DE3601709A1 - FAN COUPLING FOR DRIVING A FAN OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents
FAN COUPLING FOR DRIVING A FAN OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINEInfo
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- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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Description
Die Erfindung betrifft eine Lüfterkupplung, insbesondere für den Antrieb eines Lüfters einer Brennkraftmaschine, z.B. bei einem Kraftfahrzeug, umfassend eine Antriebswelle mit einem Läufer, ein auf der Antriebswelle gelagertes Kupplungsgehäuse mit einer durch eine Trennwand abgedeck ten, den Läufer aufnehmenden und zusammen mit dem Läufer Scherspalte definierenden Läuferkammer, einen auf dem Kupplungs gehäuse befestigten, zusammen mit der Trennwand eine Vorrats kammer definierenden Gehäusedeckel, eine von der Läufer kammer zur Vorratskammer führende Läuferkammeraustrittsöff nung nahe der radial äußeren Begrenzung der Läuferkammer, eine von der Vorratskammer zu der Läuferkammer führende Läuferkammereintrittsöffnung radial einwärts der Läufer kammeraustrittsöffnung, eine Scherflüssigkeitsfüllung in der Vorratskammer und ggf. in der Läuferkammer, eine Pump einrichtung innerhalb der Läuferkammer zum Fördern von Scherflüssigkeit aus der Läuferkammer in die Vorratskammer durch die Läuferkammeraustrittsöffnung, einen Ventilkörper zum Öffnen und Schließen der Läuferkammereintrittsöffnung und eine auf die Temperatur in der Umgebung der Lüfterkupplung ansprechende Betätigungseinrichtung für diesen Ventilkörper, welche die Läuferkammereintrittsöffnung unterhalb eines vor bestimmten Temperaturwerts schließt und oberhalb dieses vor bestimmten Temperaturwerts öffnet, wobei bei geöffneter Läuferkammereintrittsöffnung eine ständige Zirkulation der Scherflüssigkeit durch die Vorratskammer und die Läufer kammer stattfindet, so daß in den Scherspalten Scherflüssig keit vorhanden ist und diese ein Drehmoment von dem Läufer auf die Läuferkammer überträgt und bei geschlossener Läufer kammereintrittsöffnung die Läuferkammer leergepumpt wird.The invention relates to a fan clutch, in particular for driving a fan of an internal combustion engine, e.g. in a motor vehicle, comprising a drive shaft with a rotor, one on the drive shaft Coupling housing with a covered by a partition the host and together with the runner Rotor chamber defining shear gap, one on the clutch attached to the housing, together with the partition a supply chamber-defining housing cover, one from the runner chamber leading to the pantry voltage near the radially outer boundary of the rotor chamber, one leading from the pantry to the rotor chamber Rotor chamber inlet opening radially inward of the rotor chamber outlet opening, a shear fluid filling in a pump in the pantry and possibly in the rotor chamber device within the rotor chamber for conveying Shear fluid from the rotor chamber into the storage chamber through the rotor chamber outlet opening, a valve body for opening and closing the rotor chamber inlet opening and one on the temperature around the fan clutch responsive actuator for this valve body, which the rotor chamber inlet opening below a front certain temperature value closes and above this certain temperature value opens, with open Rotor chamber inlet opening a constant circulation of the Shear fluid through the pantry and runners chamber takes place, so that shear liquid in the shear columns speed is present and this is a torque from the rotor transfers to the rotor chamber and with the rotor closed chamber inlet opening, the rotor chamber is pumped empty.
Eine solche Lüfterkupplung ist aus der DE-OS 31 07 198 bekannt.Such a fan clutch is from DE-OS 31 07 198 known.
Bei der bekannten Ausführungsform sind an der Innenfläche des Gehäusedeckels Wärmeaustauschrippen vorgesehen, die den erklärten Zweck haben, die Berührungsfläche zwischen dem Gehäusedeckel und der Scherflüssigkeit zu vergrößern und dadurch den Wärmeaustausch mit dem Gehäusedeckel und letztlich mit der den Gehäusedeckel auf seiner Außenseite bestreichenden Umgebungsluft zu verbessern.In the known embodiment are on the inner surface provided heat exchange fins of the housing cover, the have the stated purpose of being the interface between to enlarge the housing cover and the shear fluid and thereby the heat exchange with the housing cover and ultimately with the housing cover on its outside to improve the surrounding air.
Es wurde nun gefunden, daß die Wirksamkeit dieser Wärmeaus tauschrippen verhältnismäßig gering ist. Dies wird darauf zurückgeführt, daß die aus der Läuferkammer kommende und dort erhitzte heiße Scherflüssigkeit die Profilierung nur zu einem Teil umströmt. Es wird vermutet, daß die aus der Läuferkammer in die Vorratskammer mit einer gegenüber der Füllung der Vorratskammer höheren Temperatur eintretende Scherflüssigkeit entsprechend ihrer geringeren Dichte unter dem Einfluß der durch den Umlauf des Kupplungsgehäu ses bewirkten Zentrifugalkraft auf kürzestem Weg radial einwärts wandert und sich dort auf dem Innenumfang des durch die Zentrifugalkraft erzeugten Flüssigkeitsrings innerhalb der Vorratskammer verteilt. Es wird weiter ver mutet, daß demzufolge die heiße Scherflüssigkeit mit dem größten Teil der Wärmeaustauschrippen überhaupt nicht in Berührung tritt.It has now been found that the effectiveness of this heat swap ribs is relatively low. This is going on returned that the coming out of the rotor chamber and hot shear fluid there only heated the profiling flows around in part. It is believed that the from the Runner chamber in the pantry with one opposite the Filling the pantry entering higher temperature Shear fluid according to its lower density under the influence of the circulation of the clutch housing centrifugal force on the shortest path radially hikes inward and there on the inner circumference of the liquid ring generated by the centrifugal force distributed within the pantry. It will continue to ver suggests that the hot shear fluid with the most of the heat exchange fins not in at all Touch occurs.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wärmeaustausch der Scherflüssigkeit mit dem Gehäusedeckel und damit letzt lich mit der den Gehäusedeckel auf seiner Außenseite berührenden Umgebungsluft zu verbessern. The invention has for its object the heat exchange the shear fluid with the housing cover and thus last Lich with the housing cover on its outside touching ambient air.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschla gen, daß innerhalb der Vorratskammer Stauelemente vorge sehen werden, welche den im allgemeinen radial einwärts verlaufenden Strömungsweg der durch die Läuferkammeraus trittsöffnung in die Vorratskammer eintretenden Scherflüssig keit innerhalb der Vorratskammer verlängern.To solve this problem, the invention proposes gene that pre-stowed elements within the pantry will see which is generally radially inward running flow path through the rotor chamber shear fluid entering the storage chamber Extend the speed inside the pantry.
Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung wird der durch die Läuferkammeraustrittsöffnung in die Vorratskammer gelangen den heißen Scherflüssigkeit ein verlängerter Strömungsweg aufgezwungen, bevor diese heiße Scherflüssigkeit an den Innenumfang des in der Vorratskammer gebildeten Scher flüssigkeitsrings gelangen kann, so daß ein intensiver Wärmeaustausch mit den Stauelementen und mit der Innen fläche des Gehäusedeckels stattfindet und damit letztlich mit der Umgebungsluft.In the training according to the invention Get the rotor chamber outlet opening into the pantry the hot shear fluid an extended flow path forced before this hot shear liquid to the Inner circumference of the shear formed in the pantry liquid ring can reach, so that an intense Heat exchange with the dam elements and with the inside surface of the housing cover takes place and thus ultimately with the ambient air.
Der Erfindungsvorschlag ist von besonderer Bedeutung des halb, weil durch den c w -Wert verbessernde Maßnahmen an Personenkraftwagen die Kühlwirksamkeit des Fahrtwindes verringert und dadurch das Temperaturniveau im Motorraum erhöht wird. Dadurch werden die Betriebsbedingungen für die Lüfterkupplung verschlechtert, insofern, als das Tempera turgefälle zwischen der Lüfterkupplung und seiner Umgebung innerhalb des Motorraums verringert wird, so daß die aus der Verlustleistung innerhalb der Lüfterkupplung resultie rende Wärmemenge nicht ausreichend schnell abgeführt werden kann. Dies würde bei Fehlen der erfindungsgemäßen Maßnahme zu einer Gelierung der Scherflüssigkeit und damit zu einem schnelleren Ausfall der Lüfterkupplung führen.The proposed invention is of particular importance half because of the reduced by the drag coefficient improving measures to passenger cars, the cooling efficiency of the airstream and thus the temperature level is increased in the engine compartment. This worsens the operating conditions for the fan clutch, insofar as the temperature drop between the fan clutch and its surroundings within the engine compartment is reduced, so that the heat quantity resulting from the power loss within the fan clutch cannot be dissipated sufficiently quickly. In the absence of the measure according to the invention, this would lead to gelation of the shear fluid and thus to a faster failure of the fan clutch.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Stauelemente an der Innenfläche des Gehäusedeckels angebracht sind und bis an die Trennwand heranreichen. Durch diese Gestaltung ist eine hohe Wärmeleit fähigkeit von den Stauelementen zu dem Gehäusedeckel sicher gestellt.According to a preferred embodiment of the invention provided that the baffle elements on the inner surface of the Housing cover are attached and up to the partition reach up. This design ensures high thermal conductivity ability from the damming elements to the housing cover safely posed.
Es wird weiter eine solche Gestaltung der Stauelemente vor geschlagen, daß der innerhalb der Vorratskammer im allge meinen radial einwärts verlaufende Strömungsweg längs min destens eines Kreisbogenabschnitts um die Achse der An triebswelle verläuft. Bei dieser Gestaltung der Stauelemen te wird mit geringem Bauaufwand ein großer Strömungsweg für die Scherflüssigkeit erreicht. Dies gilt in besonderem Maße, wenn der innerhalb der Vorratskammer im allgemeinen radial einwärts verlaufende Strömungsweg nacheinander meh rere Kreisbogenabschnitte und dazwischen jeweils einen radial gerichteten Abschnitt besitzt. Ein besonders wirk samer Wärmeaustausch wird bei Anwendung dieses Bauprinzips dadurch erreicht, daß die Stauelemente von mindestens zwei Ringrippen gebildet sind, welche zwischen sich jeweils einen kreisringförmigen Strömungswegabschnitt definieren und daß diese Ringrippen in Umfangsrichtung gegeneinander ver setzte radiale Durchbrüche aufweisen.Such a design of the baffle elements will continue struck that within the pantry in general my radially inward flow path along min at least one circular arc section around the axis of the An drive shaft runs. With this design of the congestion elements te becomes a large flow path with little construction effort reached for the shear fluid. This is especially true Dimensions if the inside of the pantry in general radially inward flow path one after the other more circular arc sections and one between each has radially directed section. A particularly effective lamer heat exchange is achieved using this construction principle thereby achieved that the baffle elements of at least two Ring ribs are formed, each one between them define annular flow path section and that these ring ribs ver against each other in the circumferential direction set radial breakthroughs.
Ein anderes, hinsichtlich der Wärmeaustauschwirksamkeit ebenfalls sehr günstiges Bauprinzip ist gekennzeichnet durch eine derartige Gestaltung der Stauelemente, daß der im allgemeinen radial einwärts verlaufende Strömungsweg einen einem Kreisbogen um die Achse der Antriebswelle fol genden Wellenverlauf besitzt. Auch diese Ausführungsform läßt sich leicht herstellen.Another one, in terms of heat exchange efficiency very favorable construction principle is also marked by such a design of the baffle elements that the generally radially inward flow path a circular arc around the axis of the drive shaft fol has the corresponding waveform. This embodiment too is easy to manufacture.
Beispielsweise kann sie in der Weise verwirklicht werden, daß die Stauelemente eine radial einwärts gerichtete und eine radial auswärts gerichtete Ringfläche und Radial flügel aufweisen, welche abwechselnd von der radial ein wärts gerichteten und von der radial auswärts gerichteten Ringfläche ausgehen und in Abstand vor der jeweils anderen Ringfläche enden.For example, it can be implemented in the way that the baffle elements are directed radially inwards and a radially outward ring surface and radial have wings, which alternate from the radial one towards the front and radially outwards Extend ring area and at a distance from each other End of the ring surface.
Die Stauelemente können beispielsweise im Druckgußverfahren zusammen mit dem Deckel hergestellt werden.The baffle elements can, for example, in the die casting process can be made together with the lid.
Der Wärmeaustausch mit der Umgebungsluft kann noch weiter dadurch verstärkt werden, daß der Gehäusedeckel an seiner Außenseite mit Kühlrippen versehen ist. Diese Maßnahme ist an sich aus der DE-OS 31 07 198 bekannt und kann mit be sonderem Vorteil in der Weise ausgestaltet werden, daß die Kühlrippen als Radialgebläseschaufeln ausgebildet sind.The heat exchange with the ambient air can go even further be reinforced by the fact that the housing cover on his Outside is provided with cooling fins. This measure is known per se from DE-OS 31 07 198 and can be with be particularly advantageous in such a way that the Cooling fins are designed as radial fan blades.
Um die Masse und damit die Wärmekapazität des Gehäusedeckels trotz der Stauelemente gering zu halten, kann man vorsehen, daß im Bereich der Stauelemente auf der Außenseite des Gehäusedeckels Vertiefungen gebildet sind.About the mass and thus the heat capacity of the housing cover to keep it low despite the baffle elements, you can provide that in the area of the baffle elements on the outside of the Housing cover depressions are formed.
Die beiliegenden Figuren erläutern die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen. Es stellen dar:The accompanying figures explain the invention with reference to Embodiments. They represent:
Fig. 1 einen die Achse der Antriebswelle enthaltenden Schnitt durch eine erfindungsgemäße Lüfter kupplung; Figure 1 shows a section containing the axis of the drive shaft through a fan clutch according to the invention.
Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II von Fig. 1 und Fig. 2 shows a section along line II-II of Fig. 1 and
Fig. 3 eine Ansicht entsprechend derjenigen der Fig. 2 bei einer abgewandelten Ausführungsform. Fig. 3 is a view corresponding to that of FIG. 2 in a modified embodiment.
In Fig. 1 ist mit 10 eine Antriebswelle der Lüfterkupplung bezeichnet. Diese Antriebswelle 10 trägt eine Läufer scheibe 12. Auf der Antriebswelle 10 ist durch ein nicht dargestelltes Lager ein Kupplungsgehäuse 14 drehbar gela gert. Das Kupplungsgehäuse 14 ist durch einen Gehäusedeckel 16 abgedeckt. Zwischen dem Gehäusedeckel 16 und das Kupp lungsgehäuse 14 ist eine Trennwand 18 eingespannt. Der Gehäusedeckel 16 ist mit dem Kupplungsgehäuse 14 durch Bolzen 20 verbunden, durch welche gleichzeitig Lüfterflü gel 22 an dem Kupplungsgehäuse 14 befestigt sind. Innerhalb des Kupplungsgehäuses 14 ist eine die Läuferscheibe 12 auf nehmende Läuferkammer 24 ausgebildet, wobei Scherspalte 26, 28 und 30 gebildet sind. Zwischen der Trennwand 18 und dem Gehäusedeckel 16 ist eine Vorratskammer 32 gebildet. Die Läuferkammer 24 und die Vorratskammer 32 nehmen eine Scherflüssigkeit, z.B. ein Silikonöl, auf. Zur Abdichtung sind Dichtungen 34 und 36 vorgesehen. Von der Vorratskammer 32 führt eine Läuferkammereintrittsöffnung 38 zur Läuferkammer 24. Dieser Läuferkammereintrittsöffnung 38 ist ein Ventilkör per 40 zugeordnet, der von einer an der Trennwand 18 ange nieteten Federstahllamelle 40 gebildet ist. Die Federstahlla melle 40 steht unter der Einwirkung einer Betätigungsein richtung 42 in Form eines Bimetallelements. Das Bimetall element 42 wirkt über einen Stößel 44 auf die Federstahlla melle 40, wobei der Stößel 44 unter Vermittlung einer Dich tung 46 durch den Gehäusedeckel 16 hindurchgeführt ist.In Fig. 1, 10 denotes a drive shaft of the fan clutch. This drive shaft 10 carries a rotor disc 12th On the drive shaft 10 , a clutch housing 14 is rotatably gela gert by a bearing, not shown. The clutch housing 14 is covered by a housing cover 16 . Between the housing cover 16 and the hitch be housing 14 , a partition 18 is clamped. The housing cover 16 is connected to the clutch housing 14 by bolts 20 , through which at the same time fan blades 22 are fastened to the clutch housing 14 . A rotor chamber 24 , which receives the rotor disk 12, is formed within the clutch housing 14 , shear gaps 26 , 28 and 30 being formed. A storage chamber 32 is formed between the partition wall 18 and the housing cover 16 . The rotor chamber 24 and the storage chamber 32 hold a shear liquid, for example a silicone oil. Seals 34 and 36 are provided for sealing. A rotor chamber inlet opening 38 leads from the storage chamber 32 to the rotor chamber 24 . This rotor chamber inlet opening 38 is assigned a Ventilkör by 40 , which is formed by a riveted to the partition 18 spring steel plate 40 . The Federstahlla melle 40 is under the influence of an actuating device 42 in the form of a bimetal element. The bimetallic element 42 acts via a plunger 44 on the Federstahlla melle 40 , the plunger 44 with the arrangement of a device 46 is passed through the housing cover 16 .
Die Läuferscheibe 12 ist mit einer Ringnut 48 ausgeführt, in welche eine Ringrippe 50 an der Trennwand 18 hinein taucht. Eine Läuferkammeraustrittsöffnung 52 durchsetzt die Ringrippe 50 und die Trennwand 18. Durch die Ringrippe 50 und die Ringnut 48 ist eine Pumpeinrichtung gebildet, bei spielsweise dadurch, daß auf der Ringrippe 50 eine nicht eingezeichnete, in Umfangsrichtung ansteigende Keilfläche gebildet ist, die einen Schmierkeil zwischen der axial ge richteten Fläche der Ringrippe und der ihr gegenüberstehenden axial gerichteten Fläche der Ringnut 48 erzeugt, wobei das Druckmaximum des Ölkeils sich im Bereich der Läuferkammer austrittsöffnung 52 befindet.The rotor disk 12 is designed with an annular groove 48 into which an annular rib 50 on the partition 18 is immersed. A rotor chamber outlet opening 52 passes through the annular rib 50 and the partition 18 . By the annular rib 50 and the annular groove 48 , a pumping device is formed, for example in that an unillustrated, circumferentially increasing wedge surface is formed on the annular rib 50 , which has a lubricating wedge between the axially directed surface of the annular rib and the axially opposing face thereof Surface of the annular groove 48 generated, the pressure maximum of the oil wedge is located in the area of the rotor chamber outlet opening 52 .
In Fig. 1 nimmt das Bimetallelement 42 und damit die Fe derstahlwelle 40 diejenige Stellung ein, die einer gerin gen Temperatur in der Umgebung der Lüfterkupplung entspricht. Dabei ist die Läuferkammereintrittsöffnung 38 geschlossen. Unter diesen Bedingungen fördert die Pumpeinrichtung 48, 50 solange Scherflüssigkeit aus der Läuferkammer 24 in die Vorratskammer 32, bis die Läuferkammer 24 im wesentlichen entleert ist. Die Scherspalten 26, 28 und 30 enthalten dann keine Scherflüssigkeit und es wird im wesentlichen kein Drehmoment von der Läuferscheibe 12 auf das Kupplungs gehäuse 14 übertragen. Das Kupplungsgehäuse läuft dann, wenn überhaupt, nur mit sehr geringer Drehzahl und die Lüf terflügel erzeugen im wesentlichen keinen Kühlluftstrom gegen die Brennkraftmaschine, welche nicht dargestellt ist und die man sich in der Fig. 1 rechts von der Lüfterkupp lung vorzustellen hat, während man sich den Kühler des Wasserkühlsystems links von der Lüfterkupplung vorzustellen hat.In Fig. 1, the bimetallic element 42 and thus the Fe derstahlwelle 40 occupies the position which corresponds to a low temperature in the vicinity of the fan clutch. The rotor chamber inlet opening 38 is closed. Under these conditions, the pump device 48 , 50 conveys shear fluid from the rotor chamber 24 into the storage chamber 32 until the rotor chamber 24 is essentially emptied. The shear columns 26 , 28 and 30 then contain no shear liquid and there is essentially no torque from the rotor disk 12 to the clutch housing 14 transmitted. The clutch housing then runs, if at all, only at a very low speed and the fan blades produce essentially no cooling air flow against the internal combustion engine, which is not shown and which has to be imagined in FIG. 1 to the right of the fan clutch while one is in the picture to introduce the cooler of the water cooling system to the left of the fan coupling.
Wenn die Umgebungstemperatur im Bereich des Bimetallelements 42 ansteigt, so geht dieses in die in Fig. 1 gestrichelt gezeichnete Lage über. Die Federstahllamelle 40 kann sich dann durch ihre eigene Federwirkung von der Läuferkammer eintrittsöffnung 38 abheben. Nunmehr kann Scherflüssigkeit durch die Läuferkammereintrittsöffnung 38 in die Läufer kammer 24 eintreten. Es findet dann eine ständige Zirkula tion von der Vorratskammer 32 durch die Läuferkammereintritts öffnung 38 in die Läuferkammer 24 und von der Läuferkammer 24 durch die Läuferkammeraustrittsöffnung 52 in die Vorrats kammer 32 statt. Die Scherspalten 26, 28 und 30 sind dann ständig mit Scherflüssigkeit gefüllt und die Scherflüssigkeit überträgt ein Drehmoment von der Läuferscheibe 12 auf das Kupplungsgehäuse 14. Die Lüfterflügel 22 werden angetrie ben und die Brennkraftmaschine wird verstärkt mit Kühlluft beaufschlagt, solange, bis das Bimetallelement 42 hinrei chend abgekühlt ist, um die Läuferkammereintrittsöffnung 38 wieder zu verschließen. In der Vorratskammer 32 bildet sich ein Scherflüssigkeitsring, dessen Innendurchmesser bei 54 angedeutet ist.If the ambient temperature rises in the area of the bimetal element 42 , this changes to the position shown in dashed lines in FIG. 1. The spring steel lamella 40 can then stand out from the rotor chamber inlet opening 38 by its own spring action. Now shear fluid can enter the rotor chamber 24 through the rotor chamber inlet opening 38 . There is then a constant circulation from the storage chamber 32 through the rotor chamber inlet opening 38 into the rotor chamber 24 and from the rotor chamber 24 through the rotor chamber outlet opening 52 into the storage chamber 32 . The shear gaps 26 , 28 and 30 are then constantly filled with shear fluid and the shear fluid transmits a torque from the rotor disk 12 to the clutch housing 14 . The fan blades 22 are trie ben and the internal combustion engine is enhanced supplied with cooling air, while is cooled accordingly until the bimetallic element 42 rea to the rotor chamber inlet opening 38 to be resealed. A shear liquid ring is formed in the storage chamber 32 , the inner diameter of which is indicated at 54 .
Die Scherflüssigkeit, welche durch die Läuferkammeraustritts öffnung 50 in die Vorratskammer 32 gelangt, ist durch ihre starke Erwärmung in den Scherspalten 26, 28 und 30 wärmer als der Scherflüssigkeitsvorrat innerhalb der Vorratskammer 32 und hätte deshalb unter der Wirkung der Zentrifugalkraft das Bestreben, auf kürzestem Wege an den Innenumfang 54 des Scherflüssigkeitsrings zu fließen, um sich dort über dessen Innenumfang zu verteilen.The shear liquid, which passes through the rotor chamber outlet opening 50 into the storage chamber 32 , is warmer than the shear liquid supply within the storage chamber 32 due to its strong heating in the shear gaps 26 , 28 and 30 and would therefore strive under the action of the centrifugal force in the shortest possible way to flow to the inner circumference 54 of the shear fluid ring in order to be distributed there over its inner circumference.
Es folgt nun die Beschreibung der erfindungsgemäß getroffe nen Maßnahmen, die verhindern, daß die erhitzte Scherflüssig keit auf dem kürzesten Weg radial einwärts strömt und die dazu bestimmt sind, einen verstärkten Wärmeaustausch der erhitzten Scherflüssigkeit mit dem Gehäusedeckel zu be werkstelligen.There now follows a description of the substances hit according to the invention NEN measures that prevent the heated shear fluid radially inward on the shortest path and the are intended to increase heat exchange heated shear fluid with the housing cover factory.
In Fig. 1 und 2 sind an der Innenfläche des Gehäusedeckels 16 radial versetzt gegeneinander zwei Ringrippen 56 und 58 angeordnet. Die Ringrippe 56 bildet zusammen mit dem Man tel 60 des Gehäusedeckels 16 einen äußeren Ringraum 62 und weist eine radiale Durchbrechung 64 auf. Die Ringrippe 58 bildet zusammen mit der Ringrippe 56 einen inneren Ring raum 66 und weist eine radiale Durchbrechung 68 auf; letzte re ist gegenüber der radialen Durchbrechung 64 um 180° versetzt. Die durch die Läuferkammeraustrittsöffnung 52 in die Vorratskammer 32 eintretende heiße Scherflüssigkeit ist deshalb gezwungen, folgenden Strömungsweg zu durch laufen: äußerer Ringraum 62, radiale Durchbrechung 64, inerer Ringraum 66, radiale Durchbrechung 68. Auf diesem Strömungsweg gelangt sie zum Innenumfang des von der Vor ratskammer 32 aufgenommenen Scherflüssigkeitsrings und kann erst dann durch die Läuferkammereintrittsöffnung 38 wieder in die Läuferkammer 24 gelangen. Auf diesem verlängerten Strömungsweg tritt durch den Wärmetausch mit den Ringrip pen 56 und 58 sowie mit der Stirnwand des Gehäusedeckels 16 eine Abkühlung ein, da ja der Gehäusedeckel 16 durch Wärme austausch mit der Umgebungsluft gekühlt ist. Der Wärmeaus tausch des Gehäusedeckels mit der Umgebungsluft wird durch äußere Kühlrippen 70 begünstigt, die als Radialgebläse schaufeln ausgebildet sind. Zur Materialersparnis und zur Herabsetzung der Wärmekapazität des Gehäusedeckels ist dieser auf seiner Außenseite im Bereich der Ringrippen 56 und 58 mit Vertiefungen 72 versehen.In Fig. 1 and 2 are on the inner surface of the housing cover 16 radially offset from each other two annular ribs 56 and 58th The annular rib 56 forms together with the Man tel 60 of the housing cover 16 an outer annular space 62 and has a radial opening 64 . The annular rib 58 forms, together with the annular rib 56, an inner annular space 66 and has a radial opening 68 ; last right is offset from the radial opening 64 by 180 °. The entering through the rotor chamber outlet opening 52 in the storage chamber 32. Hot shear liquid is therefore forced to run through the following flow path: outer annulus 62, radial through hole 64, inerer annulus 66, radial opening 68th In this flow path it reaches the inner circumference of the shear fluid ring received by the pre-chamber 32 and can only then pass through the rotor chamber inlet opening 38 into the rotor chamber 24 . On this extended flow path occurs through the heat exchange with the Ringrip pen 56 and 58 and with the end wall of the housing cover 16 , since the housing cover 16 is cooled by heat exchange with the ambient air. The heat exchange of the housing cover with the ambient air is favored by outer cooling fins 70 , which are designed as radial blades. To save material and to reduce the thermal capacity of the housing cover, this is provided on the outside in the area of the annular ribs 56 and 58 with depressions 72 .
In der Ausführungsform gemäß Fig. 3 steht dem Mantel 174 des Gehäusedeckels in radialem Abstand eine Ringrippe 176 gegenüber; von dem Mantel 174 gehen radial einwärts gerich tete Radialflügel 178 aus, die kurz vor der Ringrippe 176 enden und von der Ringrippe 176 gehen radial auswärts ge richtete Radialflügel 180 aus, die kurz vor dem Mantel 174 enden. In Umfangsrichtung folgt jeweils ein radial einwärts gerichteter Radialflügel 178 auf einen radial auswärts ge richteten Radialflügel 180. Die durch die Läuferkammer austrittsöffnung 152 in die Vorratskammer 132 eintretende heiße Scherflüssigkeit ist deshalb gezwungen, einen wellen förmigen Strömungsweg zwischen den Radialflügeln 178 und 180 hindurch zu wählen und gelangt schließlich durch einen radialen Durchbruch 182 der Ringrippe 176 an den radial inneren Umfang des in der Vorratskammer 132 ausgebildeten Scherflüssigkeitsrings 154. Auch diese Bauweise sorgt für einen intensiven Wärmeaustausch mit dem Gehäusedeckel 116. Es ist dabei zu bemerken, daß die Radialflügel einstückig mit dem Gehäusedeckel 116 hergestellt sind und mit ihrem in axialer Richtung der Stirnwand des Deckels zugekehrten Enden in diesen übergehen. Auch bei dieser Ausführungsform können in der äußeren Stirnfläche des Gehäusedeckels 116 Vertiefungen 172 jeweils im Bereich der Radialflügel aus gebildet sein.In the embodiment according to FIG. 3, the casing 174 of the housing cover is opposed by an annular rib 176 at a radial distance; from the jacket 174 radially inwardly directed radial vanes 178 that end just before the annular rib 176 and from the annular rib 176 go radially outward directed radial vanes 180 that end just before the jacket 174 . In the circumferential direction, a radially inwardly directed radial wing 178 follows a radially outwardly directed radial wing 180 . The hot shear fluid entering through the rotor chamber outlet opening 152 into the storage chamber 132 is therefore forced to choose a wave-shaped flow path between the radial vanes 178 and 180 and finally reaches the radially inner circumference of the in the storage chamber through a radial opening 182 of the annular rib 176 132 formed shear fluid ring 154 . This design also ensures intensive heat exchange with the housing cover 116 . It should be noted that the radial vanes are made in one piece with the housing cover 116 and with their ends facing the end wall of the cover in the axial direction merge into the latter. In this embodiment, too, recesses 172 can be formed in the outer end face of the housing cover 116 in the area of the radial wing.
Claims (10)
ein auf der Antriebswelle (10) gelagertes Kupplungsge häuse (14) mit einer durch eine Trennwand (18) abgedeck ten, den Läufer (12) aufnehmenden und zusammen mit dem Läufer (12) Scherspalte (26, 28, 30) definierenden Läu ferkammer (24),
einen auf dem Kupplungsgehäuse (14) befestigten, zusammen mit der Trennwand (18) eine Vorratskammer (32) definie renden Gehäusedeckel (16),
eine von der Läuferkammer (24) zur Vorratskammer (32) führende Läuferkammeraustrittsöffnung (52) nahe der radial äußeren Begrenzung der Läuferkammer (24),
eine von der Vorratskammer (32) zu der Läuferkammer (24) führende Läuferkammereintrittsöffnung (38) radial ein wärts der Läuferkammeraustrittsöffnung (52),
eine Scherflüssigkeitsfüllung in der Vorratskammer (32) und gegebenenfalls in der Läuferkammer (24),
eine Pumpeinrichtung (48, 50) innerhalb der Läuferkammer (24) zum Fördern von Scherflüssigkeit aus der Läufer kammer (24) in die Vorratskammer (32) durch die Läufer kammeraustrittsöffnung (52),
einen Ventilkörper (40) zum Öffnen und Schließen der Läuferkammereintrittsöffnung (38) und
eine auf die Temperatur in der Umgebung der Kupplung an sprechende Betätigungseinrichtung (42) für diesen Ventil körper, welche die Läuferkammereintrittsöffnung (38) unterhalb eines vorbestimmten Temperaturwerts schließt und oberhalb dieses vorbestimmten Temperaturwerts öff net,
wobei bei geöffneter Läuferkammereintrittsöffnung (38) eine ständige Zirkulation der Scherflüssigkeit durch die Vorratskammer (32) und die Läuferkammer (24) stattfin det, so daß in den Scherspalten (26, 28, 30) Scherflüssig keit vorhanden ist und diese ein Drehmoment von dem Läu fer (12) auf die Läuferkammer (24) überträgt und bei ge schlossener Läuferkammereintrittsöffnung (38) die Läufer kammer (24) leergepumpt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß innerhalb der Vorratskammer (32) Stauelemente (56, 58) vorgesehen sind, welche den im allgemeinen radial einwärts verlaufenden Strömungsweg (62, 64, 66, 68) der durch die Läuferkammeraustrittsöffnung in die Vorratskammer (32) eintretenden Scherflüssigkeit inner halb der Vorratskammer (32) verlängern.1. fan clutch, in particular for driving a fan of an internal combustion engine, for example in a motor vehicle, comprising a drive shaft ( 10 ) with a rotor ( 12 ),
a on the drive shaft ( 10 ) mounted clutch housing ( 14 ) with a partition ( 18 ) covered th, the rotor ( 12 ) receiving and together with the rotor ( 12 ) shear gap ( 26 , 28 , 30 ) defining Läu ferkammer ( 24 ),
one on the clutch housing ( 14 ), together with the partition ( 18 ) defining a storage chamber ( 32 ) housing cover ( 16 ),
a rotor chamber outlet opening ( 52 ) leading from the rotor chamber ( 24 ) to the storage chamber ( 32 ) near the radially outer boundary of the rotor chamber ( 24 ),
a rotor chamber inlet opening ( 38 ) leading from the storage chamber ( 32 ) to the rotor chamber ( 24 ) radially inward of the rotor chamber outlet opening ( 52 ),
a shear liquid filling in the storage chamber ( 32 ) and possibly in the rotor chamber ( 24 ),
a pump device ( 48 , 50 ) within the rotor chamber ( 24 ) for conveying shear fluid from the rotor chamber ( 24 ) into the storage chamber ( 32 ) through the rotor chamber outlet opening ( 52 ),
a valve body ( 40 ) for opening and closing the rotor chamber inlet opening ( 38 ) and
an actuating device ( 42 ) for this valve body which responds to the temperature in the vicinity of the clutch and closes the rotor chamber inlet opening ( 38 ) below a predetermined temperature value and opens above this predetermined temperature value,
whereby when the rotor chamber inlet opening ( 38 ) is open, a constant circulation of the shear liquid through the storage chamber ( 32 ) and the rotor chamber ( 24 ) takes place, so that there is shear liquid speed in the shear columns ( 26 , 28 , 30 ) and this torque from the load fer (12) transmits to the rotor chamber (24) and is pumped at ge connected rotor chamber inlet opening (38) the rotor chamber (24),
characterized by
that baffle elements ( 56 , 58 ) are provided within the storage chamber ( 32 ), which flow the generally radially inward flow path ( 62 , 64 , 66 , 68 ) of the shear fluid entering the storage chamber ( 32 ) through the rotor chamber outlet opening within the storage chamber ( 32 ) extend.
Priority Applications (3)
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| DE19863601709 DE3601709A1 (en) | 1986-01-22 | 1986-01-22 | FAN COUPLING FOR DRIVING A FAN OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
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1987
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