids 10, et entre dans la partie de l'intérieur du disque d'entraînement 5 qui est du côté de l'arbre d'entrée tournant à vitesse élevée, une force centrifuge élevée étant ainsi communiquée à l'huile. Par conséquent, l'huile atteint une pression élevée de manière stable, de telle sorte que l'huile dans la chambre formant réservoir d'huile tampon 5-1 s'écoule facilement à partir de l'orifice de communication 5-2 dans l'intervalle de transfert de couple 2-1, l'huile ne résidant pas dans la chambre 5-1 même lorsqu'il n'existe pas d'excès d'huile. En conséquence, lorsque la partie du disque d'entraînement qui est du coté de l'arbre d'entrée est entraînée en rotation à vitesse élevée, l'huile ne réside sensiblement pas dans la chambre formant réservoir d'huile tampon 5-1, de telle sorte qu'un phénomène de traînée ne se produit pas. En outre, puisque la commande de la rotation du ventilateur ne dépend pas de l'huile résidante (excès d'huile), la réactivité du dispositif est amélioré.

Puisque l'orifice de communication 5-2 dans la paroi latérale de la chambre formant réservoir d'huile tampon 5-1 est formé dans la partie de l' intervalle de transfert de couple 2-1 qui est plus proche de sa circonférence interne, l'huile dans la chambre formant réservoir d'huile tampon 5-1 s'écoule de manière stable dans l'intervalle de transfert de couple 2-1 . Par conséquent, les caractéristiques linéaires sont obtenues sans dégrader les performances de traînée. Ceci provoque une forte diminution du bruit du ventilateur.

Les modes de réalisation de l'orifice de communication 5-2 formé sur la paroi latérale de la chambre formant réservoir d'huile tampon 5-1 comprennent

un dispositif dans lequel un orifice de communication 5-2 est formé sur une paroi de transfert de couple d'un côté du disque d'entraînement 5, un dispositif dans lequel des orifices de communication 5-2 sont formés sur des parois de transfert de couple des deux côtés du disque d'entraînement 5 et un dispositif dans lequel l'orifice de communication est réalisé avec une section transversale allongée ou elliptique de manière à augmenter sa surface transversale efficace.

Le dispositif de couplage de ventilateur thermosensible montré à la figure 2 est obtenu en formant l'intervalle de transfert de couple entre le disque d'entraînement 5 et la surface de paroi opposée du boîtier étanche 1 du côté entraîné en une structure à labyrinthe plutôt qu'en utilisant un disque du type plaque plate, et le fonctionnement et les effets de ce dispositif sont identiques à ceux de celui montré à la figure 1.

Comme cela a été décrit précédemment, dans le dispositif de couplage de ventilateur thermosensible selon la présente invention, l'huile sortant par l'orifice de régulation de débit de sortie de la cloison entre dans la partie de l'intérieur de la chambre formant réservoir d'huile tampon du disque d'entraînement qui est du côté de l'arbre d'entrée tournant à vitesse élevée, et une force centrifuge importante est ainsi communiquée à l'huile, de telle sorte que l'huile atteint une pression stable et élevée. Par conséquent, même lorsqu'il n'existe pas d'excès d'huile, l'huile sur le disque d'entraînement s'écoule facilement dans l'intervalle de transfert de couple en fonction de la rotation à vitesse élevée du disque d'entraînement, l'huile ne résidant pas sur le même disque. En conséquence, les différents effets favorables suivants sont obtenus. L'huile n'est sensiblement pas présente sur le disque d'entraînement.

Il est empêché un phénomène de rotation guidée au moment du démarrage et de l'accélération du moteur ainsi qu'un retard de fonctionnement. Puisque la commande de la rotation du ventilateur ne dépend pas de l'huile résidante (excès d'huile), la réactivité du dispositif par rapport à une indication de température est améliorée, et la commande stable de la rotation du ventilateur (stabilisation des caractéristiques en température) devient possible. Puisqu'il n'existe sensiblement pas d'excès d'huile et puisque l'orifice de

communication destiné à assurer l'écoulement d'huile à partir de l'intérieur du disque d'entraînement vers l'intervalle de transfert de couple est placé à un emplacement approprié qui est le plus proche de sa circonférence interne, dans la partie de l'unité de transfert de couple, les caractéristiques linéaires peuvent être obtenues dans une plage de vitesses de rotation importante sans dégrader les performances de traînée.

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif de couplage de ventilateur du type à fluide thermosensible comportant un boîtier étanche (1) supporté par un palier (7) sur un corps d'arbre tournant (6) sur une partie d'extrémité avant duquel est monté à demeure un disque d'entraînement, l'intérieur du boîtier étanche étant divisé par une cloison (4), à l'intérieur de laquelle est formé un orifice de régulation de débit de sortie d'huile (4-1), en une chambre formant réservoir d'huile (3) et une chambre de transfert de couple (2) dans laquelle est contenu le disque d'entraînement (5), un passage d'écoulement de circulation (9) étant formé, s'étendant à partir de la chambre de transfert de couple, qui est reliée à un barrage (11) formé sur une partie d'une surface de paroi circonférentielle du boîtier étanche, jusqu'à la chambre formant réservoir d'huile, un élément formant clapet (8) étant intégré, lequel est conçu de manière à ouvrir l'orifice de régulation de débit de sortie de la cloison lorsqu'une température ambiante externe excède un niveau défini et à fermer le même orifice lorsque la température ambiante externe n'est pas supérieure au niveau défini, le transfert du couple de rotation à partir du corps d'arbre tournant vers le boîtier fermé du côté entraîné étant commandé par l'augmentation et la diminution d'une surface de contact efficace de l'huile sur le disque d'entraînement et un intervalle de transfert de couple (2-1), dans lequel une paroi latérale d'une chambre formant réservoir d'huile tampon (5-1), qui est formée en réalisant le disque d'entraînement avec une partie interne creuse, comporte au moins un orifice de communication (5-2) communiquant avec l'intervalle de transfert de couple, un mécanisme dans lequel l'huile de la chambre formant réservoir d'huile est introduite à partir de l'orifice de régulation de débit de sortie de la cloison directement dans la partie intérieure de la chambre formant réservoir d'huile tampon, l'orifice de communication étant disposé à un emplacement satisfaisant les conditions suivantes:

0,05L < d < 0,4L où L = Rout -Rin ; d représente une distance entre un emplacement diamétral

interne de l'intervalle de transfert de couple et un axe de l'orifice de communication ; Rout, un rayon d'une circonférence externe du disque d'entraînement ; et Rin, un rayon d'un emplacement diamétral interne de l'intervalle de transfert de couple.