Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsreibungskupplung gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a fluid friction clutch according to
the preamble of claim 1.
Aus der DE-PS 32 43 967 ist eine Flüssigkeitsreibungskupplung
der gattungsgemäßen Art bekannt, bei der eine elektromagneti
sche, in einem U-schenkelartigen Gehäuse vergossene, Spule
achsgleich und ortsfest zu einer Antriebswelle für die Kupplung
angeordnet ist. Der von der bedarfsweise erregten Spule aus
gehende magnetische Fluß führt über das Gehäuse der Spule, ei
nen Luftspalt, einen als Polschuh ausgebildeten hülsenartigen
Fortsatz der Keilriemenscheibe, einen zweiten Luftspalt, einen
kreisringförmigen Polschuh des Kupplungsgehäuses und einen wei
teren Luftspalt zum Anker und entsprechend zurück.From DE-PS 32 43 967 is a fluid friction clutch
of the generic type known, in which an electromagnetic
cal, encapsulated in a U-leg-like housing
Axial and fixed to a drive shaft for the clutch
is arranged. From the coil excited when needed
going magnetic flux leads over the housing of the coil, egg
NEN air gap, a sleeve-shaped as a pole piece
Extension of the V-belt pulley, a second air gap, one
annular pole piece of the clutch housing and a white
air gap to the anchor and back accordingly.
Die aufgezeigte Flußwegführung bedingt magnetisch leitende Werk
stoffe der genannten Bauteile und durch die durch den entspre
chend langen Flußweg mit einer Vielzahl von Luftspalten beding
ten Verluste eine entsprechend dimensionierte Spule hoher Lei
stung.The flow path shown requires magnetically conductive work
substances of the named components and by the corresponding
long river path with a large number of air gaps
losses a correspondingly dimensioned coil of high lei
stung.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Flüssigkeitsreibungs
kupplung der genannten Art so auszubilden, daß bei einer Ver
ringerung der Verluste Gewicht und Kosten der Kupplung gesenkt
werden.
The object of the invention is therefore a liquid friction
coupling of the type mentioned so that at a ver
reduction of losses weight and cost of coupling reduced
will.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Weitere
Merkmale und Vorteile gehen aus dem Unteranspruch und der Be
schreibung hervor.The object of the invention is achieved by the characterizing
Part of claim 1 specified features solved. Further
Features and advantages result from the subclaim and the Be
spelling out.
Bei der erfindungsgemäßen Flüssigkeitsreibungskupplung ist die
bedarfsweise erregbare elektromagnetische Spule außerhalb der
Keilriemenscheibe achsgleich zu derselben und zur Antriebswelle
axial in unmittelbarer Nähe des Ventilkörpers, von diesem durch
das Kupplungsgehäuse getrennt, angeordnet. Ein Vorteil dieser
Anordnung ist, daß die Keilriemenscheibe nicht mehr, wie beim
gattungsbildenden Stand der Technik, aus einem magnetisch lei
tenden Material bestehen muß und aufgrund dessen auch aus einem
leichteren Werkstoff, wie z. B. Leichtmetall, hergestellt werden
kann, was zu einer Reduzierung des Gewichts und auch zu einem
geringeren Preis führt. Die Anordnung der Spule außerhalb der
Keilriemenscheibe in unmittelbarer Nähe des den Füllstand in
der Kupplung steuernden Ventilkörpers, nur durch einen Teil des
Kupplungsgehäuses von diesem getrennt, verringert außerdem die
Verluste auf dem magnetischen Flußweg und gestattet somit die
Verwendung einer geringer dimensionierten Spule, was wiederum
zu einer weiteren Gewichts- und Kostenreduzierung führt.In the fluid friction clutch according to the invention
if necessary excitable electromagnetic coil outside the
V-belt pulley coaxial to the same and to the drive shaft
axially in the immediate vicinity of the valve body, through it
the clutch housing is arranged separately. An advantage of this
The arrangement is that the V-belt pulley is no longer, as with
generic state of the art, from a magnetic lei
tendency material must exist and because of that also from one
lighter material, such as B. light metal
can lead to a reduction in weight and also to a
leads to lower price. The arrangement of the coil outside the
V-belt pulley in the immediate vicinity of the level in
the clutch controlling valve body, only by part of the
Coupling housing separated from this also reduces the
Losses in the magnetic flux path and thus allows the
Use a smaller spool, which in turn
leads to a further weight and cost reduction.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand
der Zeichnung beschrieben. Die einzige Figur, die aus Gründen
der Einfachheit nur halbseitig bis zu ihrer Symmetrieachse 1
gezeichnet ist, zeigt eine Halterung 2, die in nicht näher be
schriebener Weise an einer hier nicht gezeigten Brennkraftma
schine befestigt ist. In einem Lager 3 der Halterung 2 wird
eine Antriebswelle 4 getragen, die frei drehbar in bezug auf
die Halterung 2 ist. Über einen Befestigungsflansch 5 und eine
Verschraubung 6 ist ein Fortsatz 7 einer Keilriemenscheibe 8
drehfest mit dieser Antriebswelle 4 verbunden. Die Keilriemen
scheibe 8 wird über einen Keilriemen 9 von der nicht
dargestellten Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angetrieben
und versetzt somit die Antriebswelle 4 in Drehung. Über eine
Verschraubung 10 ist ein Antriebsflansch 11 mit der Antriebs
welle 4 als axiale Verlängerung derselben verbunden und trägt
über ein Lager 12 frei drehbar eine Flüssigkeitsreibungskupp
lung 13. Drehfest auf dem Antriebsflansch 11 ist ein Primärrad
14 angeordnet, welches von den beiden Gehäuseteilen 15 und 16
der Flüssigkeitsreibungskupplung 13 umgeben ist und an seinem
Außendurchmesser mit einem mehrgängigen Fördergewinde ausge
führt ist. Das Gehäuseteil 15 ist auf dem Lager 12 befestigt.
Beide Gehäuseteile 15, 16 sind miteinander verbunden (17) und
frei drehbar in bezug auf die Antriebswelle 4 bzw. den Antriebs
flansch 11. Sie bilden zusammen je einen Vorratsraum 18 und
einen Arbeitsraum 19 für die Kupplungsflüssigkeit, welche Räume
18 bzw. 19 durch das Primärrad 14 voneinander abgetrennt sind.
Der Arbeitsraum 19 wird dabei gegenüber dem Antriebsflansch 11
über eine am Gehäuseteil 16 angeordnete Dichtung 20 abgedich
tet. Am Gehäuseteil 15 ist das Kühlgebläse 21 mit einer Ver
schraubung 22 befestigt. Zusätzlich kann dieses Gehäuseteil 15
auch noch einen Federteller 23 als Schutzelement für das Lager
12 aufnehmen. Im Primärrad 14 ist wenigstens eine den Vorrats
raum 18 mit dem Arbeitsraum 19 verbindende Übertrittsöffnung 24
für die Kupplungsflüssigkeit vorgesehen, die von einem am Pri
märrad 14 befestigten Halter 25, der an seinem Ende einen Ven
tilkörper 26 trägt, verschlossen wird. An der Brennkraftmaschi
ne sind in nicht gezeigter Weise ein oder mehrere Träger 27
befestigt, welche die Keilriemenscheibe 8 und ihren Fortsatz 7
umgreifen und eine in einem an ihm gehaltenen U-schenkelförmi
gen Gehäuse 28 angeordnete elektromagnetische Spule 29 trägt.
Die Anordnung des achsgleich zur Antriebswelle 4 ausgebildeten
Spulenkörpers 29 ist dabei so gewählt, daß dieser einen radia
len Abstand zur Welle 4 aufweist, der in etwa dem radialen Ab
stand der Übertrittsöffnung 24 im Primärrad 14 zur Welle 4 ent
spricht. Der der Spule axial gegenüberliegende Teil des
Ventilkörpers 26, der die Übertrittsöffnung 24 verschließt, ist
als Anker 30 zur elektromagnetischen Spule 29 ausgebildet.An embodiment of the invention is described below with reference to the drawing. The only figure, which for reasons of simplicity is only drawn on one side up to its axis of symmetry 1 , shows a holder 2 , which is fastened to an internal combustion engine (not shown) in a manner not described here. In a bearing 3 of the bracket 2 , a drive shaft 4 is carried, which is freely rotatable with respect to the bracket 2 . An extension 7 of a V-belt pulley 8 is connected in a rotationally fixed manner to this drive shaft 4 via a fastening flange 5 and a screw connection 6 . The V-belt pulley 8 is driven by a V-belt 9 from the crankshaft, not shown, of the internal combustion engine and thus sets the drive shaft 4 in rotation. About a screw 10 , a drive flange 11 is connected to the drive shaft 4 as an axial extension of the same and carries a bearing 12 freely rotatably a liquid friction clutch 13th A primary wheel 14 is arranged in a rotationally fixed manner on the drive flange 11 , which is surrounded by the two housing parts 15 and 16 of the fluid friction clutch 13 and is guided on its outer diameter with a multi-start feed thread. The housing part 15 is attached to the bearing 12 . Both housing parts 15 , 16 are connected to each other ( 17 ) and freely rotatable with respect to the drive shaft 4 or the drive flange 11 . Together, they each form a storage space 18 and a working space 19 for the clutch fluid, which spaces 18 and 19 are separated from one another by the primary wheel 14 . The working space 19 is sealed against the drive flange 11 via a seal 20 arranged on the housing part 16 . On the housing part 15 , the cooling fan 21 is fastened with a screw 22 Ver. In addition, this housing part 15 can also accommodate a spring plate 23 as a protective element for the bearing 12 . In the primary wheel 14 , at least one of the storage space 18 with the work space 19 connecting passage 24 for the clutch fluid is provided, which is closed by a primary wheel 14 fastened to the holder 25 which carries a valve body 26 at its end. On the internal combustion engine ne one or more carriers 27 are attached in a manner not shown, which encompass the V-belt pulley 8 and its extension 7 and carries an electromagnetic coil 29 arranged in a housing 28 held on it U-shaped body 28 . The arrangement of the coaxially formed to the drive shaft 4 bobbin 29 is chosen so that it has a radia len distance to the shaft 4 , which was approximately the radial distance from the transition opening 24 in the primary wheel 14 to the shaft 4 speaks ent. The part of the valve body 26 axially opposite the coil, which closes the transition opening 24 , is designed as an armature 30 to the electromagnetic coil 29 .
An geeigneter Stelle an der Brennkraftmaschine, z. B. im Kühl
mittelkreislauf einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine
oder im Schmiermittelkreislauf einer luftgekühlten Brennkraft
maschine, ist ein nicht gezeigter Temperaturfühler vorgesehen,
der auf ebenfalls nicht gezeigte Weise die elektromagnetische
Spule 29 ansteuert. Der von der Spule 29 ausgehende magnetische
Fluß führt über das Gehäuse 28 zum Anker 30 und auf entsprechen
dem Weg wieder zurück. Durch den aufgezeigten kurzen Flußweg
muß außer dem Gehäuse 28 nur noch der Anker 30 aus magnetisch
leitendem Material bestehen. Durch diese Reduzierung von Bau
teilen aus magnetisch leitendem Material können sowohl Gewicht
als auch Kosten eingespart werden. Außerdem bewirkt der geringe
axiale Abstand zwischen Spule 29 und Anker 30, daß die Verluste
durch Luftspalte gering gehalten werden können und somit eine
Spule reduzierter Leistung eingesetzt werden kann, was zu einer
weiteren Einsparung an Gewicht und Kosten führt.At a suitable location on the internal combustion engine, e.g. B. in the cooling medium circuit of a liquid-cooled internal combustion engine or in the lubricant circuit of an air-cooled internal combustion engine, a temperature sensor, not shown, is provided which controls the electromagnetic coil 29 in a manner not shown. The magnetic flux emanating from the coil 29 leads via the housing 28 to the armature 30 and on the way back again. Due to the short flow path shown, in addition to the housing 28, only the armature 30 has to be made of magnetically conductive material. This reduction of construction parts made of magnetically conductive material can save both weight and costs. In addition, the small axial distance between the coil 29 and the armature 30 means that the losses due to air gaps can be kept low and thus a coil of reduced power can be used, which leads to a further saving in weight and cost.
Liegt die vom oben erwähnten Temperaturfühler gemessene Tempe
ratur unterhalb eines bestimmten vorgegebenen Wertes, so ist
die Spule 29 stromlos, der Anker 30 bleibt abgefallen und der
Ventilkörper 26 verschließt die Übertrittsbohrung 24. Durch
Fliehkraftwirkung im angetriebenen Primärrad 14 wird im Vor
ratsraum 18 befindliche viskose Kupplungsflüssigkeit in den
äußeren Bereich des Vorratsraumes 18 verdrängt, welcher Bereich
in etwa auf der Höhe der Übertrittsöffnung 24 liegt und durch
den Schenkel 32 des Primärrades 14 begrenzt ist. Bei Überschrei
ten der vorgegebenen Temperatur wird die Spule 29 erregt und
der Anker 30 in axialer Richtung zur Spule 29 hin ausgelenkt,
wodurch der Ventilkörper 26, der - wie oben beschrieben - auf
einem am Primärrad 14 befestigten Halter 25 getragen wird, die
Übertrittsöffnung 24 freigibt. In dieser Stellung des
Ventilkörpers 26 kann die durch Fliehkraftwirkung in den Be
reich der Übertrittsöffnung 24 gelangte viskose Kupplungsflüs
sigkeit aus dem Vorratsraum 18 durch dieselbe in den Arbeits
raum 19 und von dort in den zwischen Primärrad 14 und Gehäuse
teil 15 befindlichen Spaltraum 31 gelangen, wo sie den Antrieb
des Gehäuseteiles 15 und damit auch des Kühlgebläses 21 be
wirkt.If the temperature measured by the above-mentioned temperature sensor is below a certain predetermined value, the coil 29 is de-energized, the armature 30 remains dropped and the valve body 26 closes the transition bore 24 . By centrifugal action in the driven primary wheel 14 of the reservoir 18 is displaced in front of rats space 18 located viscous clutch fluid into the outer region, which region is located approximately at the height of the opening 24 and is limited by the leg 32 of the primary wheel fourteenth When the specified temperature is exceeded, the coil 29 is excited and the armature 30 is deflected in the axial direction toward the coil 29 , as a result of which the valve body 26 , which - as described above - is carried on a holder 25 fastened to the primary wheel 14 , releases the transfer opening 24 . In this position of the valve body 26 , the viscous coupling fluid obtained from centrifugal force in the area of the transfer opening 24 can pass from the storage space 18 through the same into the working space 19 and from there into the gap space 31 located between the primary wheel 14 and the housing 15 , where it affects the drive of the housing part 15 and thus also the cooling fan 21 be.
Nach Unterschreiten einer bestimmten Temperatur wird die Spule
29 stromlos geschaltet und der Anker 30 fällt ab. Dadurch kehrt
der Ventilkörper 26, durch die Kraft des federnd am Primärrad
14 befestigten Halters 25 erzwungen in seine die Übertrittsöff
nung 24 verschließende Ausgangsstellung zurück und die Zufuhr
von Kupplungsflüssigkeit in den Spaltraum 31 wird unterbunden.
Die im Spalt 31 befindliche Kupplungsflüssigkeit wird mit Hilfe
des Fördergewindes am Außenumfang des Primärrads 14 über die
Öffnung 33 desselben in den Vorratsraum 18 gepumpt. Auf diese
Weise kann auch keine Kraftübertragung zwischen dem Primärrad
14 und dem Gehäuseteil 15 mehr erfolgen und das Kühlgebläse 21
wird nicht mehr angetrieben.After falling below a certain temperature, the coil 29 is switched off and the armature 30 drops out. As a result, the valve body 26 , forced by the force of the spring 25 fastened to the primary wheel 14 holder, returns to its initial position closing the transfer opening 24 and the supply of clutch fluid into the gap space 31 is prevented. The clutch fluid located in the gap 31 is pumped into the storage space 18 by means of the delivery thread on the outer circumference of the primary wheel 14 via the opening 33 thereof. In this way, power transmission between the primary wheel 14 and the housing part 15 can also no longer take place and the cooling fan 21 is no longer driven.