DE2353461A1

DE2353461A1 - Fluessigkeits-scherreibungskupplung

Info

Publication number: DE2353461A1
Application number: DE19732353461
Authority: DE
Inventors: Johann Weintz
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1973-10-25
Filing date: 1973-10-25
Publication date: 1975-05-07
Also published as: US3983980A; DE2353461B2; DE2353461C3; GB1459129A; FR2249262B1; FR2249262A1

Description

Daimler-Benz £

Stuttgart-Untertürkhein

ιJο?461

23. Oktober 1973

Daim 9955/A

Fliissigkeita-Scherreibungakupplung

Die Erfindung betrifft «ine ualaufend« Fliieeigkeite-Sclierreibungakupplung nit wenigsten* einen jeweils durch «ine
antriebaeeitig und eine abtriebaaeitig aitrotierende Wandung gebildeten Scherreibungaepalt (Arbeitaepalt), je
einen zulaufaeitig und einen ablaufseitig an dem (bzw· den) Arbeitaapalt(en) angeordneten nit ihn in Verbindung atehenden Raun« wobei der radial äußerste Übergang des zulaufseitigen Raunee in den (bzw. die) Arbeitaapalt(e) radial einen größeren Abstand von Drehxentrun hat ala der radial äußerste Übergang von ablaufseitigen Raun und wobei die beiden
Raune durch eine nit steuerbaren Durchlässen versehene Wand voneinander getrennt sind* ferner nit Mitteln, vorzugsweise nit einen Fördergewinde, in dem (bzw. den) Arbeitaepalt(en) zum ständigen selbsttätigen Fördern des Arbeitsmedium durch den (bzw. die) Arbeitsspalt(e) hindurch in Richtung zum ablauf seitigen Raun hin.

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Sine solch· Kupplung ist je.B. durch die DT-Os 2 oo9 268 bekannt geworden. Derartig· Kupplungen werden vor all·* euh geregelten Antrieb voa Lufterrädern von. Motorktihlera rervettdat· Bei dieses Anwendusgsfall ist oberhalb einer bestissrtem Drehsani des Motors, bei der in der Regel die Fahrgeschwindigkeit greß ist und der Fahrtwind für die Kühlswecke ausreicht und oberhalb der eine starre Ankopplung des Lüfterrades war unnötig Leistung schlucken würde, eine Trenamng der Kupplung erwünscht. Dieses Trenaea der Kupplung soll z.B. durch eise fliehkraftabhängige Schaltung, näatlich Absperrung der Durchlässe in der Wand !zwischen desi KUl au feel tig· η und dea ablauf seitigen Rau« bewirkt werden, a· dafi nalaufseitig da« Arbeitsmedium durch die Fördervirkumg des Arbeitsspaltes weggefördert wird und «ich in «»lamfseltigern RaMM saaswrlt, so daB »cklieBlieh der Arbeitsspalt ganm von Arbeitsmedium entleert wird. Diese Möglichkeit der Kupplungetrennung brachte aber bei ihrer praktischen Durchführung den Nachteil, daß sich am ablaufsei t igen lüde des Arbeitsspalt·β ein Stau von Arbeitsmedium bildete, dar aufgrund der Fliehkraft eine der zentripetalen-Förderwirkung des Arbeitsspaltes entgegenwirkende zentrifugal gerichtete Kraft entgegenstellte und der somit ein völliges Entleeren des Arbeitaspaltea von Arbeitsmedium verhinderte. Im Ergebnis gibt dies nicht nur ein relativ hohes Leerlaufmoment, sondern auch aufgrund der relativ hohen antriebsseitigen Drehzahlen eine hohe Schlupfdrehcahl und so-■tit eine hohe «it der Dritten Potenz der Schlupfdrehzahl wachsende, das Arbeitsmedium und die Kupplung erwärmende Verlustleistung. Trotz intensiver Kühlung der Kupplung traten Temperaturen um 23o°C auf, die nur mit sehr teuren synthetischen Ölsorten beherrschbar waren.

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Aufgabe der Erfindung let «a, die eingang* genannt· Kupplung so zu gestalten, daß eine guteEntleerung de» Arbeitsspalt·· möglich ist und deaentsprechend das LeerlaufdrehROMnt der Kupplung und infolge de säen die Verlustleistung und die TeBperatOrcstwicklaag sehr klein find, ao daßherkömmlich· billige Öl»ortenals Arb*it»«ediue verwendet werden können· .

Diese Aufgab® wird erfindtmgsgeiaäß dadurch gelöst, daß der ablaufe© it ige Rausi der eingangs genannten Kupplung)· inen radicl außerhalb dea Radius des radial äußerstes Überganges liegenden, radial nach außen vorzuggweise nur v«m einheitlich ai te inander umlaufenden Mänden begrenzten Rausuinteil (Vor ret graue) aufweist, dessen Baueinheit sur Aufnähst· wenigsteng! des übtnfiesünden feile· de· Voluseae des Arb«its«ediuas ausreicht. Mit anderen Worten ausgedrückt: Der ablaufaeitige Vorratsrew wird innerhalb des Fliehkraftfeldes auf ein geringeras Potential als das des Übertrittes vosi Arbeitsspalt in den Vorrat er au« verlegt. Aufgrund dessen kaxm sich asi Arbeitsspaltaustritt kein die Förderwirkung behindernder Stau Kehr bilden. Der Arbeitsspalt kann sich also behinderungsfrei entleeren. Dadurch sinkt das Leerlaufstostent der Kupplung ganz beträchtlich ab und di« Verlustleistung und die deag«BMtß auftretende Leerlauftestperatur liegen noch ie Zulässigkeitsbereich herköasalicher hochviskoser Ölsorten.

Um einen raschen Abfluß des ablaufseitig asi Arbeitsspalt austretenden ArbeitMMdiusie in den er findung sg«siaßen Vorrat er ausi «ai gewährleisten, ist es sweckaäßig, daß der Vor-

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ratsrauv radial nach außen nur von antriebaseitig mit rotier enden Wänden begrenzt ist. Die Antriebaseite rotiert näHÜch schneller al« die Abtriebsseite und soait ist der Fliehkrafteinfluß auf das austretende in den Vorratsraun laufende Öl bei einer solchen Ausgestaltung höher als bei einer abtriebsseitigen Vorratsrauamnordnung.

Zur Begünstigung einer völligen Entleerung des Arbeitsspaltea ist es zireclnäßig, wenn dieser eckenfrei, vorzugsweise wenn er geradlinig, insbesondere wenn er konisch verläuft. An den Eckstellen kann sich nänlich aufgrund der schlechteren Förderwirkung an solchen Stellen nicht nur ein Stau von Arbeitsmedium sondern auch eine Ansaanlung von Schmutz bilden. Beides setzt einer völligen Arbeitespaltentleerung Hindernisse in den Weg. Bei einer konischen Gestalt des Arbeitsspaltes kann trotz geringen Radiusunterschied an Kin- gegenüber den Austritt eine froste Arbeitsspaltfläche untergebracht, d.h. ein großes ArbiitwK»ent übertragen werden.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles in folgenden näher erläutert; die Figur zeigt eine radiale Schnitt«Ansicht der erfindungegeawfien Scherreibungskupplung.

Bei der dargestellten Kupplung ist die mit einem Kupplungsflansch 1 versehene angetriebene Welle ait 2 und das ebenfalls ait einest Flansch 3 versehene Kupplungsgehäuse, welches Mittels des Wälzlagers 4 auf der Antriebswelle fliegend gelagert und abgedichtet (Dichtung 5) ist, mit 6 bezeichnet; das Kupplungsgehäuse ist der abtriebseeitige Teil

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der Kupplung. Auf der Antriebswelle 2 ist im Ksspplungsinnera die Treibscheibe 7" verdrehteet angeordnet, die außer der Nabe 8 aus dar als Trennwand dienenden Radscheibe 9 und den konischen aatriebseeitigen Reibflansch Io besteht* am dessen Außenseite die konische priraärseitige Reibfläche 11 Bit einer eingearbeiteten Fördergewinderille 12 angebracht ist. Das Gehäuse 6 weist an der entsprechenden Stelle eise parallel zur Reibfläche 11 verlaufende weitere ahtriebsseitige Reibfläche 13 auf. Das Gehäuse 6 Bit der Reibfläche 13 ist in einer solchen Axialposition auf der Welle 1 b«w. gegenüber der Treibscheibe 7 «tit der anderen Reibfläche 11 gelagert, daß eich zwischen den parallel verlaufenden Reibflächen ein. Sctserreifeunja- bzw» Arbeitsspalt u/13 von definierter Sp«14w@£ts₉ a<,B. l/l© s?s bildet. Etwaiges axiales Spiel in Lager k wßa «xiele tenperaturbedingte Dehnungen wirken sich wegen d«r K^üsisität des Spaltes zwar auf die Spaltweite aus· Zua einen sind aber diese Axialbewegungen absolut gesehen recht klein - die axiale Bauhöhe der Kupplung ist ja ebenfalls gering -, jcub weiten η wirken sich diese Axialbewegungen nur zu eines Bruchteil - dee Sinus des Kegelwinkels,ia dargestellten Beispiel zu etwa ein Viertel - auf die Spaltweite aus und Ϊβ übrigen sind geringe Spaltweitenänderungen in Großenordnungsbereich der Spaltweite selber und darunter funktionell vernachlässigbar, da erst Spalterweiterungen von sehr viel größerem Ausmaß einen spürbaren Einfluß haben* Zwischen den Gehäusedeckel lk und der Radscheibe 9 der Treibscheibe 7 ist ein. scheibenförmiger Raum, der zulaufseitige Raum 15, gebildet.. Die Fördergewinderille 12 ist so eingearbeitet, daß bei der Arbeitsdrehrichtung der Kupplung bzw· bei der

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Arbeita-Reletivdrehrichtung der treibenden Reibfläche 11 gegenüber der anderen getriebenen Reibfläche 13 eine da· Arbeitsmedium voa Raum 15 in den Arbeitaapalt hineinziehend·, durch ihn hindurch und in den ablaufseitig zwischen Gehäuae 6 und Treibacheibe 7 «ich bildenden Raun l6 hineinfördernde Förderwirkung (Pfeilrichtung 1?) ergibt. Der Reibflanech läuft an der einen Seite relativ spitz au«, so daß aictt ein Übergang von sehr geringer radialer Höhe voa Arbeitaspaltende in den ablaufaeitigen Raun l6 ergibt. Das radiale Niveau dieaer Überlaufkante voa Arbeitaapalt 11/13 ia den ablauf se it igen Kaum 16 lat durch die strichpunktierte Linie l8 angedeutet. Radial außerhalb dieaer Niveaulinie iat ein Anteil l6* de» ablaufseitigen Rau«s l6 durch den Reibflanach Io und durch die Radacheibe 9*- d.h. durch antriebaaeitig und demgemäß schneller umlaufead· Wandungen radial nach außen hin begrenzt; die ser Raumanteil iat der eigentliche Vorrataraua für das Arbeit aöl. An der tiefsten, d.h. radial äußersten Stelle des Vorratarauaw»a l6· aind steuerbare Durchiäsae 19 angeordnet, die den Vorratsrauai ait de« zulaufaeitigen Raupt 15 verbinden und die durch einen fliehkraft- und/oder temperaturabhängig bewegbaren Schieber 2o (an «ich bekannte Einzelheiten hierzu aind nicht dargestellt) verschließbar sind. Der Vorratsrausi ist, etwa bei vorgegebenem Mittleren Arbeitaapaltdurchmeaaer und Reibflächengröße,z.B. aufgrund einer entsprechenden Steilheit des Arbeitsspaltkonus so groß gestaltet, daß er d,aa ganz« Volumen des Arbeitsmedium« der Kupplung aufzunehmen vermag.

Bei geschlossenem Durchlaß 19 sammelt sich aufgrund der Förde rwirkung des Arbeitsspaltea 11/13 nach einer gewiesen Zeit

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data Arbeit sjeediu· ia de» Vorretsrau» l6'. Ae Austrittsende dee Spalt·« bildet sich daak de· schmalen Auslauf*«· des Reibflansch·· Io sum Arbeitespaltend· hin und dank d·« radial außerhalb deaÜberlaufniveaua l8 liegenden Vorräte-" raunes kein Stau voa Arbeitsflüssi^keit, so daß sich der Arbeitsspalt nach einer Absperrung des Durchlasses 19 be- hisidertingefrei leerfördern kann· Es wird dann aufgrund der guten Spaltentleerung nur noch ein geringes Leerlaufnonent an der Kupplung übertragen und die LeerlaufVerluste und die Le©rla^ftesrperaturen sind dementsprechend ohne weiteres erträglich.

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ORIGINAL

Claims

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Ansprüche

Umlaufende Flüssigkeit*-Scherreibungskupplung mit wenigstens ein·» Jeweils durch eine antriebaseitig und eine abtriehsseitig mitrotierende Wandung gebildeten Scherreibungespalt (Arbeitsspalt), je einem zulaufseitig und einen ablaufseitig an den (bzw. den) Arbeitsspalt(en) angeordneten «sit ihm in Verbindung stehenden Raun, wobei der radial äußerste Übergang des zulaufseitigen Raumes in den (bzw. die) Arbeitsspalt(e) radial einen größeren Abstand voa Dsrehzentrum hat als der radial äußerste Übergang von ablaufeeitigen Raum und wobei die beiden Räume durch eine mit steuerbaren Durchlässen versehene Wand voneinander getrennt sind, ferner mit Mitteln, vorzugsweise mit eines Fördergewinde, in dem (bzw. den) Arbeitsspalt(en) zum ständigen selbsttätigen Fördern des Arbeitsmediums durch den (bzw. die) Arbeitsspalt(e) hindurch in Richtung zum ablaufseitigen Raum hin, dadurch gekennzeichnet, daß der ablaufieitige Baus (l6) einen radial außerhalb des Radius des radial äußersten Überganges (Niveaulinie 18) liegenden, radial nach außen vorzugsweise nur von einheitlich miteinander umlaufenden Wänden (9 und Io) begrenzten Haumanteil (Vorratsraum l6*) aufweist, dessen Rauminhalt zur Aufnahme wenigstens des überwiegenden Teiles des VoluBtens des Arbeitssiediums ausreicht.
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Vorratsraum (16¹) radial nach außen nur von antriebsseitig (l, 7) mitrotierenden Wanden (9 und Io) begrenzt ist.

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Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g β kennzeichnet , daß der Arbeitsspalt (11/13) eckenfrei, rorzugaweiee geradlinig, iiusbesondere konisch verlauft.

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