DE102007042205A1 - Fluid friction clutch, for example for vehicle applications - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsreibungskupplung (1), beispielsweise für Fahrzeuganwendungen, mit einem wälzgelagerten und drehangetriebenen Primärteil (2), einem antreibbaren Sekundärteil (5) sowie mit Mitteln zur Regelung der Drehmomentübertragung vom Primärteil (2) auf das Sekundärteil (5), wobei das Primärteil (2) durch wenigstens eine axialfest und drehfest mit einer Eingangswelle (3) verbundene Antriebsscheibe (4) gebildet ist, wobei das Sekundärteil (5) ein Gehäuse (6, 7) bildet, welches einen mit einem viskosen Fluid gefüllten Arbeitsraum (8) aufweist, in dem die Antriebsscheibe (4) derart drehbar angeordnet ist, dass mittels des Fluids ein Drehmoment vom Primärteil (2) auf das Sekundärteil (5) übertragbar ist, und wobei das Gehäuse (6, 7) des antreibbaren Sekundärteils (5) mittels zumindest eines Wälzlagers (11) auf der Eingangswelle (3) drehbar abgestützt ist. Um die Lebensdauer der Flüssigkeitsreibungskupplung zu erhöhen, ist vorgesehen, dass das Wälzlager (11) ein wenigstens zweireihiges Tandemschrägkugellager (20; 20'; 20''; 26, 26'; 32, 32') ist, wobei das Tandemschrägkugellager wenigstens einen Außenring (22; 28; 34) und wenigstens einen Innenring (21; 27; 33) aufweist, zwischen denen wenigstens zwei Lagerreihen von Lagerkugeln (23, 24; 35, 36) in Laufbahnen unterschiedlichen Durchmessers geführt sind.The invention relates to a fluid friction clutch (1), for example, for vehicle applications, with a roller bearing and rotationally driven primary part (2), a drivable secondary part (5) and means for controlling the torque transmission from the primary part (2) to the secondary part (5) Primary part (2) by at least one axially fixed and non-rotatably connected to an input shaft (3) drive pulley (4) is formed, wherein the secondary part (5) forms a housing (6, 7), which is filled with a viscous fluid working space (8) in which the drive disc (4) is rotatably arranged such that by means of the fluid torque from the primary part (2) on the secondary part (5) is transferable, and wherein the housing (6, 7) of the drivable secondary part (5) by means of at least one rolling bearing (11) is rotatably supported on the input shaft (3). In order to increase the service life of the fluid friction clutch, it is provided that the rolling bearing (11) is an at least two-row tandem angular contact ball bearing (20, 20 ', 20 ", 26, 26', 32, 32 '), whereby the tandem angular contact ball bearing has at least one outer race (20). 22, 28, 34) and at least one inner ring (21, 27, 33), between which at least two rows of bearing balls (23, 24, 35, 36) are guided in raceways of different diameters.
Description
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkeitsreibungskupplung, beispielsweise für Fahrzeuganwendungen, mit einem wälzgelagerten und drehangetriebenen Primärteil, einem antreibbaren Sekundärteil sowie mit Mitteln zur Regelung der Drehmomentübertragung vom Primärteil auf das Sekundärteil, wobei das Primärteil durch wenigstens eine axialfest und drehfest mit einer Eingangswelle verbundene Antriebsscheibe gebildet ist, wobei das Sekundärteil ein Gehäuse bildet, welches einen mit einem viskosen Fluid gefüllten Arbeitsraum aufweist, in dem die Antriebsscheibe derart drehbar angeordnet ist, dass mittels des Fluids ein Drehmoment vom Primärteil auf das Sekundärteil übertragbar ist, und wobei das Gehäuse des antreibbaren Sekundärteils mittels zumindest eines Wälzlagers auf der Eingangswelle drehbar abgestützt ist.The The invention relates to a fluid friction clutch, for example, for vehicle applications, with a roller bearing and rotary-driven primary part, a drivable secondary part and with means for regulating the torque transmission from the primary part to the secondary part, wherein the Primary part by at least one axially fixed and rotationally fixed Drive disk connected to an input shaft is formed, wherein the secondary part forms a housing which a filled with a viscous fluid working space, in the drive disc is rotatably arranged such that means of the fluid torque from the primary part to the secondary part transferable is, and wherein the housing of the drivable secondary part by means of at least one rolling bearing on the input shaft rotatable is supported.
Hintergrund der ErfindungBackground of the invention
Flüssigkeitsreibungskupplungen
der gattungsgemäßen Art, in der Fachwelt auch
als Visco®-Kupplungen bezeichnet,
sind seit geraumer Zeit in den vielfältigsten Ausführungsformen
bekannt. So ist aus der
Aus
der
Aus
der
In
der
Die bekannten technischen Lösungen zur Wälzlagerung des drehbaren Teils einer Flüssigkeitsreibungskupplung nutzen demnach ein- oder mehrreihige Rillenkugellager, Zylinderrollenlager oder auch Nadellager. Bei deren Nutzung treten nicht selten Lagerlebensdauerprobleme auf, die aus vergleichsweise hohen Restunwuchten und großen drehenden Massen sowie Verkippungen in der Flüssigkeitsreibungskupplung resultieren. Des Weiteren sind zusätzliche hohe radiale und axiale Beschleunigungen aus den nicht zu vermeidenden Ungleichförmigkeiten des Antriebsmotors zu verzeichnen, welche die Lagerlebensdauer ebenfalls nachteilig beeinflussen bzw. reduzieren. Weiter führt ein steigender Kühlbedarf von leistungsgesteigerten Brennkraftmaschinen in Fahrzeugen zu höheren Riemenzugkräften an der Antriebsscheibe einer riemengetriebenen Flüssigkeitsreibungskupplung, die über die Lager aufzunehmen sind und sich zusätzlich nachteilig auf die Lagerlebensdauer auswirken.The known technical solutions for rolling bearings the rotatable part of a fluid friction clutch use therefore single or multi-row deep groove ball bearings, cylindrical roller bearings or needle roller bearings. When used, bearing life problems often occur On, the comparatively high residual imbalances and large rotating masses and tilting in the fluid friction clutch result. Furthermore, additional high radial and axial accelerations from the unavoidable irregularities of the drive motor, which also increases the bearing life adversely affect or reduce. Further introduces increasing cooling demand of uprated internal combustion engines in vehicles to higher belt tensile forces at the Drive pulley of a belt-driven fluid friction clutch, which are about to include the bearings and in addition adversely affect bearing life.
Um diesem Problem zu begegnen, werden derzeit zur Steigerung der Lagerlebensdauer zwei Lösungsansätze favorisiert. Zum einen eine verstärkte Lage rung mit einem zweireihigen Schrägkugellager und zum anderen der Einsatz von Kegelrollenlagern in O-Anordnung mit der Problematik steigender Herstellungskosten sowie erhöhter Reibmomente der Lager, welche mit einer erhöhten Verlustleistung, erhöhtem Kraftstoffverbrauch und vergrößertem Bauraum einhergehen.To address this problem, two approaches are currently favored to increase bearing life. On the one hand, a reinforced position with a double-row oblique ball ger and on the other the use of tapered roller bearings in O arrangement with the problem of rising production costs and increased friction torques of the bearing, which are associated with increased power dissipation, increased fuel consumption and increased installation space.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkeitsreibungskupplung zu schaffen, welche die geschilderten Nachteile beseitigt. Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkeitsreibungskupplung, beispielsweise für Fahrzeuganwendungen, zu schaffen, die im Hinblick auf herkömmliche Lösungsansätze eine erhöhte Lagerlebensdauer bei gleichem oder sogar verringertem Bauraum gewährleistet.Of the Invention is based on the object, a fluid friction clutch to create, which eliminates the disadvantages described. Especially The invention is based on the object, a fluid friction clutch, For example, for vehicle applications, to create the with regard to conventional solutions an increased bearing life at the same or even reduced Construction space guaranteed.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die gestellte Aufgabe auf überraschend einfache Art und Weise dadurch lösen lässt, dass die Wälzlagerung des antreibbaren Sekundärteils ein wenigstens zweireihiges Tandemschrägkugellager ist.Of the Invention is based on the finding that the asked Task in a surprisingly simple way thereby can solve that the rolling bearing of the drivable secondary part of at least two rows Tandem angular contact ball bearing is.
Die Erfindung geht daher aus von einer Flüssigkeitsreibungskupplung, beispielsweise für Fahrzeuganwendungen, mit einem wälzgelagerten und drehangetriebenen Primärteil, einem antreibbaren Sekundärteil sowie mit Mitteln zur Regelung der Drehmomentübertragung vom Primärteil auf das Sekundärteil, wobei das Primärteil durch wenigstens eine axialfest und drehfest mit einer Eingangswelle verbundene Antriebsscheibe gebildet ist, wobei das Sekundärteil ein Gehäuse bildet, welches einen mit einem viskosen Fluid gefüllten Arbeitsraum aufweist, in dem die Antriebsscheibe derart drehbar angeordnet ist, dass mittels des Fluids ein Drehmoment vom Primärteil auf das Sekundärteil übertragbar ist, und wobei das Gehäuse des antreibbaren Sekundärteils mittels zumindest eines Wälzlagers auf der Eingangswelle drehbar abgestützt ist. Zu dem ist vorgesehen, dass das Wälzlager als ein wenigstens zweireihiges Tandemschrägkugellager ausgebildet ist, wobei das Tandemschrägkugellager wenigstens einen Außenring und wenigstens einen Innenring aufweist, zwischen denen wenigstens zwei Lagerreihen von Lagerkugeln in Laufbahnen unterschiedlichen Durchmessers geführt sind.The Invention is therefore based on a fluid friction clutch, for example, for vehicle applications, with a roller bearing and rotary-driven primary part, a drivable secondary part and with means for regulating the torque transmission from the primary part to the secondary part, wherein the Primary part by at least one axially fixed and rotationally fixed Drive disk connected to an input shaft is formed, wherein the secondary part forms a housing which a filled with a viscous fluid working space, in the drive disc is rotatably arranged such that means of the fluid torque from the primary part to the secondary part transferable is, and wherein the housing of the drivable secondary part by means of at least one rolling bearing on the input shaft rotatable is supported. To that it is provided that the rolling bearing as an at least two-row tandem angular contact ball bearing is formed, wherein the tandem angular contact ball bearing at least an outer ring and at least one inner ring, between which at least two rows of bearing balls in raceways of different diameters are performed.
Durch diesen Aufbau wird vorteilhaft erreicht, dass das wenigstens zweireihige, vorzugsweise vierreihige Tandemschrägkugellager durch eine Bauraumoptimierung Möglichkeiten zur Integration von Radialwellendichtungen in das Lager, und vor allem die Möglichkeiten zur Schaffung eines Fettreservoirs zur Sicherstellung der Schmierung über die Fahrzeuglebensdauer hinaus schafft bzw. durch dieses geschaffen wird.By this structure is advantageously achieved that the at least two-row, preferably four-row tandem angular contact ball bearings by a Space optimization Possibilities for the integration of radial shaft seals into the warehouse, and above all, the opportunities for creation a grease reservoir to ensure lubrication over the vehicle life creates or created by this becomes.
Zwar
sind Tandemschrägkugellager an sich bekannt, beispielsweise
durch die
Außerdem kann vorgesehen sein, dass das Tandemschrägkugellager ein vierreihiges Tandemschrägkugellager in O-Anordnung oder X-Anordnung ist.Furthermore can be provided that the tandem angular contact ball bearings four-row tandem angular contact ball bearing in O arrangement or X arrangement is.
In anderen praktischen Weiterbildungen kann vorgesehen sein, dass das Tandemschrägkugellager einen einstückigen Außenring und einen einstückigen Innenring aufweist.In other practical developments may be provided that the Tandem angular contact ball bearing a one-piece outer ring and having a one-piece inner ring.
Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Wälzlager durch ein vierreihiges Tandemschrägkugellager in O-Anordnung oder X-Anordnung gebildet ist, welches aus zwei aneinander liegenden zweireihigen Tandemschrägkugellagern besteht.A Another embodiment of the invention provides that the rolling bearing through a four-row tandem angular contact ball bearing in O arrangement or X-arrangement is formed, which consists of two adjacent double-row tandem angular contact ball bearings.
Ebenso liegt es im Rahmen der Erfindung vorzusehen, dass die Lagerkugeln wenigstens einer axial innen liegenden Kugelreihe des Tandemschrägkugellagers einen geringeren Durchmesser aufweisen als die Lagerkugeln wenigstens einer axial außen liegenden Kugelreihe.As well It is within the scope of the invention to provide that the bearing balls at least one axially inner row of balls of the tandem angular contact ball bearing a smaller diameter than the bearing balls at least an axially outer row of balls.
In einer dazu alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lagerkugeln wenigstens einer axial innen liegenden Kugelreihe des Tandemschrägkugellagers den gleichen Durchmesser aufweisen wie die Lagerkugeln wenigstens einer axial außen liegenden Kugelreihe.In an alternative embodiment of the invention is provided, that the bearing balls at least one axially inner row of balls of the tandem angular contact ball bearing have the same diameter like the bearing balls at least one axially outer Ball row.
Ferner kann die Flüssigkeitsreibungskupplung als eine elektromagnetisch ansteuerbare Kupplung ausgebildet sein, deren zu übertragendes Drehmoment mittels eines elektromagnetisch betätigbaren Ventilhebels stufenlos über die Menge des im Arbeitsraum befindlichen viskosen Fluids regelbar ist.Further Can the fluid friction clutch as an electromagnetic be formed controllable coupling, whose to be transmitted Torque by means of an electromagnetically actuated Valve lever stepless over the amount of working space located viscous fluid is adjustable.
Gemäß einer anderen Variante ist vorgesehen, dass die Flüssigkeitsreibungskupplung als eine temperaturabhängige selbstregelnde Kupplung ausgebildet ist, deren zu übertragendes Drehmoment durch ein Bimetall-Bauteil, welches über einen Schaltstift mit einem Ventilhebel wirkverbunden ist, stufenlos über die Menge des im Arbeitsraum befindlichen viskosen Fluids regelbar ist.According to another variant, it is provided that the fluid friction clutch is designed as a temperature-dependent self-regulating clutch whose torque to be transmitted by a bimetal component, which is operatively connected via a switching pin with a valve lever, is infinitely adjustable over the amount of viscous fluid in the working space.
Wie die Erfindung schließlich vorsieht, kann eine solcherart mit wenigstens einem Tandemschrägkugellager ausgebildete Flüssigkeitsreibungskupplung vorteilhaft als gesteuerter Antrieb für ein Nebenaggregat eines Fahrzeugs, wie eines Lüfters, einer Pumpe oder eines Kompressors, Verwendung finden.As Finally, the invention provides such a way formed with at least one tandem angular contact ball bearing Fluid friction clutch advantageous as a controlled Drive for an accessory of a vehicle, such as a Fan, a pump or a compressor, use find.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Darin zeigtThe Invention will become more apparent in the following with reference to the accompanying drawings explained. It shows
Detaillierte Beschreibung der ZeichnungDetailed description the drawing
Das
in
Die
Antriebsscheibe
Im
vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Flüssigkeitsreibungskupplung
Die
Funktionsweise dieser Flüssigkeitsreibungskupplung
Das
Ventil ist vorliegend über einen Ventilhebel
Wie
bereits zuvor beschrieben ist das Gehäuse
Das
in
Im
Rahmen von Untersuchungen hat sich im Hinblick auf eine erhöhte
Standzeit der erfindungsgemäß eingesetzten Wälzlagerung
In
Eine
derartige Ausgestaltung eines aus zwei einzelnen zweireihigen Tandemschrägkugellagern
In
Im
Gegensatz zu den Tandemschrägkugellagern
In
Ebenfalls
im Rahmen der Erfindung liegt eine Ausgestaltung, bei welcher anstelle
der zuvor beschriebenen vierreihigen Tandemschrägkugellager
Die vorstehenden Ausführungsbeispiele stellen im Wesentlichen auf Flüssigkeitsreibungskupplungen zum gesteuerten Antrieb eines Lüfters für eine Brennkraftmaschine ab. Möglich ist es jedoch auch und demgemäß durch die Erfindung mit erfasst, die erfindungsgemäß ausgebildeten Flüssigkeitsreibungskupplungen als Antriebe für jegliche anderen geeigneten Nebenaggregate eines Fahrzeugs, wie beispielsweise Pumpen oder Kompressoren, in Anwendung zu bringen.The The foregoing embodiments essentially provide to fluid friction clutches for controlled drive of a fan for an internal combustion engine. However, it is also possible and accordingly by embraces the invention, the inventively designed Fluid friction clutches as drives for any other suitable accessories of a vehicle, such as Pumps or compressors to apply.
- 11
- FlüssigkeitsreibungskupplungFluid friction clutch
- 22
- Primärteilprimary part
- 33
- Eingangswelleinput shaft
- 44
- Antriebsscheibesheave
- 55
- Sekundärteilsecondary part
- 66
- Erstes Gehäuseteilfirst housing part
- 77
- Zweites Gehäuseteilsecond housing part
- 88th
- Arbeitsraumworking space
- 99
- Ripperib
- 1010
- Ripperib
- 1111
- Wälzlagerungroller bearing
- 1212
- Wellenstumpfstub shaft
- 1313
- Wellenflanschshaft flange
- 1414
- Flügelwing
- 1515
- Trennwandpartition wall
- 1616
- Vorratsraumpantry
- 1717
- Ventilhebelvalve lever
- 1818
- Elektromagnetelectromagnet
- 1919
- Wälzlagerungroller bearing
- 2020
- TandemschrägkugellagerTandem angular contact ball bearings
- 2121
- Innenringinner ring
- 2222
- Außenringouter ring
- 2323
- Axial äußere LagerkugelnAxial outer bearing balls
- 2424
- Axial innere Lagerkugelnaxial inner bearing balls
- 2525
- Dichtungpoetry
- 2626
- TandemschrägkugellagerTandem angular contact ball bearings
- 26'26 '
- TandemschrägkugellagerTandem angular contact ball bearings
- 2727
- Innenringinner ring
- 2828
- Außenringouter ring
- 2929
- Dichtungpoetry
- 3030
- Stirnseitefront
- 3131
- Stirnseitefront
- 3232
- TandemschrägkugellagerTandem angular contact ball bearings
- 32'32 '
- TandemschrägkugellagerTandem angular contact ball bearings
- 3333
- Innenringinner ring
- 3434
- Außenringouter ring
- 3535
- Axial äußere LagerkugelAxial outer bearing ball
- 3636
- Axial innere Lagerkugelaxial inner bearing ball
- 3737
- Dichtungpoetry
- 3838
- Stirnseitefront
- 3939
- Stirnseitefront
- 4040
- Stirnseitefront
- 4141
- Stirnseitefront
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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