SE442423B

SE442423B - COMBUSTION ENGINE DRIVE DEVICE

Info

Publication number: SE442423B
Application number: SE7906525A
Authority: SE
Inventors: M C Shadday; D A Wilber
Original assignee: Cummins Engine Co Inc
Priority date: 1978-08-07
Filing date: 1979-08-01
Publication date: 1985-12-23
Also published as: CA1143233A; JPS5857608B2; AU4883279A; DE2931953A1; AU515278B2; GB2027499A; FR2433102A1; DE2931953C2; SE7906525L; IT1118840B; FR2433102B1; GB2027499B; IT7968608A0; IN153468B; BR7904938A; MX148295A; ES483006A1; JPS5525598A

Description

7906525-6 2 koppling som manövreras med hjälp av trycket hos motorns smörj- medel, har man måst anordna en reglerledning och två ledningar för cirkulation av smörjmedel. 7906525-6 2 coupling which is operated by means of the pressure of the engine lubricant, it has been necessary to arrange a control line and two lines for circulation of lubricant.

En annan nackdel hänför sig till driften av åtminstone vissa av de ovannämnda systemen. Tryck tillförs för manövrering av kopp- lingen genom att en ventil öppnas, och trycket förväntas upphöra vid stängning av ventilen. När ventilen stängs så kommer emeller- tid den under tryck stående fluiden att instängas i kopplingen, och trycket-sjunker relativt långsamt i takt med att fluiden läc- ker förbi hqplingsdelarna. Denna relativt långsamma avlastning av trycket kan förorsaka att kopplingen kommer att arbeta i ett del- vis tillslaget tillstånd, vilket resulterar i onödig och överdri- ven uppvärmning av kopplingsskivorna och förslitning och/eller polering av skivorna.Another disadvantage relates to the operation of at least some of the above systems. Pressure is applied to operate the coupling by opening a valve, and the pressure is expected to cease when the valve is closed. When the valve is closed, however, the pressurized fluid will be trapped in the coupling, and the pressure drops relatively slowly as the fluid leaks past the coupling parts. This relatively slow relief of the pressure can cause the coupling to operate in a partially switched on condition, which results in unnecessary and excessive heating of the coupling discs and wear and / or polishing of the discs.

Ett allmänt ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en förbättrad fläktdrivanordning eller drivöverföringsanordning som undviker ovannämnda problem.A general object of the present invention is to provide an improved fan drive device or drive transfer device which avoids the above-mentioned problems.

Enligt uppfinningen uppnås detta genom att den inledningsvis an- givna anordningen kännetecknas av en första ventil, som är inkopp- lad mellan matarpassagen och reglerpassagebanan och som har ett öppet läge och ett stängt läge, vilken första ventil sätter tryck- kammaren i ett tillstånd av högt vätsketryck, när ventilen intar sitt öppna läge, och stänger reglerbanan för vätskeströmning, när ventilen intar sitt stängda läge, och en roterbar andra ventil, som står i förbindelse med tryckkammaren och är roterbar tillsam- mans med den drivande och den drivna delen, vilken andra ventil innefattar en del som pâverkas av fluidtrycket i tryckkammaren och av dennas rotation, och vilken andra ventil är stängd för väts- keströmning vid högt vätsketryck och öppen för vätskeströmning vid reducerat tryck, och att vätsketrycket är verksamt i tryckkamma- ren när den första ventilen är öppen och vätsketrycket bringar den andra ventilen att stänga, varvid tätningarna är inrättade att tillåta vätska att sippra ut från tryckkammaren, när den förs- ta ventilen och den andra ventilen är stängda, varigenom åstad- kommes att vätsketrycket i tryckkammaren reduceras och den andra ventilen öppnar.According to the invention, this is achieved in that the initially indicated device is characterized by a first valve, which is connected between the supply passage and the control passage path and which has an open position and a closed position, which first valve sets the pressure chamber in a state of high liquid pressure, when the valve assumes its open position, and closes the control path for liquid flow, when the valve assumes its closed position, and a rotatable second valve, which communicates with the pressure chamber and is rotatable together with the driving and the driven part, which second valve comprises a part which is affected by the fluid pressure in the pressure chamber and by its rotation, and which second valve is closed for liquid flow at high liquid pressure and open for liquid flow at reduced pressure, and that the liquid pressure is effective in the pressure chamber when the first valve is open and the fluid pressure causes the second valve to close, the seals being arranged to allow fluid to seep out of the pressure chamber, when the first valve and the second valve are closed, thereby causing the liquid pressure in the pressure chamber to be reduced and the second valve to open.

Ytterligare, vidareutvecklande särdrag hos anordningen enligt 7906525-6 uppfinningen framgår av patentkraven 2-4.Further, further developing features of the device according to the invention appear from claims 2-4.

Anordningen enligt uppfinningen, som kan använda motorns smörj- medel såsom regler- och smörjmedium, erfordrar endast tvâ fluid- anslutningar och har egenskapen att kopplingen in- och urkopplas relativt långsamt, dvs till- och frânslagningen sker successivt, vilket förbättrar gångegenskaperna för en med sådan fläktkoppling försedd motor, varigenom snabba belastningsändringar på motorn undviks.The device according to the invention, which can use the engine lubricant as control and lubrication medium, requires only two fluid connections and has the property that the coupling is switched on and off relatively slowly, ie the switching on and off takes place successively, which improves the running properties of such fan coupled motor, thereby avoiding rapid load changes on the motor.

Ovannämnda och ytterligare ändamål och fördelar med föreliggande uppfinning kommer att bli ännu mera uppenbara vid studium av ne- danstående detaljerade beskrivning vari hänvisning sker till rit- ningsfigurerna på de bifogade ritningarna.The above and further objects and advantages of the present invention will become even more apparent upon study of the following detailed description in which reference is made to the drawing figures of the accompanying drawings.

För ritningsfigurerna gäller att fig. 1 visar en sidovy av en för- bränningsmotor med en fläktdrivanordning enligt föreliggande upp- finning; fig. 2 visar i större skala ett diametralt snitt genom den i fig. 1 visade drivanordningen; fig. 3 är en partiell, för- storad vy av en ventil vid fläktdrivanordningen och fig. 4 är en vy liknande den i fig. 3, men visar andra lägen för delarna.For the drawing figures, Fig. 1 shows a side view of an internal combustion engine with a fan drive device according to the present invention; Fig. 2 shows on a larger scale a diametrical section through the drive device shown in Fig. 1; Fig. 3 is a partial, enlarged view of a valve at the fan drive device and Fig. 4 is a view similar to that of Fig. 3, but showing other positions of the parts.

Den i fig. 1 angivna hänvisningsbeteckningen 10 avser en motor som kan vara av konventionell konstruktion med undantag av fläktdriv- anordningen och de tillhörande regleranslutningarna. Motorn 10 om- fattar ett cylinderlock eller topplock 11, ett motorblock 12, ett oljetråg 13, en turbokompressor 14 och ett grenrör 15. En remski- va 17 är inkopplad att drivas av.motorns 10 vevaxel via en hjälp- kuggmekanism (ej visad), och används för att driva motortillbehör inklusive en fläktdrivanordning 21 (fig. 1 och 2) enligt förelig- gande uppfinning.The reference numeral 10 indicated in Fig. 1 refers to a motor which may be of conventional construction with the exception of the fan drive device and the associated control connections. The engine 10 comprises a cylinder cover or cylinder head 11, an engine block 12, an oil pan 13, a turbocharger 14 and a manifold 15. A pulley 17 is connected to be driven by the crankshaft of the engine 10 via an auxiliary gear mechanism (not shown) , and is used to drive motor accessories including a fan drive device 21 (Figs. 1 and 2) according to the present invention.

Drivanordningen 21 bärs upp av ett fäste eller en hållare 22 på den främre änden av motorn 10. Ett flertal gängade hål 24 är upp- tagna genom hållaren 22 för att möjliggöra fastsättning av hålla- ren 22 vid en motordel 20 med hjälp av exempelvis bultar. Vid hâllaren 22 är fast anbragt en stationär lagringsaxel 26, som sträc- ker sig framåt från hållaren 22. Axeln 26 är cylindrisk, och den centrala delen 29 av axeln har, räknat från en med 28 betecknad ansats, reducerad diameter. Vidare gäller att den främre tredje- delen 31 av axeln 26 har ännu mera reducerad diameter räknat från 7906525-6- 4 en=annan ansats 32. Den bakre tredjedelen av axeln är betecknad 30.The drive device 21 is supported by a bracket or holder 22 on the front end of the motor 10. A plurality of threaded holes 24 are received through the holder 22 to enable attachment of the holder 22 to a motor part 20 by means of, for example, bolts. Attached to the holder 22 is a stationary bearing shaft 26, which extends forwards from the holder 22. The shaft 26 is cylindrical, and the central part 29 of the shaft has, calculated from a shoulder denoted by 28, a reduced diameter. Furthermore, the front third part 31 of the shaft 26 has an even more reduced diameter from 7906525-6-4 = another shoulder 32. The rear third part of the shaft is designated 30.

Ett nav 36 är roterbart lagrat på den främre tredjedelen 31 av axeln 26 och uppbär fläktblad 35 och bladhållare 34. I navet 36 finns en inre borrning 37, som passar över axelns 26 parti 31, och ett nâllager 38 åstadkommer den roterbara lagringen av navet 36 på axeln 26. Mellan den främre ändytan av axeln 26 och den centrala delen av navet 36 är monterade ett antal ringformiga Bel- leville-fjädrar 42 och ett tryckrullager 43. Trycklagret 43 upp- tar tryckbelastningen mellan navet 36 och axeln 26, och Belleville- fjädrarna 42 förspänner lagret. Fläktbladen 35 och hållarna 34 är fästa vid en radiellt utskjutande fläns 44 av navet 36, och bultar 46 används för att hålla fast hållarna 34 vid navet 36.A hub 36 is rotatably mounted on the front third 31 of the shaft 26 and carries fan blades 35 and blade holders 34. In the hub 36 there is an inner bore 37 which fits over the portion 31 of the shaft 26, and a needle bearing 38 provides the rotatable bearing of the hub 36 between the front end face of the shaft 26 and the central portion of the hub 36 are mounted a plurality of annular Belleville springs 42 and a thrust roller bearing 43. The thrust bearing 43 receives the pressure load between the hub 36 and the shaft 26, and the Belleville shaft. the springs 42 bias the bearing. The fan blades 35 and holders 34 are attached to a radially projecting flange 44 of the hub 36, and bolts 46 are used to hold the holders 34 to the hub 36.

Fläktdrivanordningen 21 omfattar vidare ett hus, vari ingår en remskivadel 51 och en lockdel 52, som är sammanfogade med hjälp av ett flertal i omkretsled fördelade bultar 53. Remskivadelen 51 är roterbart monterad på axelns 26 bakre del 30 med hjälp av ett bakre rullager S4, och lockdelen 52 är roterbart monterad på utsi- dan av navet 36 med hjälp av ett främre rullager 58. Såsom visas i fig. 2 är de två lagren 54 och 58 så vinkelställda, att lagret 54 förhindrar framâtriktad rörelse av remskivadelen 51, medan lag- ret 58 förhindrar bakâtriktad rörelse av lockdelen 52. Den inre lagerbanan av det bakre rullagret 54 hindras att röra sig framåt av en hâllarring 62, som medelst skruvar 63 är fäst vid axeln 26 vid ansatsen 28, omedelbart framför lagret 54. Den inre lagerbanan av det främre lagret 58 hindras att röra sig bakåt av en hållar- ring 64, som är fäst i ett ringformigt spår upptaget i den yttre omkretsen av navet 36, och av en stoppbricka 66, som är placerad mellan lagret 58 och ringen 64. En bakre roterande axeltätning 67 är monterad mellan utsidan av den bakre delen 30 av axeln 26 och den inre omkretsen av remskivadelen 51 omedelbart bakom lagret 54, och en annan roterande axeltätning 68 är monterad mellan den ytt- re omkretsen av navet 36 och den inre omkretsen av lockdelen 52, omedelbart framför lagret 58.The fan drive device 21 further comprises a housing, which includes a pulley part 51 and a lid part 52, which are joined by means of a plurality of circumferentially distributed bolts 53. The pulley part 51 is rotatably mounted on the rear part 30 of the shaft 26 by means of a rear roller bearing S4, and the lid portion 52 is rotatably mounted on the outside of the hub 36 by means of a front roller bearing 58. As shown in Fig. 2, the two bearings 54 and 58 are so angled that the bearing 54 prevents forward movement of the pulley portion 51, while the bearing The bearing 58 prevents rearward movement of the lid portion 52. The inner bearing race of the rear roller bearing 54 is prevented from moving forward by a retaining ring 62 which is secured to the shaft 26 at the shoulder 28 by means of screws 63, immediately in front of the bearing 54. the front bearing 58 is prevented from moving backward by a retaining ring 64 attached to an annular groove received in the outer periphery of the hub 36, and by a stop washer 66 located between the bearing 58 and r none 64. A rear rotary shaft seal 67 is mounted between the outside of the rear portion 30 of the shaft 26 and the inner circumference of the pulley portion 51 immediately behind the bearing 54, and another rotating shaft seal 68 is mounted between the outer circumference of the hub 36 and the inner circumference of the lid portion 52, immediately in front of the bearing 58.

Av det föregående torde det vara uppenbart att huset är roterbart, tack vare lagren 54 och 58, i förhållande till axeln 26 och i för- hållande till navet 36. Vidare gäller att axeltätningarna 67 och 68 förhindrar läckning av fluid från det inre av huset. Ett par ringformiga, kilremupptagande spår 69 är utformade i den yttre om- 7906525-6 kretsen av remskivadelen 51, och dessa båda spår upptar de tvâ remmarna J8. När motorn är igång gäller följaktligen att remmar- na 18 roterar eller driver remskivadelen 51 och lockdelen 52.From the foregoing, it should be apparent that the housing is rotatable, thanks to the bearings 54 and 58, relative to the shaft 26 and relative to the hub 36. Furthermore, the shaft seals 67 and 68 prevent leakage of fluid from the interior of the housing. A pair of annular V-belt receiving grooves 69 are formed in the outer circumference of the pulley portion 51, and these two grooves receive the two belts J8. Accordingly, when the engine is running, the belts 18 rotate or drive the pulley part 51 and the cover part 52.

Eftersom navet 36 är roterbart i förhållande till såväl axeln 26 som husdelarna 51 och 52, kommer navet inte att rotera såvida in- te en kopplingsmekanism, allmänt betecknad 71, är tillslagen.Since the hub 36 is rotatable relative to both the shaft 26 and the housing parts 51 and 52, the hub will not rotate unless a coupling mechanism, generally designated 71, is turned on.

Kopplingsmekanismen 71 är monterad i det hölje, som bildas av hus- delarna 51 och 52, och omfattar två eller flera radiella skivor 72, som har inâtriktade tungor 73 utformade vid sin inre omkrets.The coupling mechanism 71 is mounted in the housing formed by the housing parts 51 and 52, and comprises two or more radial discs 72, which have aligned tongues 73 formed at their inner circumference.

Tungorna 73 år placerade i i'vüüelha¶eller omkretsled åtskilda slitsar 74 utformade i utsidan av navet 36, så att skivorna 72 ro- terar tillsammans med navet 36. Kopplingsmekanismen 71 innefattar vidare tre eller flera ringformiga plattor 76, som är anordnade mellan skivorna 72. Plattorna 76 har ett flertal radiellt utskju- tande tungor 77, som är upptagna i axiellt utsträckta slitsar 78 utformade i ett kolvhus 79. Kolvhuset 79 omfattar ett rörformigt nav 81, som är roterbart monterat på den centrala delen 29 av axeln 26, ett radiellt utskjutande bakre väggparti 82, som sträcker sig från navpartiet 81 radiellt utåt till omedelbart innanför remskiva- delens51 yttervägg, ett rörformigt yttre väggparti 83, som omger plattorna 76 och skivorna 72 och har de axiella slitsarna 78 upptag- na i sig, och en radiellt utskjutande fläns 84, som är fastspänd mellan angränsande ytor av remskivadelen 51 och lockdelen 52. En ring 86 är också anordnad mellan flänsen 84 och lockdelen 52 för att förbinda kolvhuset 79 med husdelarna 51 och 52. Eftersom flän- sen 84 är fastspänd vid huset, så är det uppenbart att när huset roteras med hjälp av remmarna 18, så kommer kolvhuset 79 och plat- torna 76 också att rotera. v .The tongues 73 are placed in slightly or circumferentially spaced slots 74 formed on the outside of the hub 36, so that the discs 72 rotate together with the hub 36. The coupling mechanism 71 further comprises three or more annular plates 76, which are arranged between the discs 72. The plates 76 have a plurality of radially projecting tongues 77 which are received in axially extending slots 78 formed in a piston housing 79. The piston housing 79 comprises a tubular hub 81 which is rotatably mounted on the central portion 29 of the shaft 26, a radial projecting rear wall portion 82 extending from the hub portion 81 radially outwardly to immediately inside the outer wall of the pulley portion 51, a tubular outer wall portion 83 surrounding the plates 76 and discs 72 and having the axial slots 78 received therein, and a radially projecting flange 84, which is clamped between adjacent surfaces of the pulley part 51 and the lid part 52. A ring 86 is also arranged between the flange 84 and the lid part 52 to connect the piston housing 79 with the housing parts 51 and 52. Since the flange 84 is clamped to the housing, it is obvious that when the housing is rotated by means of the belts 18, the piston housing 79 and the plates 76 will also rotate. v.

En axiellt rörlig kolv 91 är också anordnad, och denna kolv har till uppgift att manövrera kopplingen 71. Kolven 91 är roterbart monte- rad på utsidan av kolvhusets 79 nav 81, och en tätning 92 är anord- nad mellan kolven 91 och navet 81. Kolven 91 sträcker sig radiellt utåt från navet 81 till nära intill den inre omkretsen av kolvhu- sets 79 yttre väggparti 83, och en annan tätning 93 är anordnad mel- lan kolven 91 och det yttre väggpartiet 83. En radiellt utsträckt tryckyta 94 är utformad på framsidan av kolven 91 angränsande till plattorna 76. Härav följer att ifall kolven 91 förflyttas framåt så kommer plattorna 76 och skivorna 72 att pressas samman mellan 7906525-6 ytan 94 och en radiellt utsträckt yta 96 hos lockdelen 52.An axially movable piston 91 is also provided, and this piston has the task of operating the coupling 71. The piston 91 is rotatably mounted on the outside of the hub 81 of the piston housing 79, and a seal 92 is arranged between the piston 91 and the hub 81. The piston 91 extends radially outwardly from the hub 81 to near the inner circumference of the outer wall portion 83 of the piston housing 79, and another seal 93 is provided between the piston 91 and the outer wall portion 83. A radially extending pressure surface 94 is formed on the front of the piston 91 adjacent the plates 76. It follows that if the piston 91 is moved forward, the plates 76 and the discs 72 will be compressed between the surface 94 and a radially extending surface 96 of the lid portion 52.

Trycket på smörjmedlet i motorns smörjsystem används för att man- övrera kopplingen. En axiellt förlöpande reglerpassage 101 är ut- formad i axeln 26, och denna passage sträcker sig axiellt framåt till ett ställe beläget radiellt innanför kolvhusets 79 nav 81.The pressure of the lubricant in the engine lubrication system is used to operate the clutch. An axially extending control passage 101 is formed in the shaft 26, and this passage extends axially forward to a location located radially inside the hub 81 of the piston housing 79.

En radiell passage 104 sträcker sig från den axiella passagen 101 till den yttre omkretsen av axeln 26, och ett ringformigt spår 106 i den inre omkretsen av navet 81 står i förbindelse med passagen 104. Ett flertal radiella passage: 107 är utformade genom navet 81 och förbinder spåret 106 med en tryckkammare 108 belägen mellan framsidan av kolvhuset 79 och baksidan av kolven 91. Kammaren 108 är vid de inre och yttre ändarna tillsluten medelst de båda tätnin- garna 92 och 93. Det torde vara uppenbart att när passagerna 101 och 104, spåret 106 och kammaren 108 är fyllda med ett smörjmedel under tryck, så kommer smörjmedlets tryck att pressa isär kolven 91 och kolvhusets 79 bakre väggparti 82. Eftersom kolvhuset 79 inte kan röra sig axiellt enär dess fläns 84 är fastspänd, så kommer kolven 91 att röra sig framåt, och plattorna 76 och skivorna 72 kommer att pressas samman mellan ytorna 94 och 96. Två ytterligare tätningar 111 är anordnade mellan kolvhusets 79 nav 81 och axeln 26, på motsatta sidor av spåret 106 för att förhindra tryckförlust i kammaren 108.A radial passage 104 extends from the axial passage 101 to the outer circumference of the shaft 26, and an annular groove 106 in the inner circumference of the hub 81 communicates with the passage 104. A plurality of radial passages: 107 are formed through the hub 81 and connects the groove 106 to a pressure chamber 108 located between the front of the piston housing 79 and the rear of the piston 91. The chamber 108 is closed at the inner and outer ends by the two seals 92 and 93. It should be apparent that when the passages 101 and 104, the groove 106 and the chamber 108 are filled with a lubricant under pressure, the pressure of the lubricant will press apart the piston 91 and the rear wall portion 82 of the piston housing 79. Since the piston housing 79 cannot move axially because its flange 84 is clamped, the piston 91 will move and the plates 76 and the discs 72 will be pressed together between the surfaces 94 and 96. Two further seals 111 are arranged between the hub 81 of the piston housing 79 and the shaft 26, on opposite take sides of the groove 106 to prevent pressure loss in the chamber 108.

Förutom reglerpassagen 101, är i axeln 26 anordnade fluidpassager för att leda smörjmedel till lagren och till kopplingen 71 för att kyla och smörja dessa delar. En axiellt utsträckt matarpassage 112 är utformad genom axelns 26 hela längd, och en annan axiellt förlö- pande returpassage 113 är utformad från ansatsen 28 till den bakre änden. Spännringen 62 har i sig en passage 116, som tillåter re- turströmning till passagen 113 från det inre av huset. En rörkrök- sugpump 114 är ansluten till passagen 116, och denna pump pumpar smörjmedlet från det inre av huset till passagen 113.In addition to the control passage 101, fluid passages are provided in the shaft 26 for guiding lubricants to the bearings and to the coupling 71 for cooling and lubricating these parts. An axially extending feed passage 112 is formed along the entire length of the shaft 26, and another axially extending return passage 113 is formed from the shoulder 28 to the rear end. The clamping ring 62 has in itself a passage 116, which allows return flow to the passage 113 from the interior of the housing. A pipe bend suction pump 114 is connected to the passage 116, and this pump pumps the lubricant from the interior of the housing to the passage 113.

Drivanordningen är ansluten till motorns smörjsystem genom tvâ slang- eller rörlängder 121 och 122. Slangen 121 är företrädesvis ansluten i systemet nära intill tryck- eller utloppssidan från den motordrivna smörjmedelspumpen (ej visad), och slangen 122 är anslu- ten till en returledning som leder till smörjmedelsbehållaren. Rör- kopplingar eller anslutningar 123 förbinder slangarna 121 och 122 med hållaren 22. Slangen 121 står i förbindelse med matarpassagen 7906525-6 112, och slangen 122 står i förbindelse med returpassagen 113.The drive device is connected to the engine lubrication system through two hose or pipe lengths 121 and 122. The hose 121 is preferably connected in the system close to the pressure or outlet side of the motor lubricant pump (not shown), and the hose 122 is connected to a return line leading to the lubricant container. Pipe fittings or connections 123 connect the hoses 121 and 122 to the holder 22. The hose 121 communicates with the feed passage 7906525-6 112, and the hose 122 communicates with the return passage 113.

När motorn och pumpen är igång, kommer motorns smörjmedel således att kontinuerligt strömma in i passagen 112, genom lagren och om- kring kopplingsplattorna, och ut från passagen 113.Thus, when the engine and pump are running, the engine lubricant will continuously flow into the passage 112, through the bearings and around the coupling plates, and out of the passage 113.

Reglerpassagen 101 är ansluten till en grenledningspassage 126 som sträcker sig från reglerpassagen 101, genom en ventil 127 och till den bakre änden av matarpassagen 112. Ventilen 127 är monterad på den nedre änden av hållaren 22, och en elektromagnet 128 är fäst vid och inrättad att manövrera ventilen 127. Elektriska ledare 129 förbinder elektromagneten 128 med en styrkrets (ej visad). Denna styrkrets utgör inte del av föreliggande uppfinning, och kan exem- pelvis omfatta en termostatisk strömställare kopplad i serie med en strömkälla och elektromagneten 128. Strömställaren kan vara inkopp- lad att avkänna motortemperaturen och inrättad att vara stängd vid en temperatur över en given temperatur, och därigenom strömmata elektromagneten 128 och öppna ventilen 127.The control passage 101 is connected to a branch line passage 126 extending from the control passage 101, through a valve 127 and to the rear end of the supply passage 112. The valve 127 is mounted on the lower end of the holder 22, and an electromagnet 128 is attached to and arranged to operate the valve 127. Electrical conductors 129 connect the electromagnet 128 to a control circuit (not shown). This control circuit does not form part of the present invention, and may for example comprise a thermostatic switch connected in series with a current source and the electromagnet 128. The switch may be switched on to sense the motor temperature and arranged to be closed at a temperature above a given temperature, thereby flowing the electromagnet 128 and opening the valve 127.

När ventilen 127 stängs, blockeras tryckförbindelsen mellan matar- passagen 112 och reglerpassagen 101, och smörjmedlet strömmar en- dast genom matarpassagen 112, smörj- och kylmedelsströmningsbanor- na i fläktdrivanordningen, och returpassagen 113. När ventilen 127 är öppen, strömmar smörjmedlet genom de ovannämnda smörj- och kyl- medelsströmningsbanorna, och hela smörjmedelstrycket är också verk- samt i grenledningspassagen 126 och i reglerpassagen 101.When the valve 127 is closed, the pressure connection between the feed passage 112 and the control passage 101 is blocked, and the lubricant flows only through the feed passage 112, the lubricant and coolant flow paths in the fan drive, and the return passage 113. When the valve 127 is open, the lubricant flows through the above. the lubricant and coolant flow paths, and the entire lubricant pressure is also operative in the manifold passage 126 and in the control passage 101.

När motorn 10 är i drift och kilremmarna 18 roterar remskivadelen 51 och lockdelen 52, ifall ventilen 127 är stängd, är trycket i kammaren 108 lågt och kolven 91 "flyter" i kolvhuset 79 och utövar inte någon kraft som trycker ihop plattorna 76 och skivorna 72.When the engine 10 is in operation and the V-belts 18 rotate the pulley part 51 and the lid part 52, if the valve 127 is closed, the pressure in the chamber 108 is low and the piston 91 "floats" in the piston housing 79 and does not exert any force compressing the plates 76 and discs 72 .

När motortemperaturen stiger till ett värde över en förutbestämd nivå, öppnas ventilen 127 och smörjmedelstrycket i kammaren 108 kommer då att trycka kolven 91 framåt eller i riktning åt höger, sett i fig. 2, och skivorna 72 och plattorna 76 kommer att pressas samman mellan ytorna 94 och 96. Under dessa förhållanden kommer skivorna och plattorna att vara väsentligen låsta i förhållande till varandra, och det kommer att finnas väsentligen direkt drivförbin- delse mellan remskivadelen 51 och navet 36.When the engine temperature rises to a value above a predetermined level, the valve 127 opens and the lubricant pressure in the chamber 108 will then push the piston 91 forward or in the right direction, as seen in Fig. 2, and the discs 72 and plates 76 will be compressed between the surfaces 94 and 96. Under these conditions, the discs and plates will be substantially locked relative to each other, and there will be a substantially direct drive connection between the pulley portion 51 and the hub 36.

Fläktdrivanordningens koppling omfattar vidare en tryckavlastnings- ventil 131 för reducering av trycket i kammaren 108 relativt snabbt 7906525-6 efter det att ventilen 127 har stängts. Ehuru ventilen 131 kan ut- formas i antingen kolven 91 eller i kolvhuset 79, är den företrä- desvis utformad i husets 79 radiella bakre vägg 82. I ventilen 131 ingår en passage 132 (fig. 3 och 4) utformad genom den bakre väggen 82 av kolvhuset 79, nära intill ytterväggen 83. Passagen 132 har ett cirkulärt tvärsnitt och dess mittlinje sträcker sig parallellt med kolvens 79 rotationsaxel. En fri kula 133 är placerad i den främre änden av passagen 132, och diametern på kulan 133 är större än passagens 132 diameter. Den främre änden av passagen 132 har ett koniskt utvidgat säte 134 för kulan, och en axiellt riktad ansats- borrning 136. Diametern på ansatsborrningen 136 är väsentligt större än passagens 132 innerdiameter, och det koniska sätet 134 sträcker sig mellan passagen 132 och ansatsborrningen 136. Såsom framgår av fig. 3 och 4 är diametern pâ ansatsborrningen 136 väsentligt stör- re än kulans 133 diameter, så att kulan är fri att röra sig radiellt i ansatsborrningen. När kulan 133 anligger mot sätet vid den främre kanten av passagen 132 (fig.3), befinner sig framsidan av kulan på avstånd från kolven 91, men det är möjligt för kulan att rulla ra- diellt och i riktning framåt på det koniska sätet till det i fig. 4 visade läge, där kulan står i kontakt med kolven 91, som håller kvar kulan 133 i ansatsborrningen.Vid det i fig.4 visade läget frilägger kulan passagen 132, men kulan befinner sig fortfarande nära intill den främre änden av passagen 132.The fan drive coupling further comprises a pressure relief valve 131 for reducing the pressure in the chamber 108 relatively quickly after the valve 127 has been closed. Although the valve 131 may be formed in either the piston 91 or in the piston housing 79, it is preferably formed in the radial rear wall 82 of the housing 79. The valve 131 includes a passage 132 (Figs. 3 and 4) formed through the rear wall 82 of the piston housing 79, close to the outer wall 83. The passage 132 has a circular cross-section and its center line extends parallel to the axis of rotation of the piston 79. A free ball 133 is located at the front end of the passage 132, and the diameter of the ball 133 is larger than the diameter of the passage 132. The front end of the passage 132 has a conically expanded seat 134 for the ball, and an axially directed shoulder bore 136. The diameter of the shoulder bore 136 is substantially larger than the inner diameter of the passage 132, and the conical seat 134 extends between the passage 132 and the shoulder bore 136. As shown in Figs. 3 and 4, the diameter of the shoulder bore 136 is substantially larger than the diameter of the ball 133, so that the ball is free to move radially in the shoulder bore. When the ball 133 abuts the seat at the leading edge of the passage 132 (Fig. 3), the front of the ball is spaced from the piston 91, but it is possible for the ball to roll radially and in the forward direction on the conical seat to the position shown in Fig. 4, where the ball is in contact with the piston 91, which holds the ball 133 in the shoulder bore. At the position shown in Fig. 4, the ball exposes the passage 132, but the ball is still close to the front end of the passage 132.

Vi antar nu att remmarna 18 roterar delarna 51 och 52, kolven 91 och kolvhuset. Ifall ventilen 127 är stängd och det inte finns nå- got smörjmedel i kammaren 108 invid ventilen 131, kommer centrifu- galkraften som verkar på kulan 133 att förflytta kulan i riktning utåt till det i fig. 4 visade läget, i vilket kulan hålls tillbaka av kolven 91. När ventilen 127 öppnas, strömmar det under tryck stå- ende smörjmedlet snabbt in i kammaren 108 och börjar strömma ut från kammaren 108 genom passagen 132. Strömningshastigheten för smörjmedlet ut från kammaren 108 och genom passagen 132 ökar snabbt, tills tryckskillnaden över kulan 133 är tillräckligt stor för att övervinna centrifugalkraften och föra kulan 133 mot sätet (fig. 3).We now assume that the belts 18 rotate the parts 51 and 52, the piston 91 and the piston housing. If the valve 127 is closed and there is no lubricant in the chamber 108 adjacent the valve 131, the centrifugal force acting on the ball 133 will move the ball in the outward direction to the position shown in Fig. 4, in which the ball is held back by the piston 91. When the valve 127 is opened, the pressurized lubricant flows rapidly into the chamber 108 and begins to flow out of the chamber 108 through the passage 132. The flow rate of the lubricant out of the chamber 108 and through the passage 132 increases rapidly, until the pressure difference across the ball 133 is large enough to overcome the centrifugal force and move the ball 133 towards the seat (Fig. 3).

Ovannämnda tryckskillnadskraft uppkommer till följd av tryckfallet över den strypta strömningspassagen som bildas mellan kulan 133 och sätet 134, när kulan befinner sig i det i fig. 4 visade läget. Så snart kulan 133 förts till kontakt med sätet så att den blockerar 7906525-6 passagen 132, ökar trycket i kammaren 108 och åstadkommer tillslag- ning av kopplingen, och smörjmedelstrycket håller kvar kulan mot sätet.The above-mentioned pressure differential force arises as a result of the pressure drop across the restricted flow passage formed between the ball 133 and the seat 134, when the ball is in the position shown in Fig. 4. As soon as the ball 133 is brought into contact with the seat so that it blocks the passage 132, the pressure in the chamber 108 increases and causes the coupling to be switched on, and the lubricant pressure retains the ball against the seat.

När ventilen 127 senare stängs, så kommer smörjmedlet i kammaren 108 att vara momentant instängt. Detta smörjmedel roterar tillsam- mans med delarna 79 och 91, och den centrifugalkraft som utövas av smörjmedlet på kolven 91 håller momentant kolven tryckt mot kopp- lingsplattorna och bibehåller kopplingen tillslagen. Det sker emel- lertid en.begränsad läckning av smörjmedel ut från kammaren 108 ge- nom tätningarna 92, 93 och 111, och smörjmedelstrycket i kammaren 108 sjunker något. Det finns två krafter som verkar på kulan 133, centrifugalkraften som är verksam att förflytta kulan radiellt ut- åt till det i fig. 4 visade läget, och smörjmedelskraften som är verksam att hålla kvar kulan mot dess säte. När smörjmedelstrycket sjunker, så minskar smörjmedelskraften till ett värde lägre än cent- rifugalkraften, och kulan förflyttas då till det i fig. 4 visade läget. Smörjmedlet strömmar då genom passagen 132 och in i kammaren som innehåller pumpen 114, och det resulterande tryckfallet i kamma- ren 108 medför snabb frånslagning av kopplingen. Smörjmedlet som strömmar ut från kammaren 108 ersätts av luft som strömmar relativt lätt genom tätningarna.When the valve 127 is later closed, the lubricant in the chamber 108 will be momentarily closed. This lubricant rotates together with the parts 79 and 91, and the centrifugal force exerted by the lubricant on the piston 91 momentarily keeps the piston pressed against the coupling plates and keeps the coupling switched on. However, there is a limited leakage of lubricant out of the chamber 108 through the seals 92, 93 and 111, and the lubricant pressure in the chamber 108 drops slightly. There are two forces acting on the ball 133, the centrifugal force which is effective to move the ball radially outward to the position shown in Fig. 4, and the lubricant force which is effective to hold the ball against its seat. When the lubricant pressure drops, the lubricant force decreases to a value lower than the centrifugal force, and the ball is then moved to the position shown in Fig. 4. The lubricant then flows through the passage 132 and into the chamber containing the pump 114, and the resulting pressure drop in the chamber 108 causes the coupling to be switched off quickly. The lubricant flowing out of the chamber 108 is replaced by air flowing relatively easily through the seals.

Från ovanstående beskrivning torde det vara uppenbart att en ny och användbar fläktdrivanordning har åstadkommits. Fastän fläktdrivan- ordningen innefattar matar- och returströmningsbanor genom vilka smörjmedlet kontinuerligt strömmar, och även en kopplingsreglerba- na genom vilken smörjmedlet strömmar intermittent, erfordras ändock endast två fluidförbindelser till drivanordningen. Tryckavlastnings- ventilen 131 åstadkommer en snabb sänkning av smörjmedelstrycket och frånslagning av kopplingen. ventilen 131 har mycket enkel kon- struktion och funktion, och den arbetar automatiskt utan att erford- ra någon styrning.From the above description, it should be apparent that a new and useful fan drive device has been provided. Although the fan drive device includes feed and return flow paths through which the lubricant flows continuously, and also a coupling control path through which the lubricant flows intermittently, only two fluid connections to the drive device are still required. The pressure relief valve 131 provides a rapid lowering of the lubricant pressure and switching off the coupling. The valve 131 has a very simple construction and function, and it operates automatically without requiring any control.

Ventilens 131 funktion är beroende av ett antal faktorer inklusive varvtal, kulstorlek och vikt. Fackmannen inom omrâdet kan konstrue- ra och dimensionera ventilen, med beaktande av de i sammanhanget kritiska faktorerna, så att ventilen får den önskade driftkarakte- ristiken. Nedan återges en ekvation som anger de krafter som ver- kar på kulan 133. 7906525-6 10 PE = (1) F1 = 28,58 v12 ns f sin å (2) Fz = 0,45% f (ns _ ni) A cos å <3) A = f, cos šf (4) an; "enn e där PE är det smörjmedelstryck som erfordras för att föra kulan 155 till kontakt med sätet.The function of the valve 131 depends on a number of factors including speed, ball size and weight. Those skilled in the art can design and dimension the valve, taking into account the factors critical in this context, so that the valve has the desired operating characteristics. Below is an equation that indicates the forces acting on the sphere 133. 7906525-6 10 PE = (1) F1 = 28.58 v12 ns f sin å (2) Fz = 0.45% f (ns _ ni) A cos å <3) A = f, cos šf (4) an; "enn e where PE is the lubricant pressure required to bring the ball 155 into contact with the seat.

Rf ärradien från rotationsaxeln för axeln 26 till mitten av mataröppningen 107.Rf the radius of rotation from the axis of rotation of the shaft 26 to the center of the feed opening 107.

Rs är radien från rotationsaxeln för axeln 26 till mitt- linjen för ventilpassagen 152.Rs is the radius from the axis of rotation of the shaft 26 to the center line of the valve passage 152.

B är vinkeln för det koniska sätet 151!- (se fíg. 5). n betecknar varvtalet för axeln 26.B is the angle of the conical seat 151! - (see fig. 5). n denotes the speed of the shaft 26.

A är den area på kulan 155 som ligger inom kontaktlin- jen med sätet (fig. 5). d är diametern på kulan 155. wa är den effektiva vikten av kulan 155 när den befinner sig i smörjmedlet.A is the area of the ball 155 that lies within the line of contact with the seat (Fig. 5). d is the diameter of the ball 155. wa is the effective weight of the ball 155 when it is in the lubricant.

D är densiteten hos materialet i kulan.D is the density of the material in the ball.

B Df är densiteten hos smörjmedlet.B Df is the density of the lubricant.

Claims

7906525-6 11 PâIGIIÉKIBV

Drive transmission device in a fluid-actuated vane coupling for connecting a drive part (18) to a driven part (35). in which device a support part (26) is included. a feed passage (112) and a control passage (101) formed in the bar part, a liquid supply system comprising a high pressure line (121) connected to the feed passage (112). wherein the driving part (18) and the driven part (35) are rotatable on the table part (26). a set of first coupling parts (76) are connected to the driving part (18), a set of second coupling parts (72) are connected down the driven part (35). a movable piston (91) adjacent the coupling members (72, 76) for engaging or disengaging the coupling members upon movement of the piston. a pressure cooler (108) adjacent the piston for moving the piston (91) to engage the coupling members (72, 76) when pressure fluid is supplied to the chamber. wherein the control passage (101) is designed as a flow path in the support part (26) and leads to the pressure chamber (108). and seals (92, 93. 111) defining the pressure chamber (108), characterized by a first valve (127). son is connected between the night passage (112) and the control passage path (101) and which has an open position and a closed position. which first valve (127) puts the pressure sensor (108) in a state of high liquid pressure when the valve assumes its open position, and closes the fluid flow control path (101) when the valve assumes its closed position. and a rotatable second valve (131) which communicates down the pressure chute (108) and is rotatable down the driving and the driven part (18 and 35, respectively). which second valve (131) comprises a part (133) which is affected by the fluid pressure in the pressure chamber (108) and by its rotation. and which second valve (131) is closed for liquid flow at high liquid pressure and open for liquid flow at reduced pressure. and that the fluid pressure is effective in the pressure vessel (108) when the first valve (127) is open and the fluid pressure causes the second valve (131) to close. wherein the seals (92, 93. 111) are arranged to allow liquid to seep out of the pressure chamber (108) when the first valve (127) and the second valve (131) are closed, thereby causing the liquid pressure in the pressure chamber (108) to be reduced and the second valve (131) opens.

Device according to claim 1, characterized in that the first valve (127) comprises a temperature-sensitive electromagnet-operated liquid valve.

Device according to claim 1, which comprises a holder (22) for supporting the support part (26). characterized in that the feed passage (112) and the control passage path (101) extend into the holder (22) and are connected down to each other inside the holder.

Device according to claim 3, characterized in that the first valve (127) is attached to the holder (22).