DE2153720A1

DE2153720A1 - CLUTCH, IN PARTICULAR FOR CONNECTING A VEHICLE FAN TO A DRIVE SHAFT

Info

Publication number: DE2153720A1
Application number: DE19712153720
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Ing Ehrenreich
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1971-10-28
Filing date: 1971-10-28
Publication date: 1973-05-03

Description

Kuplung, insbesondere zum Verbinden eines Lüfters eines Fahrzeuges mit einer Antriebswelle = Die Erfindung betrifft eine Kupplung, insbesondere zum Verbincen eines Lüfters eines Fahrzeuges mit Liner Antriebswelle, dla einen teilweise mit Flüssigkeit gefüllten, gehäuseartiger Sekundärteil besitzt, in welchem ein Primärteil umläuft, der eine mit einer zylindrischen Innenflächedes Sekundärteils einen axialen Spalt bildende und aussen mit einer Schraubenlinie o.dgl. versehene Zylinderfläche besitzt, die an einer Qen Primärteil axial in zwei Kammern unterteilenden Scheibe angebracht ist, die in ihrem äusseren Bereichwenigstens eine axiale Bohrung besitzt, die von einem federnd gehaltenen und sich durch Flielikraft verstellenden Schieber Verschließbar ist. Coupling, in particular for connecting a fan of a vehicle with a drive shaft = The invention relates to a coupling, in particular for Verbincen a fan of a vehicle with a liner drive shaft, dla a partially with liquid-filled, housing-like secondary part, in which a primary part revolves, one with a cylindrical inner surface of the secondary part, an axial one Gap forming and the outside with a helix or the like. provided cylinder surface possesses, on a Qen primary part axially dividing it into two chambers is attached, which has at least one axial bore in its outer area, the one held by a spring-loaded slide that is adjusted by fluid force Is lockable.

Eine bekannte Kupplung der eingangs genannten Art, eine sogenannte Visko-Eupplung, wird dazu benutzt, um den Lüfter eines Personenkraftwagens mit einer Wasserpumpenwelle zu verbinden. Mit Hilfe dieser Kupplung wird erreicht, dass der IRifterdes Fahrzeuges im Bereich niedriger Drehzahlen mit relativ geringem Schlupf nahezu mit der Drehzahl des Primärteils angetrieben wird. Die Mitnahme des Schiebers erfolgt über die in dem axialen Spalt geförderte Flüssigkeit. Diese relativ hohe Lüfterdrehzahl ist zweckmässig, damit im Leerlauf bei Stillstand eine ausreichende Motorkühlung sichergestellt ist, insbesondere dann, wenn an den Bahrzeugnotormehrere Hilfsaggregate angeschlossen sind, die auch im Leerlauf Leistung verbrauchen.A known coupling of the type mentioned, a so-called Viscous coupling, is used to power the fan of a passenger car with a To connect water pump shaft. With the help of this coupling it is achieved that the I lift the vehicle in the range of low speeds with relatively little slip is driven almost at the speed of the primary part. The entrainment of the slide takes place via the liquid conveyed in the axial gap. This relatively high The fan speed is useful so that it is sufficient when idling at standstill Engine cooling is ensured, especially if the Bahrzeugnotor several Auxiliary units are connected that consume power even when idling.

Im Bereich höherer Drehzahlen schließt der von der Fliehkraft verstellbare Schieber die Bohrung der Scheibe, so dass über den axialen Spalt praktisch die gesamte Flüssigkeit auf eine Seite der Scheibe gefördert wird, die nicht oder nur in geringer Menge auf die Ans augseite des axialen Spaltes zurückströmen kann. Dadurch wird erreicht, dass im Bereich dieser hohen Drehzahlen der Schlupf wesentlich erhöht wird, so dass der Sekundärteil mit einer wesentlich geringeren Drehzahl umläuft als der Primärteil. Dabei wird die über den axialen Spalt geförderte Flüssigkeit zwischen einer mit einer Ausnehmung versehenen Gehäusewandung und der Scheibe des Primärteils gesammelt.In the range of higher speeds, the adjustable by the centrifugal force closes Slide the bore of the disc so that practically the entire over the axial gap Liquid is conveyed to one side of the disc that is not or only to a lesser extent Amount can flow back to the Ans augseite of the axial gap. This will achieves that the slip increases significantly in the range of these high speeds so that the secondary part rotates at a much lower speed as the primary part. The liquid conveyed through the axial gap is thereby between a housing wall provided with a recess and the disk of the Collected primary part.

In Versuchen hat sich bei der bekannten Bauart die Schwierigkeit gezeigt, dass im Bereich höherer und hoher Drehzahlen bei abgeschalteter Kupplung, d.h., wenn der Schieber geschlossen hat, eine sehr starke Wärmeentwicklung stattfindet, die teilweise sogar zu Zerstörungen der Lager der Kupplungen führte. Diese hohe Wärmeentwicklung ist darauf zurückzuführen, dass die Förderung innerhalb des axialen Spaltes gegen die von der Fliehkraft zurück in den axialen Spalt gedruckte Flüssigkeit erfolgen muss, -so dass zumindest in diesen Bereich der axiale Spalt auch bei hohen Drehzahlen nicht voll-: ndig entleert werden kann.In tests with the known design, the difficulty has been shown that in the range of higher and higher speeds with the clutch disengaged, i.e., when the valve is closed, a very high level of heat is generated, which in some cases even led to the destruction of the clutch bearings. This high Heat generation is due to the fact that the promotion within the axial Gap against the liquid pressed back into the axial gap by the centrifugal force must take place, so that at least in this area the axial gap even at high Speeds cannot be completely drained.

Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung der eingangs -annten Art so auszubildenX dass nach dem Abschalten durch en Aiehkraftbetätigtenschieber eine vollständige Entleerung des axiaien Spaltes erfolgt, so dass hier eine unzulässige Wårmeentwicklung vermieden wird. Die Erfincung besteht darein, daß an der zylinderflache dos Primärteils in axialem Abstand zu der Scheibe ein nach erzen weisender Flansch angebracht ist, der mit einer Wand des Sekundärteils einen nach innen gerichteten Spalt bildet und der mit von außen nach innen fördernden Rippen o.dgl. versehen ist. The invention has for its object to provide a clutch of the initially -called type of training in such a way that after being switched off by a pull-force-operated slide a complete emptying of the axial gap takes place, so that here an impermissible Heat development is avoided. The invention consists in that on the cylinder surface of the primary part at an axial distance from the disk ores facing flange is attached, which with a wall of the secondary part inwardly directed gap forms and the with from the outside to the inside promoting Ribs or the like. is provided.

Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß sich an den axialen Spalt eine.zusätzliche Förderung anschließt, die das. Entleeren des Spaltes unterstützt. zusätzlich wird erreicht, daß im Primärteil ein Vorratsraum entsteht, in dem sich die aus dem axialen und dem radialen Spalt geförderte Flüssigkeit sammelt, aus dem sie nicht mehr auf dem gleichen Weg durch die Fliehkraft zurück in den Arbeitsspalt gedrückt werden kann.This measure ensures that the axial gap an additional promotion that supports the emptying of the gap. In addition, it is achieved that a storage space is created in the primary part, in which collects the liquid conveyed from the axial and the radial gap, from which they no longer return to the working gap on the same path through centrifugal force can be pressed.

Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist der radiale Flansch auf seiner mit der Wand des Sekundärteils den Spalt bildenden Seite mit einer sich gegen die Drehrichtung öffnenden Spirale versehen. Diese Spirale stellt eine von außen nach innen wirkende Fördereinrichtung dar, die die Entleerung des axialen Spaltes unterstützt.In a first embodiment of the invention the radial flange is on its side that forms the gap with the wall of the secondary part with a provided against the direction of rotation opening spiral. This spiral represents one of outwardly inwardly acting conveyor that empties the axial Gap supports.

Bei einer anderen Ausführungsform der Brfind) weist der radiale Flansch auf seiner Außenseite gerade, gegen die Drehrichtung angestellte Rippen oder Nuten auf. Diese baulich einfache Ausführungsform besitzt eine erhöhte Förderwirkung.In another embodiment of the Brfind) the radial flange on its outside straight ribs or grooves set against the direction of rotation on. This structurally simple embodiment has an increased conveying effect.

Um sicherzustellen, daß gegen die Förderrichtung kein Flüssigkeitsdruck anstehen kann, ist es vorteilhaft, wenn das Volumen des von dem Flansch und der Scheibe eingeschlossenen Ringraumes größer als die maximal zulässige Flüssigkeitsfüllmenge ist. Es ist somit möglich, innerhalb deses Ringraumes die von der Flehkraft nach außen geschleuderte Flüssigkeit zu sammeln, so daß sie nicht mit dem Sekundärteil in Berührung steht.To ensure that there is no fluid pressure against the conveying direction can stand, it is advantageous if the volume of the flange and the Disc enclosed annular space larger than the maximum permissible liquid filling quantity is. It is thus possible within the annular space that the force should follow Collect externally thrown liquid so that it does not come into contact with the secondary part is in contact.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausführungsform beispielsweise dargestellt.In the drawing, the invention is in one embodiment for example shown.

teig. 1 zeigt einen axialen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Kupplung und Fig. 2 eine Teilsllsicht des Primarteils der Kupplung nach lig 1 in Richtung der Drehachse gesehen.dough. 1 shows an axial section through a coupling according to the invention and FIG. 2 shows a partial view of the primary part of the coupling according to lig 1 in the direction seen the axis of rotation.

Die dargestellte Kupplung dient beispielsweise zum Verbinden eines nicht dargestellten Lüfters einer Fahrzeugkühlung mit einer nicht dargestellten Antriebswelle, für die beispielsweise die Wasserpumpenwelle eines Fahrzeuges vorgesehen werden kann. An die Antriebswelle ist eine Kupplungswelle 1 anflanschbar, mit der ein Primärteil 2 der Kupplung drehfest verbunden ist. Der Primärteil 2 läuft in einem gehäuseartigen Sekundärteil 3 um, an welchem der Lüfter beispielsweise an Befestigungsbohrungen 4 angebracht werden kann.The coupling shown is used, for example, to connect a Fan, not shown, of a vehicle cooling system with a not shown Drive shaft, for which, for example, the water pump shaft of a vehicle is intended can be. A coupling shaft 1 can be flange-mounted to the drive shaft, with which a primary part 2 of the clutch is rotatably connected. The primary part 2 runs in a housing-like secondary part 3 to which the fan, for example, on Mounting holes 4 can be attached.

Der Primärteil 2 besteht aus einer Scheibe 5 die an ihrem Umfang eine Zylinderfläche 6 besitzt. Die Zylinderfläche 6 ist auf ihrer Aussenseite mit einer schraubenlinienförmigen Nut 7 versehen. Die mit der schraubenlinienförmigen Nut 7 versehene Zylinderfläche 6 bildet mit einer zylindrischen Innenfläche 8 des Sekundärteils 7 einen axialen Spalt.The primary part 2 consists of a disk 5 which has a on its circumference Has cylinder surface 6. The cylinder surface 6 is on its outside with a helical groove 7 provided. The one with the helical groove 7 provided cylinder surface 6 forms with a cylindrical inner surface 8 of the secondary part 7 an axial gap.

Der Innenraum des gehäuseartigen Sekundärteils 3 ist nach aussen mit einem Deckel 9 verschlossen. Sowohl der Deckel 9 als auch der Sekundärteil 3 sind mit Kugellagern 10 an der Kupplungswelle 1 gelagert Der gehäuseartige Sekundärteil 3 ist teilweise mit einer Flüssigkeit1 insbesondere Öl gefüllt. Diese Flüssigkeit wird bei der dargestelltex Ausführungsform innerhalb des von der Zylinderfläche 6 und der Innenfläche 8 gebildeten axialen Spaltes von der schraubenlinienförmigen Nut 7 von rechts nach links gefördert. Der innerhalb des Spaltes befindliche Flüssigkeitsfilm stellt sicher, dass der Sekundärteil 3 mit einem gewissen Schlupf von dem Primärteil 2 mitgenommen wird.The interior of the housing-like secondary part 3 is with the outside a lid 9 closed. Both the cover 9 and the secondary part 3 are mounted on the coupling shaft 1 with ball bearings 10 The housing-like secondary part 3 is partially filled with a liquid 1, in particular oil. This liquid is in the illustrated embodiment within the cylinder surface 6 and the inner surface 8 formed axial gap from the helical Groove 7 promoted from right to left. The liquid film located within the gap ensures that the secondary part 3 with a certain amount of slippage from the primary part 2 is taken.

Dabei ist der Schlupf in dem Bereich niedriger Drehzahlen, beispielsweise der Leerlaufdrehzahlen eines Fahrzeugesrelativgering, so dass die Drehzahl der Kupplungswelle 1 nahezu unvermindert auf den Lüfter übertragen wird.The slip is in the range of low speeds, for example the idling speed of a vehicle is relatively low, so that the speed of the clutch shaft 1 is transferred to the fan almost unabated.

Der gehäuseartige Sekundärteil 3 wird von der Scheibe 5 des Primärteils 2 in axialer Richtung in zwei Kammern unterteilt, die über eine in dem Bereich des äusseren Umfanges der Scheibe 5 befindliche axiale Bohrung 11 und eine weiter in der Mitte angeordnete Entlüftungsbohrung 12 miteinander in Verbindung stehen.The housing-like secondary part 3 is from the disk 5 of the primary part 2 divided in the axial direction into two chambers, which have one in the area of the Outer circumference of the disc 5 located axial bore 11 and a further in the vent hole 12 arranged in the middle are in communication with one another.

An der Scheibe 5 ist ein vor die Bohrung 11 schwenkbarer Schieber 1 awcbebracht, der die dargestellte Schießstellungaufgrund- der auf ih einwirkenden Fliehkraft einnimmt. In Öffnungsrichtung wird der Schieber 13 mit einer Zugfeder 14 belastet, die in einen Bolzen 15 eingehängt ist, der an der Scheibe 5 angebracht ist. Durch eine geeignete Wahl der Lugfeder 14 kann bestimmt werden, bei welcher Drehzahl der Schieber 13 die Bohrung 11 verschließt, d.h., die Fliehkraft die Kraft der ugfeder 16 überwindet.On the disk 5 is a slide which can be pivoted in front of the bore 11 1 awcbrought the shooting position shown due to the acting on it Takes centrifugal force. In the opening direction, the slide 13 is secured with a tension spring 14 loaded, which is suspended in a bolt 15 which is attached to the disk 5 is. By a suitable choice of the lug spring 14 can be determined in which Speed of the slide 13 closes the bore 11, i.e. the centrifugal force the force the ugfeder 16 overcomes.

lenn in einem höheren Drehzahlbereich die Bohrung 11 von dem Schieber 13 verschlossen wird, so wird nach einer gewissen eit die gesamte innerhalb der Kupplung befindliche Flüssigkeit auf eine Seite cer Scheibe 5 gefördert, bei der dargestellten Ausführungsform auf die linke Seite. Der Spalt zwischen der ylinderfläche 6 und der Innenfläche 8 wird weitgehend entleert, so daß die Mitnahmekraft zwischen dem Primärteil 2 und dem Sekundärteil 3 wesentlich vermindert wird, wodurch ein erheblicher Drehzahlschlupf entsteht.lenn the bore 11 of the slide in a higher speed range 13 is closed, after a certain period of time the entire inside of the Coupling located liquid promoted on one side cer disk 5, in the illustrated embodiment on the left. The gap between the cylinder surface 6 and the inner surface 8 is largely emptied, so that the entrainment force between the primary part 2 and the secondary part 3 is significantly reduced, whereby a considerable speed slip occurs.

Um zu erreichen, daß bei höheren Drehzahlen eine vollständige Entleerung des axialen Spaltes erreicht wird, ist an der >-linderflache 6 auf der Austrittsseite des axialen Spaltes ein radial gerichteter Flansch 16 angebracht. Dieser Flansch 16 bildet mit der Innenwand des Deckels 9 einen radialen Spalt, der sich unmittelbar an den axialen Spalt anschließt. Der Flansch 16 ist als von außen nach innen wirkendes Fordermittel für die Flüssigkeit ausgebildet, so daß die Entleerung des axialen Spaltes unterstützt wird. Um eine Flüssigkeitsförderung zu erhalten, ist bei der dargestellten Ausführungsform der Flansch 16 mit mehreren, gleichmal3ig verteilten geraden Rippen 17 versehen, die gegen die Drehrichtung des Primärteils 2 angestellt ånd.In order to achieve a complete emptying at higher speeds of the axial gap is reached is on the> -linder surface 6 on the exit side of the axial gap, a radially directed flange 16 is attached. This flange 16 forms with the inner wall of the cover 9 a radial gap which is directly adjoins the axial gap. The flange 16 is designed to act from the outside inwards Conveyor means for the liquid designed so that the emptying of the axial Gap is supported. In order to obtain a liquid pumping, the illustrated embodiment of the flange 16 with several, evenly distributed straight ribs 17 are provided, which are employed against the direction of rotation of the primary part 2 ånd.

Die Innenwand des Deckels 9 eist keine Ausnehmung aus, in der sich die Flüssigkeit sammeln könnte. Die infolge der Fliehkraft nach außen geschleuderte Flüssigkeit sammelt sich deshalb innerhalb des Ringraumes, der zivischen dem radialen Flansch 16 und der Se'heibe 5 gebildet wird. Dadurch wird erreicht, daß die Hlüssigkeit nicht durch die Fliehkraft aus dem Vorratsraum zurück in tier, radialen und axialen Spalt gedrückt werden kann. Auf Diese gleise läßt sich eine vollständige Entleerung des axialen Spaltes und auch des radialen 43paltes-erzielen.The inner wall of the cover 9 eist no recess in which the liquid could collect. The centrifugal force thrown out Fluid therefore collects within the annulus, the zivischen the radial Flange 16 and Se'heibe 5 is formed. This ensures that the liquid not by centrifugal force from the storage space back in tier, radial and axial Gap can be pressed. A complete emptying can be done on this track of the axial Achieve the gap and also the radial gap.

Der von dem radialen Flansch 16 und der Scheibe 5 zusammen mit der Innenfläche der Zylinderfläche 6 gebildete Ringraum wird zweckmässigerweise so ausgebildet, dass er etwas größer ist, als das Volumen der maximal zulässigen Flüssigkeitsfüllung.That of the radial flange 16 and the disc 5 together with the The annular space formed on the inner surface of the cylinder surface 6 is expediently designed in such a way that that it is slightly larger than the volume of the maximum permissible liquid filling.

Claims

Patent and protection claims

=========================== 1. Coupling, especially for connecting of a fan of a vehicle with a drive shaft, which is partially with Has a liquid-filled, housing-like secondary part in which a primary part circulates, the one in a; cylindrical inner surface of the secondary part an axial Gap forming and the outside with a helix or the like. provided cylinder surface has, which ends at a lower part of the primary part axially in two chambers disc is attached, which has at least one axial bore in its outer area, the slide held by a spring and adjusted by centrifugal force is closable, characterized in that on the cylinder surface (6) of the primary part (2) at an axial distance from the disc (5) an inwardly directed flange (16) is attached, which with a wall (9) of the secondary part (3) an inwardly Gap forms and the ribs (17) or the like conveying from the outside inwards. Mistake is.

2. Coupling according to claim 1, characterized in that the radial Flange (16) on its with the wall (9) of the secondary part (3) forming the gap Side is provided with a spiral that opens against the direction of rotation.

3. Coupling according to claim 1, characterized in that the radial Flange (16) straight on its outside, ribs set against the direction of rotation (17) or having grooves.

4. Coupling according to one or more of claims 1 to 3, characterized characterized in that the volume of the enclosed by the flange (16) and the disc (5) Annular space is larger than the maximum permissible liquid filling quantity.

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