FR2608240A1

FR2608240A1 - Viscous fluid coupling

Info

Publication number: FR2608240A1
Application number: FR8717172A
Authority: FR
Inventors: Herbert Taureg
Original assignee: Uni Cardan AG
Current assignee: GKN Automotive GmbH
Priority date: 1986-12-12
Filing date: 1987-12-09
Publication date: 1988-06-17
Anticipated expiration: 2007-12-09
Also published as: IT8707141V0; FR2608240B1; IT8705252A0; IT1221577B

Abstract

The object of the invention is to optimise the torque transmission characteristic of a viscous fluid coupling. According to the invention, this problem is solved by the fact that the sum of the calculated volumes of all the openings 2, 3 which represent the perforation in the discs 1 at least corresponds to the volume of the gaseous fluid which is enclosed in the coupling at atmospheric pressure.

Description

L'invention concerne un accouplement à fluide visqueux, composé d'un premier élément d'accouplement, constitué par un arbre, et d'un deuxième élément d'accouplement, constitué par un carter et monté à joint étanche sur le premier élément de l'accouplement, ainsi que de disques munis d'uné perforation et qui sont fixés so lidairement en rotation, en alternance, les uns au premier élément de l'accouplement et les autres au deuxième, le volume annulaire limité par le premier et le deuxième éléments de l'accouplement, qui renferme les disques, étant rempli en partie d'un liquide visqueux tandis que la partie restante de cet espace est occupée par un fluide gazeux. The invention relates to a viscous fluid coupling, composed of a first coupling element, constituted by a shaft, and of a second coupling element, constituted by a casing and mounted with a seal on the first element of the coupling, as well as discs provided with a perforation and which are fixed so in rotation, alternately, some to the first element of the coupling and others to the second, the annular volume limited by the first and the second elements of the coupling, which encloses the discs, being partly filled with a viscous liquid while the remaining part of this space is occupied by a gaseous fluid.

I1 est déjà connu (DE-A-2 607 353) de pratiquer des perforations dans les disques des accouplements à fluide visqueux. Dans ce document, il est déjà indiqué que les perforations, qui peuvent être constituées par des fentes ou par des ouvertures à section fermée, permettent d'améliorer la capacité de transmission du couple d'un accouplement à fluide visqueux. It is already known (DE-A-2 607 353) to make perforations in the discs of the viscous fluid couplings. In this document, it is already indicated that the perforations, which can be constituted by slots or by openings with closed section, make it possible to improve the capacity for transmitting the torque of a viscous fluid coupling.

Cette information purement qualitative concernant la raison pour laquelle on pratique des perforations ne donne aucune indication sur les rapports qui lient les perforations au comportement de transmission du couple d'un accouplement à fluide visqueux. This purely qualitative information concerning the reason for which perforations are performed gives no indication of the reports which link the perforations to the torque transmission behavior of a viscous fluid coupling.

L'invention se donne pour but de perfectionner un accouplement à fluide visqueux sous l'aspect de sa caractéristique de transmission du couple en optimisant rationnellement la perforation des disques. The object of the invention is to improve a viscous fluid coupling in terms of its characteristic of transmitting torque by rationally optimizing the perforation of the discs.

Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait que le rapport liant la somme des volumes calculés de toutes les ouvertures qui représentent la perforation des disques au volume du fluide gazeux enfermé à la pression atmosphérique est supérieur à l'unité. According to the invention, this problem is solved by the fact that the ratio linking the sum of the calculated volumes of all the openings which represent the perforation of the discs to the volume of the gaseous fluid enclosed at atmospheric pressure is greater than unity.

L'invention se base sur le fait reconnu que les plots d'air enfermés dans les interstices formés entre les disques voisins ne participent pas à la transmission du couple, puisque cette transmission est assurée par un effet de cisaillement du liquide. The invention is based on the recognized fact that the air studs enclosed in the interstices formed between the neighboring disks do not participate in the transmission of the torque, since this transmission is ensured by a shearing effect of the liquid.

Il est nécessaire de laisser un certain pourcentage d'air dans le volume intérieur d'un accouplement à fluide visqueux pour permettre au liquide visqueux de se dilater en volume lorsque la température s'élève. It is necessary to leave a certain percentage of air in the interior volume of a viscous fluid coupling to allow the viscous liquid to expand in volume when the temperature rises.

En choisissant la relation dimensionnelle qui lie le volume calculé de l'ensemble des perforations au volume d'air maximum qui peut être présent dans le carter de l'accouplement, on peut faire en sorte que l'air réparti dans le liquide sous la forme de petites bulles puisse se loger dans les ouvertures qui forment la perforation pendant la rotation relative entre les disques voisins qui se produit pendant le fonctionnement, ce qui a pour effet qu'il ne reste pour travailler entre les disques que du liquide visqueux libre de bulles d'air. By choosing the dimensional relationship which links the calculated volume of all the perforations to the maximum air volume which may be present in the coupling housing, it is possible to ensure that the air distributed in the liquid in the form small bubbles can be lodged in the openings which form the perforation during the relative rotation between the neighboring discs which occurs during operation, which has the effect that there remains for working between the discs only viscous liquid free of bubbles of air.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, d'un exemple de réalisation et en regard des dessins annexés sur lesquels,
la figure I représente un accouplement à fluide visqueux en coupe longitudinale ; et
la figure 2 représente un disque de l'accouplement, tel qu'il se présente dans la réalisation selon l'invention dans la moitié supérieure de la figure et tel qu'il se présente dans l'état de la technique dans la moitié inférieure.Other characteristics and advantages of the invention will be better understood on reading the description which follows, of an exemplary embodiment and with reference to the appended drawings in which,
Figure I shows a viscous fluid coupling in longitudinal section; and
2 shows a coupling disc, as it appears in the embodiment according to the invention in the upper half of the figure and as it appears in the state of the art in the lower half.

L'accouplement à fluide visqueux 6 qui est représenté schématiquement sur la figure 1 comprend un carter d'accouplement 7. Dans ce carter 7, est monté coaxialement un arbre 8 qui est libre en rotation par rapport au carter 7 (axe x-x). The viscous fluid coupling 6 which is shown diagrammatically in FIG. 1 comprises a coupling housing 7. In this housing 7, a shaft 8 is mounted coaxially which is free to rotate relative to the housing 7 (axis x-x).

La partie tubulaire 10, sensiblement cylindrique, du carter 7 de l'accouplement présente sur sa surface interne des dents 12 d'orientation axiale, réparties sur la circonférence. La partie tubulaire 10 est fermée à ses extrémités par des parois 13, 14 dont chacune possède un perçage central 15, 16, l'arbre 8 tourillonnant dans ces perçages et émergeant du carter 7 de l'accouplement, au moins d'un côté. The tubular part 10, substantially cylindrical, of the casing 7 of the coupling has on its internal surface teeth 12 of axial orientation, distributed over the circumference. The tubular part 10 is closed at its ends by walls 13, 14 each of which has a central bore 15, 16, the shaft 8 journalling in these bores and emerging from the casing 7 of the coupling, at least on one side.

L'une des parois 13 peut être constituée par un couvercle. La paroi 13 formant couvercle est montée à joint étanche dans la partie tubulaire 10 au moyen d'une garniture d'étanchéité 22. Par ailleurs, des garnitures d'étanchéité 21 sont disposées entre les perçages 15 et 16 des parois 13, 14 et la surface externe 17 de l'arbre 8. One of the walls 13 can be constituted by a cover. The wall 13 forming a cover is mounted with a watertight seal in the tubular part 10 by means of a seal 22. Furthermore, sealings 21 are arranged between the holes 15 and 16 of the walls 13, 14 and the outer surface 17 of the shaft 8.

L'arbre 8 est muni, sur sa surface externe 17, de dents 18 qui s'étendent parallèlement à celles du carter de l'accouplement. Des disques 1, 9 sont associés au carter 7 de l'accouplement et à l'arbre 8. Les disques 9 associés au carter 7 sont liés solidairement en rotation, par une denture extérieure, aux dents 12 de la surface interne 11 de la partie tubulaire 10. Les disques 1 associés à l'arbre sont munis, dans leur perçage central, de dents 19 au moyen desquelles ils sont liés solidairement en rotation aux dents 18 de l'arbre. Les disques juxtaposés axialement sont, en alternance, un disque 9 associé au carter 7 de l'accouplement et un disque 1 associé à l'arbre 8. The shaft 8 is provided, on its outer surface 17, with teeth 18 which extend parallel to those of the coupling housing. Discs 1, 9 are associated with the casing 7 of the coupling and with the shaft 8. The discs 9 associated with the casing 7 are joined in rotation, by external toothing, to the teeth 12 of the internal surface 11 of the part tubular 10. The discs 1 associated with the shaft are provided, in their central bore, with teeth 19 by means of which they are integrally connected in rotation to the teeth 18 of the shaft. The axially juxtaposed discs are alternately a disc 9 associated with the casing 7 of the coupling and a disc 1 associated with the shaft 8.

Le volume intérieur 20 de l'accouplement 6 qui n'est pas occupé par les disques 1, 9 est en partie rempli d'un liquide visqueux, par exemple d'une huile de silicone et le volume restant est rempli d'un fluide gazeux, par exemple, d'air. Les disques 1, 9 présentent une perforation (des ouvertures 2, 3), ainsi qu'on l'expliquera encore dans la suite en regard de la figure 2, à propos de l'état de la technique, et pour un disque 1 associé à l'arbre 8, les explications valant également pour les autres disques 1, de même que pour les disques 9 associés au carter 7. The internal volume 20 of the coupling 6 which is not occupied by the disks 1, 9 is partly filled with a viscous liquid, for example a silicone oil and the remaining volume is filled with a gaseous fluid , for example, air. The discs 1, 9 have a perforation (openings 2, 3), as will be explained further below with reference to FIG. 2, in connection with the state of the art, and for an associated disc 1 in the shaft 8, the explanations also being valid for the other disks 1, as well as for the disks 9 associated with the casing 7.

Le rapport liant la fraction du volume représentée par les ouvertures 2, 3 de tous les disques 1, 9 à la fraction du volume représentée par le fluide gazeux est supérieur à l'unité à la pression atmosphérique (V perforation : V fluide gazeux > 1). The ratio linking the fraction of the volume represented by the openings 2, 3 of all the disks 1, 9 to the fraction of the volume represented by the gaseous fluid is greater than unity at atmospheric pressure (V perforation: V gaseous fluid> 1 ).

Dans la moitié supérieure de la figure 2, on a représenté le rapport liant la perforation au volume total du fluide gazeux enfermé selon l'invention. Ici, la perforation pratiquée dans le disque 1 est composée de fentes 2 orientées radialement et d'ouvertures rondes 3 dans lesquelles le fluide gazeux s'est logé sous la forme de bulles sphériques 4, ainsi qu'on peut le voir sur la figure 2. Les surfaces effectives du disque 1 sont exemptes de bulles gazeuses aplaties et peuvent donc participer sur toute leur étendue à l'établissement du phénomène de cisaillement intervenant dans la transmission du couple. In the upper half of Figure 2, there is shown the ratio linking the perforation to the total volume of the gaseous fluid enclosed according to the invention. Here, the perforation in the disc 1 is composed of radially oriented slots 2 and round openings 3 in which the gaseous fluid is housed in the form of spherical bubbles 4, as can be seen in FIG. 2 The effective surfaces of the disc 1 are free of flattened gas bubbles and can therefore participate over their entire extent in the establishment of the shearing phenomenon involved in the transmission of the torque.

Dans la moitié inférieure de la figure 2, dans laquelle le rapport liant la perforation au volume enfermé du fluide gazeux est plus petit, le fluide gazeux ne peut pas se loger entièrement dans la perforation sous la forme de bulles sphériques et il se fixe sur les surfaces effectives du disque 1 sous la forme de bulles gazeuses aplaties 5. In the lower half of FIG. 2, in which the ratio linking the perforation to the enclosed volume of the gaseous fluid is smaller, the gaseous fluid cannot be entirely lodged in the perforation in the form of spherical bubbles and it is fixed on the effective surfaces of the disc 1 in the form of flattened gas bubbles 5.

Sur la figure 2, on peut voir que la fraction de la surface du disque 1 selon l'état de la technique représentée dans la moitié inférieure, qui est disponible pour l'établissement du phénomène de cisaillement, est beaucoup plus faible que dans la forme de réalisation selon l'invention, qui est représentée dans la moitié supérieure de la figure 2. In FIG. 2, it can be seen that the fraction of the surface of the disc 1 according to the state of the art represented in the lower half, which is available for establishing the shear phenomenon, is much lower than in the form according to the invention, which is shown in the upper half of FIG. 2.

Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif, sans sortir du cadre de l'invention. Of course, various modifications may be made by those skilled in the art to the device which has just been described solely by way of non-limiting example, without departing from the scope of the invention.

Claims

CLAIM

k viscous fluid coupling composed of a first element, constituted by a shaft, and of a second element, constituted by a casing and mounted with a seal on the first element, as well as discs provided with a perforation and which are fixed joined in rotation, alternately, some to the first element of the coupling and others to the second, the annular volume limited by the first and the second elements of the coupling, which encloses the discs, being partly filled with a viscous liquid while the remaining part of this volume is occupied by a qazous fluid, characterized in that the ratio linking the sum of the calculated volumes of the openings (2, 3) representing the perforation of the discs (1, 9) to the volume of the fluid gas enclosed at atmospheric pressure is greater than unity.