DE2722040A1

DE2722040A1 - Fluidkupplung

Info

Publication number: DE2722040A1
Application number: DE19772722040
Authority: DE
Inventors: Kenneth Robert Streeter
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1976-05-17
Filing date: 1977-05-16
Publication date: 1977-12-08
Also published as: GB1540708A; JPS52142157A; US4116316A; US4054193A

Description

.PATENTANWALT DIPL.-ING. GERHARD SCHWAN

ELFENSTB.AS5EJ2 · D-βΟΟΟ MÜNCHEN »3

75-MAR-361

EATON CORPORATION Erieview Plaza, Cleveland, Ohio 44114, V.St.A.

Fluidkupplung

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FERNSPRECHER. Οβ»/6Ο1ΪΟ39 ■ KABEL: ELECTRICPATENT MÜNCHEN

Die Erfindung betrifft Drehmoment übertragende Fluidkupplungen und insbesondere eine Kupplung, bei der ein temperaturabhängig ansprechende-s Bimetallelement, vorzugsweise eine Bimetallspirale, vorgesehen ist, um die Stellung eines Ventils zu steuern, das seinerseits den Fluidstrom innerhalb der Kupplung beeinflußt.

Derartige Fluidkupplungen sind bekannt (US-PSen 3 055 473, 3 174 600 und 3 339 689). Typischerweise sind derartige Fluidkupplungen mit einem eine Fluidkammer bildenden Kupplungskörper und einem gegenüber dem Kupplungskörper drehbaren Kupplungsorgan versehen, wobei sowohl der Kupplungskörper als auch das Kupplungsorgan mit mehreren konzentrischen, ringförmigen Stegen ausgestattet sind, die derart einander abwechselnd angeordnet sind, daß eine Drehung des Kupplungsorgans das in der Arbeitskammer und zwischen den Stegen befindliche viskose Fluid veranlaßt, auf den Kupplungskörper eine Mitnahmekraft auszuüben, wodurch der Körper gedreht wird. Die Kupplung weist ferner eine Ventilplatte und eine Abdeckung auf; die Ventilplatte unterteilt die Kammer in eine Fluidarbeitskammer und eine Fluidspeicherkammer. Die Ventilplatte bildet einen Fluideinlaß, der Fluid von der Speicherkammer in die Arbeitskammer gelangen läßt, sowie einen Fluidauslaß, über den Fluid von der Arbeitskammer in die Speicherkammer strömen kann. Ein Ventilorgan steuert den Fluidstrom über den Einlaß und den Auslaß in Abhängigkeit von

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der außerhalb der Kupplung herrschenden Lufttemperatur. Im allgemeinen ist das Ventilorgan auf einem gegenüber der Abdeckung drehbaren Schaft gelagert, wobei ein Ende der Bimetallspirale mit dem Ventilschaft verbunden ist, während das andere Ende über eine Bügelanordnung gegenüber der Abdeckung festgelegt ist.

Herkömmlicherweise werden die Abdeckung, die Bimetallspirale, der Ventilschaft, das Ventilorgan und die Ventilplatte zu einer Einheit zusammengebaut, wobei die korrekte Lage der Ventilplatte gegenüber dem Rest der Teilbaugruppe auf Grund eines Wasserbadtests bestimmt wird, bei dem die Bimetallspirale Wasser von vorbestimmter Temperatur ausgesetzt wird, im allgemeinen der Temperatur, bei der das Ventilorgan beginnen soll, den Einlaß freizugeben, um Fluid in die Arbeitskammer gelangen zu lassen.

Im Anschluß an diesen Testvorgang werden die übrigen Teile der Kupplung montiert, worauf die Gesamtanordnung unter tatsächlichen Arbeitsbedingungen geprüft wird. Dabei stellt sich häufig heraus, daß das Eingreifen der Kupplung nicht innerhalbdes vorgeschriebenen Temperaturbereichs erfolgt, was auf eine ungeeignete oder defekte Wasserb ad Versuchsanordnung oder auf zahlreiche andere Ursachen zurückzuführen sein kann. In diesem Fall muß entweder die gesamte Kupplungsanordnung verschrottet oder

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gewaltsam auseinandermontiert werden, um zu versuchen, einige der Bauteile, typischerweise nur Teile wie die Bimetall spirale und das Lager, zu retten. Das Erfordernis, fast die gesamte Kupplungsanordnung zu verschrotten, ist in jedem Fall unerwünscht; dies gilt aber insbesondere bei Kupplungen für Lastwagen oder dergleichen, die größer und in der Fertigung kostspieliger sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Fluidkupplung mit einer durch ein Bimetallelement gesteuerten Ventilanordnung zu schaffen, bei der die Arbeitstemperaturein stellung der Ventilanordnung nach der Montage der gesamten Fluidkupplung justiert werden'kann. Es soll eine Fluidkupplung erhalten werden, bei der das eine Ende des Bimetallelements an der Ventilanordnung angebracht ist, während das andere Ende gegenüber der Abdeckung der Kupplung mittels einer Klemme festgelegt ist, die verschoben werden kann, um eine Justierung der Winkelstellung des festgelegten Endes des Bimetallelements zu gestatten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Fluidkupplung gelöst, die ein drehbares erstes Kupplungsorgan, eine diesem Kupplungsorgan zugeordnete Abdeckung, die zusammen mit dem Kupplungsorgan eine Fluidkammer begrenzt, und eine Ventilplatte aufweist, die die Fluidkammer in eine Fluidarbeits-

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kammer und eine Fluidspeicherkammer unterteilt. Dabei sitzt in der Fluidarbeitskammer e"in drehbares zweites Kupplungsorgan, das gegenüber dem ersten Kupplungsorgan drehbar ist; mittels einer Ventilanordnung kann die Fluidverbindung zwischen der Arbeitskammer und der Speicherkammer gesteuert werden. Die Ventilanordnung wird ihrerseits durch ein Bimetallelement gesteuert, dessen einer Endabschnitt mit der Ventilanordnung verbunden ist, während der andere Endabschnitt des Bimetallelements gegenüber der Abdeckung festgelegt ist. An der Abdeckung ist ein Bügel fest angebracht. Eine Klemme steht mit dem Bügel in Eingriff und kann gegenüber diesem verschoben werden. Die Klemme weist Mittel zur Aufnahme des anderen Endabschnitts des Bimetallelements auf, um eine nennenswerte Drehung des anderen Endabschnitts des Bimetallelements, vorzugsweise einer Bimetallspirale, gegenüber dem einen Endabschnitt sowie gegenüber dem Bügel zu verhindern.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Bügel mit einem im wesentlichen flachen Endteil versehen, der von der Abdeckung wegsteht. Die Klemme ist U-förmig ausgebildet und so angeordnet, daß sie den Endteil aufnimmt. Der Endteil begrenzt eine Öffnung, deren Breite ungefähr gleich dem gewünschten Betrag der Verstellbarkeit des anderen Endabschnitts des Bimetallelements ist.

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Die Erfindung ist im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine typische Fluidkupplung mit der erfindungsgemäßen Anordnung zur Justierung der Spirale,

Fig. 2 in kleinerem Maßstab einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 in größerem Maßstab eine Teildraufsicht ähnlich Fig.1, die die Justieranordnung nach der Erfindung erkennen läßt,

Fig. 4 einen Aufriß entlang der Linie 4-4 der Fig. 3,

Fig. 5 einen Seitenaufriß der erfindungsgemäßen Justieranordnung entlang der Linie 5-5 der Fig. 4,

Fig. 6 eine Teildraufsicht ähnlich Fig. 3 für eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung,

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Fig. 7 im Aufriß eine Stirnansicht entlang der Linie 7-7 der Fig. 6 und

Fig. 8 einen Seitenaufriß der abgewandelten Ausführungsform entlang der Linie 8-8 der Fig. 7

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform einer Fluidkupplung 10. Die Fluidkupplung 10 weist ein antriebsseitiges Kupplungsorgan 11 und ein abtriebsseitiges Kupplungsorgan 13 auf. Die Fluidkupplung 10 ist vorliegend als Antrieb für ein Zusatzaggregat eines Kraftfahrzeugmotors veranschaulicht, und zwar als Antrieb für den Lüfter des Kühlers. Es versteht sich jedoch, daß die beschriebene Anordnung nicht auf eine spezielle Anwendung der Fluidkupplung beschränkt ist, sondern in Verbindung mit jeder beliebigen Fluidkupplung der gezeigten Art verwendet werden kann, bei der eine Endjustierung eines Bimetallelements nach der Montage der Kupplung erwünscht ist.

Die Fluidkupplung 10 weist eine Antriebswelle 15 auf, auf der das antriebsseitige Kupplungsorgan 11 montiert ist und die beispielsweise über einen Riemenantrieb mit einer Riemenscheibe gedreht werden kann, von der nur ein Teil veranschaulicht ist. Die Riemenscheibe 17 ist mit dem einen Ende der Antriebswelle 15 über Schrauben 19 verbunden, die durch einen Flansch 21 am Ende der Welle 15 sowie Öffnungen der Riemenscheibe 17 hin-

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durchreichen. Die Schrauben 19 sind in eine Nabenplatte 23 eingeschraubt, die sich auf der von dem Flansch 21 abliegenden Seite der Riemenscheibe befindet, wodurch die Riemenscheibe 1 7 zwischen dem Flansch 21 und der Nabenplatte 23 eingeklemmt wird. Die Nabenplatte 23 sitzt auf einer Stummelwelle 25, die im Motorblock drehbar abgestützt ist.

Die Antriebswelle 15 weist einen zwischen ihren Enden befindlichen Abschnitt 27 von vermindertem Durchmesser auf, der den inneren Laufring eines Lagers 29 trägt.

Das antriebsseitige Kupplungsorgan 11 hat die Form einer Scheibe mit einem auf der Welle 15 abgestützten Nabenteil 31. Der Nabenteil 31 ist mit einer durchgehenden Öffnung versehen, die zusammen mit einem gerieften Teil 33 der Welle 15 einen Festsitz bildet. Der Nabenteil 31 wird auf die Welle 15 aufgepreßt, bis er an der Seitenfläche des inneren Laufrings des Lagers 29 anliegt; dann wird das abtriebsseitige Ende (das in Fig. 2 linke Ende) der Welle 15 gestaucht, um das antriebsseitige Kupplungsorgan 11 mit Bezug auf die Welle zwangsweise festzulegen, sodaß eine Drehung der Welle 15 ein Drehen des antriebsseitigen Kupplungsorgans 11 bewirkt.

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Das abtriebsseitige Kupplungsorgan 13 wirkt mit einer Abdeckung 35 derart zusammen, daß zwischen beiden eine Fluidkammer gebildet wird. Die FIui'dkammer ist mittels einer Ventilplatte in eine Fluidarbeitskammer 39 und eine Fluidspeicherkammer 41 unterteilt. Ein Ventilschaft 43 ist an der Abdeckung 35 drehbar abgestützt. Das innere (in Fig. 2 rechte) Ende des Ventilschafts 43 ist mit einem Ventilarm 45 verbunden, dessen Aufbau und Arbeitsweise bekannt sind (US-PS 3 055 473).

An der Außenseite der Abdeckung 35 ist ein Bügel 47 angebracht, beispielsweise angeschweißt. Der Büge.l 47 weist Endteile 49 und 51 auf, die im wesentlichen ^ senkrecht mit Bezug auf den Hauptteil des Bügels 47 ausgerichtet sind.

Die Winkelstellung des Ventilarms 45 wird über den Ventilschaft 43 durch ein temperaturabhängig ansprechendes Bimetallelement 53 gesteuert, das in der veranschaulichten bevorzugten Ausführungsform als Bimetallspirale ausgebildet ist. Es versteht sich jedoch, daß die vorliegend erläuterte Anordnung nicht auf eine spezielle Ausgestaltung des Bimetallelements beschränkt ist. Vielmehr kann jedes beliebige Bimetallelement vorgesehen werden, das einen mit einer Steuereinrichtung verbundenen Teil und einen weiteren Teil aufweist, der gegenüber der Anordnung "festgehalten" ist, sodaß der Arbeits- oder Steuerbereich der Steuereinrichtung dadurch verstellt oder

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justiert werden kann, daß der "festgehaltene" Teil des Bimetallelements verstellt wird. Unter "festgelegt" oder "festgehalten" ist daher vorliegend zu verstehen, daß der betreffende Teil des Bimetallelements gegenüber der Anordnung (beispielsweise) der Abdeckung 35 unter normalen Montage- und Arbeitsbedingungen stationär gehalten ist, jedoch von Hand in eine neue stationäre Lage gebracht werden kann, um den Temperatursteuer- oder -regelbereich des Bimetallelements zu korrigieren .

Wie am besten aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, weist die Bimetallspirale 53 einen innerhalb eines Schlitzes des Ventil-Schafts 43 liegenden Endabschnitt 55 sowie einen weiteren Endabschnitt 57 (festgehaltenes Ende) auf, dessen Winkellage gegenüber dem ersten Endabschnitt 55 den Temperaturbereich bestimmt, innerhalb dessen es zu einer Verstellung des Ventilarms 45 kommt.

Über dem Endteil 51 des Bügels 47 sitzt eine Klemme 61, die, wie am besten aus Fig. 5 hervorgeht, im wesentlichen U-Form hat und zwei Seitenwände 63 und 65 aufweist. Jede der Seitenwände 63 und 65 ist mit zwei Zungen 67 versehen, die nach innen gebogen sind (Fig. 5) und mit dem Endteil 51 des BUgels in Eingriff stehen, um eine Axialverschiebung der Klemme 61 entlang dem Bügelendteil 51 zu verhindern, es sei denn, eine solche Verstellung ist erwünscht.

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Jede der Seitenwände 63, 65 bildet einen Schlitz 71. Die Schlitze 71 sind so ausgerichtet, daß sie den zweiten Endabschnitt 57 der Bimetallspirale aufnehmen, der sich entsprechend Fig. 3 durch die Schlitze hindurcherstreckt. Die Schlitze 71 verhindern dabei jede nennenswerte Verlagerung des zweiten Endabschnitts 57 entlang der Achse der Klemme 61. Wie am besten aus Fig. 4 hervorgeht, bildet der Bügelendteil 51 eine Öffnung 73 mit einer Breite W, die vorzugsweise so gewählt ist, daß der zweite Endabschnitt 57 hinreichend justiert, das heißt, um die Achse des Ventilschafts 43 oder um den ersten Endabschnitt 55 gedreht werden kann. Die Breite W ist daher vorzugsweise ungefähr gleich der vorbestimmten, gewünschten Justierbarkeit des Endabschnitts 57 in einer zur Achse der Klemme 61 parallelen Richtung.

Die Fig. 6 bis 8 zeigen eine abgewandelte Ausführungsform der Klemme, wobei entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen, jedoch mit einem zusätzlichen Strich, versehen sind. Bei der Klemme 61 gehen die Schlitze 71 von der Oberseite der Klemme, das heißt vom vom Bügel 47 abgewendeten Teil, aus. Im Falle der Klemme 61' gehen die Schlitze 71' dagegen von der Unterseite der Klemme aus, das heißt dem dem Bügel 47' benachbarten Teil. Diese abgewandelte Ausführungsform kann für Fälle vorzuziehen sein, bei denen die Gefahr besteht, daß sich der Endabschnitt 57 von den Schlitzen 71 der Klemme 61 löst, sei

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es in Folge von Vibrationen oder durch unsachgemäße Eingriffe.

Die oben beschriebene Anordnung erlaubt es also» den zweiten Endabschnitt 57 des Bimetallelements zu Justagezwecken in eine neue Stellung zu bringen, um die Temperatur zu ändern, bei der eine Verstellung des Ventilarms erfolgt· Die vorstehend erläuterten konstruktiven Lösungen können in Einzelheiten abgewandelt werden. Wesentlich ist, daß die Kupplung einen mit Bezug auf die Kupplung festliegenden BUgel und eine Klemme aufweist, die unter normalen Arbeitsbedingungen mit dem BUgel in festem Eingriff steht, die jedoch gegenüber dem BUgel verstellt werden kann, wenn es erwünscht ist, den "festgehaltenen" Endabschnitt des Bimetallelements zu verlagern, der von der Klemme aufgenommen ist.

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Claims

Ansprüche

ι 1 .y Fluidkupplung, gekennzeichnet durch ein drehbares erstes Kupplungsorgan, eine diesem Kupplungsorgan zugeordnete Abdeckung, die zusammen mit dem Kupplungsorgan eine Fluidkammer begrenzt, eine die Fluidkammer in eine Fluidarbeitskammer und eine Fluidspeicherkammer unterteilende Ventilplatte, ein in der Fluidarbeitskammer angeordnetes, drehbares zweites Kupplungsorgan, das gegenüber dem ersten Kupplungsorgan drehbar ist, eine Ventilanordnung, mittels deren die Fluidverbindung zwischen der Arbeits- und der Speicherkammer steuerbar ist, und eine die Ventilanordnung steuernde, temperaturabhängige Einrichtung mit einem Bimetallelement, dessen einer Endabschnitt mit der Ventilanordnung in Wirkungsverbindung steht, einem gegenüber der Kupplung festgelegten Bügel und einer Klemme mit den anderen Endabschnitt des Bimetallelements aufnehmenden und eine Drehbewegung des anderen Endabschnitts gegenüber dem einen Endabschnitt im wesentlichen verhindernden Mitteln, wobei die Klemme mit dem Bügel derart verstellbar in Eingriff steht, daß sie eine Winkeljustierung des anderen Endabschnitts des Bimetallelements gestattet.

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ORIGINAL INSPECTED
2. Fluidkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel einen von der Abdeckung wegstehenden, im wesentlichen flachen Endteil aufweist und die Klemme im wesentlichen U-förmig ausgebildet und zur Aufnahme des Endteils vorgesehen ist.
3. Fluidkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemme eine Achse bildet, die im wesentlichen parallel zu der Ebene des Endteils gerichtet ist.
4. Fluidkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmige Klemme zwei einander gegenüberliegende Seitenwände aufweist, von denen jede einen Schlitz zur Aufnahme des anderen Endabschnitts des Bimetallelements bildet.
5. Fluidkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Endabschnitt von den Schlitzen der Seitenwände derart aufgenommen ist, daß er im wesentlichen senkrecht zu der Achse steht.
6. Fluidkupplung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen gegenüber der Abdeckung drehbaren und mit der Ventilanordnung in Wirkungsverbindung stehenden Ventilschaft mit Mitteln zur Aufnahme des einen Endabschnitts des Bimetallelements .

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7. Fluidkupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemme eine Achse bildet und derart ausgerichtet ist, daß sie auf der Sehne eines Kreises liegt, dessen Mittelpunkt mit der Achse des Ventilschafts im wesentlichen zusammenfällt .
8. Fluidkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Endteil eine Öffnung bildet, mindestens ein größerer Teil der Öffnung innerhalb der U-förmigen Klemme liegt und der andere Endabschnitt des Bimetallelements durch die Öffnung hindurchreicht.
9. Fluidkupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung eine Breite hat, die ungefähr gleich einem vorbestimmten Justierbereich des anderen Endabschnitts des Bimetallelements ist.
10. Fluidkupplung gekennzeichnet durch ein erstes drehbares Kupplungsorgan, eine diesem Kupplungsorgan zugeordnete Abdeckung, die zusammen mit dem Kupplungsorgan eine Fluidkammer begrenzt, eine die Fluidkammer in eine Fluidarbeitskammer und eine Fluidspeicherkammer unterteilende Ventilplatte, ein in der Fluidarbeitskammer sitzendes, drehbares zweites Kupplungsorgan, das gegenüber dem ersten Kupplungsorgan drehbar ist, eine Ventilanordnung, mittels deren die

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Fluidverbindung zwischen der Arbeits- und der Speicherkammer steuerbar ist, und eine die Ventilanordnung steuernde temperaturabhängige Einrichtung mit einer Bimetallspirale, deren innerer Endabschnitt mit der Ventilanordnung in Wirkungsverbindung steht, einem an der Abdeckung fest angebrachten Bügel und einer mit dem Bügel normalerweise in festem Eingriff stehenden Klemme mit den äußeren Endabschnitt der Bimetallspirale aufnehmenden Mitteln zum Verhindern einer Drehbewegung des äußeren Endabschnitts
gegenüber dem inneren Endabschnitt, wobei die Klemme im
wesentlichen U-förmig ist, eine Achse bildet und gegenüber dem Bügel zwecks Winkeljustierung des äußeren Endabschnitts der Bimetallspirale axial verschiebbar ist.
11. Fluid kupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel einen im wesentlichen flachen, im wesentlichen senkrecht zu der Abdeckung ausgerichteten Endteil aufweist, der eine Sehne eines Kreises bildet, dessen Mittelpunkt mit dem inneren Endabschnitt der Bimetallspirale im wesentlichen zusammenfällt.

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12. Fluidkupplung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmige Klemme zwei einander gegenüberliegende Seitenwände aufweist, die zwischen sich den Endteil des Bügels aufnehmen.
13. Fluidkupplung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Seitenwände der Klemme einen Schlitz aufweist und die Schlitze den äußeren Endabschnitt der Bimetallspirale aufnehmen.
14. Fluidkupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Endabschnitt der Bimetallspirale durch die Schlitze der Seitenwände derart hindurchgeführt ist, daß

er im wesentlichen senkrecht zu der Ebene des Endteils des Bügels steht.
15. Fluidkupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Seitenwandschlitze von einem benachbart dem Bügel liegenden Teil der betreffenden Seitenwand ausgeht.
16. Fluidkupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Seitenwandschlitze von dem offenen Ende der U-förmigen Klemme ausgeht.

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17. Fluidkupplung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Seitenwandschlitze von einem von dem Bügel abliegenden Teil .der betreffenden Seitenwand ausgeht.
18. Fluidkupplung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Endteil eine Öffnung bildet, mindestens ein größe· rer Teil der Öffnung zwischen den Seitenwänden liegt und der äußere Endabschnitt der Bimetallspirale durch die Öffnung hindurchreicht.
19. Fluidkupplung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung eine Breite hat, die ungefähr gleich dem gewünschten Bereich der Axialverstellbarkeit des äußeren Endabschnitts der Bimetallspiral· iet.

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