DE1450113B2

DE1450113B2 - Flüssigkeitsreibungskupplung

Info

Publication number: DE1450113B2
Application number: DE19641450113
Authority: DE
Inventors: Alex Hazel Park Mich Sutaruk (V St A)
Original assignee: Eaton YaIe & Towne Ine , Cleveland, Ohio(VSt A)
Priority date: 1963-10-14
Filing date: 1964-10-13
Publication date: 1971-01-07
Also published as: GB1029364A; US3263783A; DE1450113A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsreibungskupplung mit temperaturgesteuerter Füllungsregelung, insbesondere zum Antrieb von Kraftfahrzeug-Kühlluftgebläsen, bestehend im wesentlichen aus einem drehbaren Gehäuse, welches eine Arbeitskammer und eine von dieser durch eine Trennwand mit einer Einlaßöffnung für die Arbeitsflüssigkeit abgegrenzte Speicherkammer aufweist, einer innerhalb der Arbeitskammer koaxial angeordneten Kupplungsscheibe, mit sich in Achsrichtung erstreckenden Ringvorsprüngen und -nuten, die mit entsprechenden Ringvorsprüngen und -nuten des Gehäuses zusammenarbeiten, einer Pumpeinrichtung, die Arbeitsfiüssigkeit aus der Arbeitskammer durch mindestens einen Auslaß in die Speicherkammer pumpt und einer thermostatgesteuerten Regeleinrichtung, welche die aus der Speicherkammer durch die radial innerhalb der Ringvorsprünge und -nuten angeordnete Einlaßöffnung in die Arbeitskammer überströmende Flüssigkeitsmenge reguliert.

Soll mit einer derartigen Flüssigkeitsreibungskupplung ein stärkeres Kühlluftgebläse angetrieben werden, wie z. B. das Kühlluftgebläse eines Lastkraftwagens oder eines Omnibusses, so ist es erforderlich, daß die Flüssigkeitsreibungskupplung die Übertragung von größeren Drehmomenten ohne übermäßigen Schlupf zuläßt. Bekannte Flüssigkeitsreibungskupplungen, die diese Forderung erfüllen, weisen relativ großen Durchmesser auf, was jedoch wegen der begrenzten Platzverhältnisse in Kraftfahrzeugen unerwünscht ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das übertragbare Drehmoment bei einer Flüssigkeitsreibungskupplung der genannten Bauart zu steigern, ohne deren Bauabmessungen wesentlich zu verändern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kupplungsscheibe in an sich bekannter Weise an ihren beiden Seiten mit Ringvorsprüngen bzw. -nuten versehen ist und das Gehäuse ebenfalls an zwei der Kupplungsscheibe gegenüberliegenden Flächen entsprechende Ringvorsprünge bzw. -nuten aufweist und daß der Auslaß bzw. die Auslässe radial außerhalb der Ringvorsprünge bzw. -nuten angeordnet ist bzw. sind, derart, daß die Arbeitsflüssigkeit innerhalb der" Arbeitskammer, aus-: gehend von der Einlaßöffnung, radial nach außen zu dem Auslaß bzw. den Auslässen strömt.

Durch diese Ausbildung der Flüssigkeitsreibungskupplung kann das übertragbare Drehmoment auf das Doppelte gesteigert werden, wobei sich die Baugröße der Flüssigkeitsreibungskupplung kaum ändert. Auch die Anzahl der erforderlichen Teile ist nicht größer als bei der eingangs genannten Flüssigkeitsreibungskupplung. Durch die Anordnung der Einlaßöffnungen innerhalb der Ringvorsprünge bzw. -nuten und des Auslasses bzw. der Auslässe außerhalb der Ringvorsprünge bzw. -nuten wird eine gleichmäßige Beaufschlagung der Ringvorsprünge bzw. -nuten zu beiden Seiten der Kupplungsscheibe mit Arbeitsflüssigkeit erreicht. Im Betrieb der Flüssigkeitsreibungskupplung stellt sich nämlich ein ständiger Flüssigkeitsstrom innerhalb der Arbeitskammer von der Einlaßöffnung zum Auslaß ein, wodurch ein gleichmäßiges Zuführen von Arbeitsflüssigkeit zu den Ringvorsprüngen bzw. -nuten gewährleistet ist. Ein gleichmäßiges Zuführen von Arbeitsflüssigkeit zu den Ringvorsprüngen bzw. -nuten ist jedoch Voraussetzung dafür, daß mit der Flüssigkeitsreibungskupplung ein hohes Drehmoment übertragen werden kann. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Flüssigkeitsreibungskupplung mit nur teilweise eingezeichneten Kühlrippen,

F i g. 2 einen Axialschnitt durch die Flüssigkeitsreibungskupplung der F i g. 1 nach der Linie H-II in Fig. 1,

F i g. 3 einen Teil des Axialschnittes von F i g. 2 in vergrößertem Maßstab,

F i g. 4 einen Radialschnitt der Flüssigkeitsreibungskupplung nach der Linie IV-IV in F i g. 2,

F i g. 5 einen Querschnitt nach der Linie V-V in F i g. 4 und

F i g. 6 einen Querschnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5.

Die in den Zeichnungen dargestellte Flüssigkeitsreibungskupplung mit temperaturgesteuerter Füllungsregelung besteht im wesentlichen aus einem drehbaren Gehäuse 12, an dem in bekannter Weise die Flügel 14,15 eines Kraftfahrzeug-Kühlluftgebläses befestigt sind. Das Gehäuse 12 umschließt eine Arbeitskammer 61. und eine von dieser durch eine radiale Trennwand 60 abgegrenzte Speicherkammer 62. Arbeits- und Speicherkammer sind zum Teil mit einer Arbeitsflüssigkeit gefüllt, deren Stand in der Ruhestellung der Flüssigkeitsreibungskupplung in den F i g. 2 und 3 eingezeichnet ist. Innerhalb der Arbeitskammer 61 ist koaxial zum Gehäuse 12 eine Kupplungsscheibe 11 angeordnet, die über eine im Gehäuse 12 gelagerte Welle 16 und über eine nur zum Teil dargestellte Riemenscheibe 17 antreibbar ist.

Die Kupplungsscheibe 11 weist zu beiden Seiten sich in deren Achsrichtung erstreckende Ringvorsprünge 63, 64 und -nuten auf, die mit entsprechenden Ringvorsprüngen 65,66 und -nuten des Gehäuses 12 zusammenarbeiten.

Radial innerhalb der Ringvorsprünge bzw. -nuten ■weist die Trennwand 60 eine Einlaßöffnung 73 auf, durch die Arbeitsflüssigkeit von der Speicherkammer 62 in die Arbeitskammer 61 übertreten kann. Radial außerhalb der Ringvorsprünge bzw. -nuten sind zwei Auslässe 71, 72 angeordnet.

Zweckmäßig ist das Gehäuse 12 in einer Radialebene geteilt und besteht im wesentlichen aus zwei

/, .glockenförmigen Gehäuseteilen, einem hinteren Gehäuseteil oder Gehäusekörper 42 und einem vorderen Gehäuseteil oder Gehäusedeckel 68. Die Ringvorsprünge 66 bzw. -nuten sind dabei im Gehäusekörper 42 und die Ringvorsprünge 65 bzw. -nuten in einem Flanschteil 53 des Gehäusedeckels 68 vorgesehen. Radial innerhalb der Ringvorsprünge 65 bzw. -nuten weist der Gehäusedeckel 68 eine Ausbuchtung 54 auf, welche die Speicherkammer 62 bildet und die durch die in einen Ringfalz 53 a eingesetzte Trennwand 60 abgegrenzt ist." Die Auslässe 71, 72 sind außerhalb der Ringvorsprünge 65 bzw. -nuten in dem Flanschteil 53 des Gehäusedeckels 68 vorgesehen. Der Gehäusedeckel 68 ist mit dem Gehäusekörper 42 durch Schrauben 55 verbunden, wobei ein Dichtring 56 zwischengeschaltet ist, um ein Lecken zu verhindern.

Zur Veränderung des Flüssigkeitsvolumens in der Arbeitskammer 61 und damit zur Veränderung des übertragbaren Drehmoments weist die Flüssmkeits-

Claims

3 4

reibungskupplung eine Pumpeinrichtung auf, die die am Flanschteil 53 des Gehäusedeckels 68 radial

Arbeitsflüssigkeit aus der Arbeitskammer 61 durch außerhalb der Ringvorsprünge 65 bzw. -nuten vor-

die Auslässe 71, 72 in die Speicherkammer 62 pumpt. gesehen sind. Die Stauelemente 90, 91 ragen in die

Durch die innerhalb der Ringvorsprünge bzw. -nuten Arbeitskammer 61, wobei sie derart am Umfang

angeordnete Einlaßöffnung 73, die in der Trennwand 5 angeordnet sind, daß die Kanäle 71 b, 72 b, in Strö-

60 vorgesehen ist und die Speicherkammer 62 mit mungsrichtung gesehen, in Abstand vor den Stauder Arbeitskammer 61 verbindet, kann umgekehrt elementen 90 bzw. 91 in die Arbeitskammer 61 mün-Arbeitsflüssigkeit von der Speicherkammer in die den. Die Strömungsrichtung der Arbeitsflüssigkeit in Arbeitskammer zurückfließen. Während des Betriebs der Arbeitskammer 61 ist dadurch bestimmt, daß der Flüssigkeitsreibungskupplung strömt somit Ar- io sich die Kupplungsscheibe 11 wegen des Schlupfes beitsflüssigkeit innerhalb der Arbeitskammer 61, aus- schneller dreht als das Gehäuse 12. Die Strömungsgehend von der Einlaßöffnung 73, radial nach außen richtung der Arbeitsflüssigkeit in bezug zu den Stauzu den Auslassen 71, 72. Mit der Einlaßöffnung 73 elementen 90, 91 ist somit der absoluten Drehricharbeitet eine thermostatgesteuerte Regeleinrichtung tung der Kupplungsscheibe 11 bzw. des Gehäuses 12 zusammen, welche die von der Speicherkammer62 15 gleichgerichtet. In Fig. 6 ist diese Drehrichtung in die Arbeitskammer 61 überströmende Flüssigkeits- durch einen Pfeil angedeutet.

menge reguliert. Die Stauelemente 90, 91 weisen benachbart der Die Auslässe 71, 72 werden von sich im Gehäuse- Kanäle 71 b, 72 b axiale Flächen 90 α bzw. 91a auf, deckel 68 erstreckenden radialen Kanälen 71 α bzw. vor denen sich Arbeitsflüssigkeit anstaut. Infolge des 72α und axialen Kanälen 71b bzw. 72 b gebildet, 20 Staudrucks kann Arbeitsflüssigkeit von der Arbeitswobei die radialen Kanäle 71 a, 72a mit der Speicher- kammer 61 durch die Auslässe 71, 72 in die Speicherkammer 62 und die axialen Kanäle 71 b, 72 b einer- kammer 62 übertreten.

seits mit den radialen Kanälen 71a bzw. 72a und Infolge der vorangehend beschriebenen Wirkung

andererseits mit der Arbeitskammer 61 in Verbin- der Stauelemente 90, 91 fließt ständig Arbeitsflüßsig-

dung stehen. 25 keit durch die Auslässe 71, 72. Wenn die Einlaßöff-

In der Kupplungsscheibe 11 sind eine Anzahl von nung 73 durch den Arm 85 verdeckt ist, kann keine

Kanälen 74 vorgesehen, die sich axial durch die Arbeitsflüssigkeit in die Arbeitskammer 61 zurück-

Kupplungsscheibe erstrecken und radial außerhalb strömen, so daß das Flüssigkeitsvolumen in der

der Ringvorsprünge bzw. -nuten angeordnet sind. Arbeitskammer 61 abnimmt und der Schlupf der

Diese Kanäle 74 haben die Aufgabe, Arbeitsflüssig- 30 Flüssigkeitsreibungskupplung zunimmt. Ist jedoch

keit auf beiden Seiten der Kupplungsscheibe zu ver- die Einlaßöffnung 73 freigegeben, so kann durch

teilen, wenn Arbeitsflüssigkeit in die Arbeitskammer diese mehr Arbeitsflüssigkeit von der Spsicherkam-

61 einströmt bzw. aus dieser ausströmt. Quer zu den mer 61 zurückströmen als umgekehrt Arbeitsflüssig-Ringvorsprüngen 63. 64 ist eine Anzahl sich radial keit durch die Auslässe 71, 72 von der Arbeitskamerstreckender V-förmiger Nuten 78, 79 vorgesehen, 35 mer in die Speicherkammer eintreten kann. Infolgedie von ausreichender Tiefe sind, so daß sie sich dessen erhöht sich das Flüssigkeitsvolumen in der unterhalb der Ringvorsprünge 63, 64 erstrecken und Arbeitskammer 61 und verringert sich der Schlupf eine Flüssigkeitsströmung radial in den Bereich der der Flüssigkeitsreibungskupplung. Zwischen den bei-Ringvorsprünge 63, 64 erleichtern, den beschriebenen extremen Stellungen 85α, 85ύ

Die thermostatgesteuerte Regeleinrichtung besteht 40 kann der Arm 85 jede von der Temperatur abhänim gezeigten Ausführungsbeispiel im wesentlichen gige Zwischenstellung einnehmen, in der die Einlaßaus einer Bimetallspirale 80, die vor dem Gehäuse- öffnung 73 mehr oder weniger abgedeckt ist und deckel 68 angeordnet ist und von diesem getragen wonach sich das Flüssigkeitsvolumen in der Arbeitswird. Das äußere Ende der Bimetallspirale 80 ist in kammer 61 bzw. der Schlupf der Flüssigkeitsreieiner am Gehäusedeckel 68 vorgesehenen Halterung 45 bungskupplung bestimmt.

81 gehalten, während das innere Ende der Bimetall- Da die erfindungsgemäße Flüssigkeitsreibungs-

spirale 80 in einen Schlitz eines Wellenstummels 83 kupplung bei kleiner Baugröße die Übertragung

ragt, der sich durch den Gehäusedeckel 68 in die großer Drehmomente erlaubt, ist auf die Abführung

Speicherkammer62 erstreckt und koaxial zur Welle der Schlupfwärme besondere Sorgfalt -zu legen.

16 gelagert ist. Das in die Speicherkammer 62 50 Hierzu sind im Bereich der Ringvorsprünge bzw.

ragende Ende des Wellenstummels 83 trägt einen -nuten sowohl am Gehäusekörper 42 als auch am

Arm 85, der in radialer Richtung bis über die Ein- Gehäusedeckel 68 radiale Kühlrippen 67 bzw. 69

laßöffnung 73 reicht und sich bei Temperaturver- vorgesehen, welch letztere in Fig. 1 nur teilweise

änderungen zwischen einer strichpunktiert gezeich- eingezeichnet sind,

neten Stellung 85a, in welcher er die Einlaßöffnung 55
73 verdeckt, und einer gestrichelt gezeichneten Stel-

lung JSi, in welcher er die Einlaßöffnung 73 frei- Patentansprüche:

gibt, bewegen kann (F 1 g. 4). ^r

Bei einem Temperaturanstieg dehnt sich die Bimetallspirale 80 aus und verdreht den Arm 85 in 60 1. Flüssigkeitsreibungskupplung mit tempeseine Stellung 85 b, in welcher er die Einlaßöffnung raturgesteuerter Füllungsregelung, insbesondere 73 in der Trennwand 60 freigibt. Bei absinkender zum Antrieb von Kraftfahrzeug-Kühlluftgebläsen, Temperatur zieht sich die Bimetallspirale 80 zusam- bestehend im wesentlichen aus einem drehbaren men, so daß sich der Arm 85 in seine Stellung 85a Gehäuse, welches eine Arbeitskammer und eine bewegt, in der er die Einlaßöffnung 73 verdeckt. Die 65 _VOn dieser durch eine Trennwand mit einer Ein-Flüssigkeitsströmung aus der Arbeitskammer 61 in laßöffnung für die Arbeitsflüssigkeit abgegrenzte die Speicherkammer 62 durch die Auslässe 71, 72 Speicherkammer aufweist, eine innerhalb der wird durch zwei Stauelemente 90 bzw. 91 bewirkt, Arbeitskammer koaxial angeordnete Kupplungs-

scheibe, mit sich in Achsrichtung erstreckenden Ringvorsprüngen und -nuten, die mit entsprechenden Ringvorsprüngen und -nuten des Gehäuses zusammenarbeiten, einer Pumpeinrichtung, die Arbeitsflüssigkeit aus der Arbeitskammer durch mindestens einen Auslaß in die Speicherkammer pumpt und einer thermostatgesteuerten Regeleinrichtung, welche die aus der Speicherkammer durch die radial innerhalb der Ringvorsprünge und -nuten angeordnete Einlaßöffnung in die Arbeitskammer überströmende Flüssigkeitsmenge reguliert, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsscheibe (11) in an sich bekannter Weise an ihren beiden Seiten mit Ringvorsprüngen bzw. -nuten (63, 64) versehen ist und das Gehäuse (12) ebenfalls an zwei der Kupplungsscheibe (11) gegenüberliegenden Flächen (51, 52) entsprechende Ringvorsprünge bzw. -nuten (65, 66) aufweist und daß der Auslaß bzw. die Auslässe (71 bzw. 72) radial außerhalb der Ringvorsprünge bzw. -nuten (63, 64; 65, 66) angeordnet ist bzw. sind, derart, daß die Arbeitsflüssigkeit innerhalb der Arbeitskammer (61), ausgehend von der Einlaßöffnung (73), radial nach außen zu dem Auslaß bzw. den Auslassen strömt.

.2. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 1, bei der das Gehäuse aus zwei im wesentlichen glockenförmigen Gehäuseteilen besteht, wobei in dem vorderen Gehäuseteil die in der glockenförmigen Ausbuchtung liegende Speicherkammer durch eine eingesetzte Trennwand abgegrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die die Speicherkammer (62) bildende Ausbuchtung (54) radial innerhalb der Ringvorsprünge bzw. -nuten (65) liegt und letztere an einem radial außerhalb der Ausbuchtung (54) vorgesehenen, die Auslässe (71, 72) aufweisenden Flanschteile des vorderen Gehäuseteils (53) angeordnet sind.

3. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Flanschteil des vorderen Gehäuseteils (53) radial außerhalb der Ringvorsprünge bzw. -nuten (65) Stauelemente (90, 91) vorgesehen sind, vor denen in dem vorderen Gehäuseteil (53) vorgesehene Kanäle (71a, 71 & bzw. 72«, 72 b) münden, die mit der Speicherkammer (62) in Verbindung stehen und die Auslässe (71, 72) bilden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen