DE102013222261A1 - Viscose coupling for a drive train of a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Viskosekupplung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, bei welcher auf einem tellerförmigen Trägerelement (2) eine Vielzahl von Kühlrippen (3) ausgebildet ist, die sich von einer Mitte des Trägerelementes (2) strahlenförmig nach außen erstrecken. Bei einer Viskosekupplung, bei welcher die Kühlleistung trotz begrenzten Bauraumes wesentlich erhöht ist, sind die Kühlrippen (3) in der Erstreckungsrichtung wellenförmig ausgebildet.The invention relates to a viscous coupling for a drive train of a motor vehicle, in which on a plate-shaped carrier element (2) a plurality of cooling fins (3) is formed, which extend from a center of the carrier element (2) radially outwardly. In a viscous coupling in which the cooling capacity is substantially increased despite limited space, the cooling fins (3) are formed wave-shaped in the extension direction.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft eine Viskosekupplung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a viscous coupling for a drive train of a motor vehicle according to the preamble of claim 1.

Stand der TechnikState of the art

Eine Viskosekupplung wird im Antriebsstrang von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Diese überträgt in ihrem Inneren eine Drehbewegung über eine kreisförmige Scheibe, die auch als Lamelle bezeichnet wird, an der Eingangsseite an ein Fluid, welches wiederum eine weitere kreisförmige Scheibe an der Ausgangsseite antreibt. Dadurch wird ein Drehmoment übertragen und ein Drehzahlausgleich ermöglicht. Je größer die Differenzgeschwindigkeit zwischen der Eingangsscheibe und der Ausgangsscheibe ist, umso größer wird das Drehmoment, welches die Viskosekupplung übertragen kann. Gleichzeitig wird aber auch die Temperatur im Arbeitsraum der Viskosekupplung erhöht, in welchem ein Öl, vorzugsweise ein Silikonöl, angeordnet ist, das durch diese Temperaturerhöhung erhitzt wird.A viscous coupling is used in the drive train of motor vehicles. This transmits in its interior a rotary motion via a circular disc, which is also referred to as a lamella, on the input side to a fluid, which in turn drives a further circular disc on the output side. As a result, a torque is transmitted and enables a speed compensation. The greater the differential speed between the input disk and the output disk, the greater the torque that the viscous coupling can transmit. At the same time, however, the temperature in the working chamber of the viscous coupling is increased, in which an oil, preferably a silicone oil, is arranged, which is heated by this temperature increase.

Aus der US 6,006,703 A ist ein Kühllüfter für einen luftgekühlten Motor bekannt, welcher Kühlrippen besitzt, die eine Krümmung aufweisen. Diese Krümmung dient als Luftführung.From the US 6,006,703 A For example, a cooling fan for an air-cooled engine is known which has cooling fins which have a curvature. This curvature serves as an air guide.

In der US 2001/0052410 A1 ist eine Kühlrippe offenbart, die noppenförmige Bereiche aufweist, welche zu einer Erhöhung der Turbulenz führt. Der Nachteil von solchen Noppen liegt in der Verringerung der durchströmten Querschnittsfläche, was eine negative Auswirkung auf den Massenstrom durch die Kühlrippen hat.In the US 2001/0052410 A1 discloses a cooling fin which has knob-shaped areas, which leads to an increase in turbulence. The disadvantage of such nubs lies in the reduction of the cross-sectional area through which has a negative effect on the mass flow through the cooling fins.

Die DE 2 503 489 A1 zeigt eine Kühlrippenanordnung für Luftkühlung, welche bei einem Zylinderkopf eines Kraftfahrzeuges zum Einsatz kommt. Die Form und Lage der Kühlrippen ist dabei so gestaltet, dass sich am Rippengrund eine wirkungsvolle Kühlung ergibt. Dabei weisen die Rippen in Strömungsrichtung hintereinander liegende Knickfalten auf, die ein ständiges Abreißen der Strömung und somit eine starke Wirbelbildung hervorrufen.The DE 2 503 489 A1 shows a cooling fin arrangement for air cooling, which is used in a cylinder head of a motor vehicle. The shape and position of the cooling fins is designed so that there is effective cooling at the bottom of the rib. In this case, the ribs in the flow direction one behind the other lying creases, which cause a constant tearing of the flow and thus a strong vortex formation.

Weiterhin ist es bekannt, zur Abkühlung der Temperatur im Arbeitsraum 6 der Viskosekupplung an dem tellerförmigen Trägerelement Kühlrippen 3 anzuordnen, die gemäß 4 gerade und radial ausgebildet sind. Die in der Viskosekupplung erzeugte Wärme im Arbeitsraum 6 wird durch das Material der Viskosekupplung, welche vorzugsweise aus Aluminium besteht, zur Rippenoberfläche geleitet und über Konvektion an der Luft übertragen, wie es aus 5 hervorgeht.Furthermore, it is known to cool the temperature in the working space 6 the Viskosekupplung on the plate-shaped support member cooling fins 3 to arrange according to 4 are formed straight and radial. The heat generated in the viscous coupling in the working space 6 is passed through the material of the viscous coupling, which preferably consists of aluminum, to the ribbed surface and transmitted by convection in the air, as it is 5 evident.

Die Wärmeabfuhr, die an die Umgebung übertragen werden kann, ist dabei eine Funktion der Rippendichte und der Rippenhöhe und somit abhängig von einem verfügbaren Bauraum. Somit ist die, für einen bestimmten Bauraum zu übertragende mögliche Wärmeabfuhr begrenzt.The heat dissipation, which can be transmitted to the environment, is a function of the rib density and the rib height and thus dependent on an available space. Thus, the, for a certain space to be transferred possible heat dissipation is limited.

Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, VorteilePresentation of the invention, object, solution, advantages

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einer Viskosekupplung zu schaffen, die bei gleichem Bauraum eine höhere Wärmeübertragung und somit eine Verbesserung der Kühlleistung der Viskosekupplung ermöglicht.It is the object of the invention to provide a viscous coupling which allows a higher heat transfer and thus an improvement in the cooling performance of the viscous coupling with the same space.

Dies wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.This is achieved with the features of claim 1.

Ein Ausführungsbeispiel betrifft eine Viskosekupplung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, bei welcher auf einem tellerförmigen Trägerelement eine Vielzahl von Kühlrippen ausgebildet ist, die sich von einer Mitte des tellerförmigen Trägerelementes strahlenförmig nach außen erstrecken, wobei die Kühlrippen in der Erstreckungsrichtung wellenförmig ausgebildet sind. Dies hat den Vorteil, dass bei gleichem Bauraum die Wärmeübergangsfläche und die Wärmeübergangskoeffizienten der Kühlrippen erhöht werden, so dass mehr Wärme aus der Viskosekupplung entfernt und somit die Kühlleistung der Viskosekupplung erhöht werden kann.One embodiment relates to a viscous coupling for a drive train of a motor vehicle, in which on a plate-shaped support member, a plurality of cooling fins is formed, which extend from a center of the plate-shaped support member radially outward, wherein the cooling fins are formed wave-shaped in the extension direction. This has the advantage that with the same space, the heat transfer surface and the heat transfer coefficients of the cooling fins are increased, so that more heat can be removed from the viscous coupling and thus the cooling performance of the viscous coupling can be increased.

Vorteilhafterweise ist eine Kühlleistung der Kühlrippen in Abhängigkeit einer Tiefe und/oder einer Länge und/oder einer Anzahl der pro Kühlrippe entlang deren Erstreckungsrichtung ausgebildeten Wellungen bestimmt. Durch die Wellenform wird die Wärmeübergangsfläche erhöht. Außerdem erzeugen die Wellen Turbulenzen in der Strömung, was zu einer Erhöhung der Wärmeübergangskoeffizienten führt. Tiefe, Länge und Anzahl der Wellen sind somit sensitive Parameter für die Kühlleistung.Advantageously, a cooling capacity of the cooling ribs is determined as a function of a depth and / or a length and / or a number of corrugations formed per cooling rib along their extension direction. The waveform increases the heat transfer area. In addition, the waves create turbulence in the flow, which leads to an increase in the heat transfer coefficients. Depth, length and number of waves are thus sensitive parameters for the cooling performance.

In einer Ausgestaltung ist eine Wellung am Ende jeder Kühlrippe nahe einem Rand des Trägerkörpers gegen eine angreifende Fluidströmung geführt. Dadurch kann der Wirkungsgrad der Viskosekupplung weiter erhöht werden.In one embodiment, a corrugation at the end of each fin is guided near an edge of the carrier body against an attacking fluid flow. As a result, the efficiency of the viscous coupling can be further increased.

In einer Variante ist das, die Kühlrippen tragende tellerförmige Trägerelement auf einem Lüfter, vorzugsweise einem Axiallüfter, angeordnet, wobei die Wellung am Ende der Kühlrippe gegen eine Drehrichtung des Lüfters geführt ist. Dabei ist die Wellung der Kühlrippen so geführt, dass die Luft am Austritt der Kühlrippe gegen die Lüfterdrehrichtung geführt ist. Somit wird eine Erhöhung des Lüfterwirkungsgrades zuverlässig erreicht.In a variant, the plate-shaped carrier element carrying the cooling ribs is arranged on a fan, preferably an axial fan, wherein the corrugation at the end of the cooling rib is guided against a direction of rotation of the fan. The corrugation of the cooling fins is guided so that the air is guided at the outlet of the cooling fin against the fan rotation direction. Thus, an increase in fan efficiency is reliably achieved.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die nachfolgende Figurenbeschreibung und durch die Unteransprüche beschrieben. Further advantageous embodiments are described by the following description of the figures and by the subclaims.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Nachstehend wird die Erfindung auf der Grundlage zumindest eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail on the basis of at least one embodiment with reference to the drawings. Show it:

1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Viskosekupplung, 1 A first embodiment of a viscous coupling according to the invention,

2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Viskosekupplung, 2 a further embodiment of the viscous coupling according to the invention,

3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Viskosekupplung, 3 a further embodiment of the viscous coupling according to the invention,

4 ein Ausführungsbeispiel der Viskosekupplung nach dem Stand der Technik, 4 An embodiment of the viscous coupling according to the prior art,

5 ein Ausschnitt aus der Viskosekupplung nach dem Stand der Technik gemäß 4. 5 a section of the viscous coupling according to the prior art according to 4 ,

Bevorzugte Ausführung der ErfindungPreferred embodiment of the invention

Die 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Viskosekupplung 1, welche als tellerförmiges Trägerelement 2 ausgebildet ist, auf dessen Oberfläche sich radiale Kühlrippen 3 ausdehnen. Die Kühlrippen 3 erstrecken sich vom Zentrum des Trägerelementes 2 strahlenförmig nach außen. Jede Kühlrippe 3 weist in ihrer Erstreckungsrichtung eine oder mehrere Wellungen 4 auf.The 1 shows a plan view of a viscous coupling 1 , which as a plate-shaped carrier element 2 is formed, on the surface of which radial cooling fins 3 expand. The cooling fins 3 extend from the center of the support element 2 radially outward. Every fin 3 has one or more corrugations in its direction of extent 4 on.

2 zeigt eine perspektivische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Viskosekupplung 1 gemäß 1. Aus dieser ist ersichtlich, dass die Wellungen 4 der Kühlrippen 3 sich über die gesamte Erstreckungsrichtung ausdehnen und die einzelnen Wellungen 4 konstante Abmaße aufweisen. 2 shows a perspective embodiment of the viscous coupling according to the invention 1 according to 1 , From this it can be seen that the corrugations 4 the cooling fins 3 extend over the entire extension direction and the individual corrugations 4 have constant dimensions.

Mittels solcher Wellungen 4 ist es möglich, dass bei gleichem Bauraum die Wärmeübergangsfläche und die Wärmeübergangskoeffizienten der Kühlrippen 3 erhöht werden und somit die Kühlleistung der Viskosekupplung 1 verbessert wird. Damit ist es möglich, dass die Temperatur im Arbeitsraum und somit die Temperatur des im Arbeitsraum angeordneten Silikonöls unter einem kritischen Wert gehalten werden kann.By means of such corrugations 4 it is possible that, with the same space, the heat transfer surface and the heat transfer coefficient of the cooling fins 3 be increased and thus the cooling capacity of the viscous coupling 1 is improved. Thus, it is possible that the temperature in the working space and thus the temperature of the silicone oil arranged in the working space can be kept below a critical value.

In 3 ist eine weitere Ausführungsform der Viskosekupplung 1 dargestellt, welche vorteilhafterweise auf einem Axiallüfter, der nicht weiter dargestellt ist, angeordnet werden kann. Für diesen Anwendungsfall enden die Kühlrippen 3 am äußeren Rand des tellerförmigen Trägerelementes 2 in einer Wellung 5, in der Art, dass die Luft am Austritt der Kühlrippe 3 gegen die Lüfterdrehrichtung (welche durch einen Pfeil P gekennzeichnet ist) geführt wird. Dadurch kann eine Erhöhung des Lüfterwirkungsgrades erreicht werden.In 3 is another embodiment of the viscous coupling 1 represented, which advantageously on an axial fan, which is not shown, can be arranged. For this application, the cooling fins end 3 on the outer edge of the plate-shaped carrier element 2 in a corrugation 5 in the way that the air is at the exit of the cooling fin 3 against the fan rotation direction (which is indicated by an arrow P) is performed. As a result, an increase in the fan efficiency can be achieved.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • DE 2503489 A1 [0005] DE 2503489 A1 [0005]

Claims (4)

Viskosekupplung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, bei welcher auf einem tellerförmigen Trägerelement (2) eine Vielzahl von Kühlrippen (3) ausgebildet ist, die sich von einer Mitte des Trägerelementes (2) strahlenförmig nach außen erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippen (3) in der Erstreckungsrichtung wellenförmig ausgebildet sind.Viscous coupling for a drive train of a motor vehicle, in which on a plate-shaped carrier element ( 2 ) a plurality of cooling fins ( 3 ) is formed, which extends from a center of the carrier element ( 2 ) radiate outwards, characterized in that the cooling fins ( 3 ) are wave-shaped in the direction of extent. Viskosekupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kühlleistung der Kühlrippen (3) in Abhängigkeit einer Tiefe und/oder einer Länge und/oder einer Anzahl der pro Kühlrippe (3) entlang deren Erstreckungsrichtung ausgebildeten Wellungen (4) bestimmt ist.Viscose coupling according to claim 1, characterized in that a cooling capacity of the cooling ribs ( 3 ) as a function of a depth and / or a length and / or a number of per cooling rib ( 3 ) undulations formed along their extension direction ( 4 ) is determined. Viskosekupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wellung (5) am Ende jeder Kühlrippe (3) nahe eines Randes des Trägerkörpers (2) gegen eine angreifende Fluidströmung geführt ist.Viscose coupling according to claim 1 or 2, characterized in that a corrugation ( 5 ) at the end of each fin ( 3 ) near an edge of the carrier body ( 2 ) is guided against an attacking fluid flow. Viskosekupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der, die Kühlrippen (3) tragende Trägerkörper (2) auf einem Lüfter, vorzugsweise einem Axiallüfter, angeordnet ist, wobei die Wellung (5) am Ende der Kühlrippe (3) gegen eine Drehrichtung (P) des Lüfters geführt ist.Viscose coupling according to claim 3, characterized in that the cooling fins ( 3 ) carrying carrier body ( 2 ) is arranged on a fan, preferably an axial fan, wherein the corrugation ( 5 ) at the end of the cooling fin ( 3 ) is guided against a direction of rotation (P) of the fan.
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