WO2008077663A2 - Flüssigkeitsreibungskupplung mit kugelrollenlagerung, beispeilweise für fahzeuganwendungen - Google Patents

Flüssigkeitsreibungskupplung mit kugelrollenlagerung, beispeilweise für fahzeuganwendungen Download PDF

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    • F16D35/022—Fluid clutches in which the clutching is predominantly obtained by fluid adhesion with rotary working chambers and rotary reservoirs, e.g. in one coupling part actuated by valves the valve being actuated by a bimetallic strip
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    • F16C2361/00—Apparatus or articles in engineering in general
    • F16C2361/43—Clutches, e.g. disengaging bearing

Definitions

  • Fluid friction clutch for example for vehicle applications
  • the invention relates to a fluid friction clutch, for example for vehicle applications, with a roller-mounted and rotationally driven primary part, a drivable secondary part and with means for controlling the torque transmission from the primary part to the secondary part, wherein the primary part is formed by at least one axially fixed and non-rotatably connected to an input shaft drive pulley, wherein the secondary part forms a housing which has a working space filled with a viscous fluid, in which the drive disk is rotatably arranged so that by means of the fluid torque from the primary part to the secondary part is transferable, and wherein the housing of the drivable secondary part by means of at least one Rolling bearing is rotatably supported on the input shaft.
  • Called fluid friction clutches of the generic type, in the professional world ® as Visco clutches are known in diverse tigsten embodiments for some time.
  • a Visco ® fan clutch for driving fan wheels in the cooling system of internal combustion engines is known.
  • a rolling bearing in the form of a single or multi-row deep groove ball bearing, a ZyMN derrollenlagers or a needle bearing is arranged on a drivable shaft between a paragraph and a so-called runner (primary part).
  • the runner is surrounded by an aluminum housing (secondary part) with a cover and a partition wall.
  • the housing has a bearing seat with a cylindrical bearing part, which protrudes axially in the direction of the interior of the Visco ® coupling and having substantially the axial extent of the rolling bearing.
  • the housing and the partition wall form a working space, while the lid forms a reservoir with the partition wall.
  • a valve is arranged, which cooperates with a valve opening in the partition. It is actuated from the outside by a bimetal via a pin temperature-dependent. By controlling the degree of filling in the working space, the housing can be set in rotation with more or less slippage.
  • Visko ® fan clutch fluid friction clutch for driving a fan of an internal combustion engine
  • Visko ® fan clutch fluid friction clutch for driving a fan of an internal combustion engine
  • the degree of filling of the viscous fluid in the working space within the housing is controlled by means of a valve, which is actuated by a bimetallic control. How the shaft bearing is formed concrete, is not disclosed.
  • From DE 197 53 725 A1 is also known from the motor side or drive side of electromagnetically actuated fluid friction clutch for use as a fan clutch of vehicle engines.
  • the clutch housing is rotatably mounted on the hub of a disc-shaped primary part via a rolling bearing, which is designed as a double-row deep groove ball bearing.
  • DE 102 19 872 A1 shows a fan drive with a fluid friction clutch, to which an integrally formed additional electric motor is attached. Shear drive is assigned.
  • the clutch housing is rotatably mounted on the drive shaft by means of a deep groove ball bearing.
  • the invention is therefore based on the object to provide a fluid friction clutch, for example, for vehicle applications, which ensures in terms of conventional approaches to an increased bearing life with the same or even reduced space. Summary of the invention
  • the invention is based on the finding that rolling bearings with rolling elements in the form of spherical rollers with two symmetrically flattened from a ball base and arranged parallel to each other side surfaces with respect to conventional rolling bearings with deep groove ball bearings, cylindrical roller bearings or needle bearings with the same axial length over a greater carrying capacity or have the same load capacity over a smaller axial length.
  • ball roller bearings have long been known per se (see for example DE-PS 311 317 A, DE 43 34 195 A1), but it has remained unknown to provide ball roller bearings for rolling bearing of fluid friction clutches.
  • a fluid friction clutch for example for vehicle applications, with a roller bearing and rotary driven primary part, a drivable secondary part and means for controlling the torque transmission from the primary part to the secondary part, wherein the primary part by at least one axially fixed and rotationally fixed formed with an input shaft drive pulley, wherein the secondary part forms a housing which has a filled with a viscous fluid working space in which the drive pulley is rotatably arranged so that by means of the fluid torque from the primary part to the secondary part is transferable, and wherein the housing of the drivable secondary part is rotatably supported on the input shaft by means of at least one roller bearing, and in which the rolling elements of the at least one roller bearing of the secondary part are in the form of ball rollers two symmetrically flattened by a spherical base shape and parallel to each other side surfaces are formed.
  • the at least one rolling bearing formed by a multi-row angular ball roller bearing wherein both an O-arrangement and an X-arrangement can be provided.
  • this rolling bearing is formed by a four-row angular ball roller bearing in O arrangement or X arrangement.
  • the rolling elements of the two axially inner rows of rolling elements of the four-row angular ball roller bearing have a smaller rolling diameter than the rolling elements of the two axially outer rows of rolling elements.
  • the fluid friction clutch may be formed as an electromagnetically controllable coupling whose torque to be transmitted by means of an electromagnetically actuated valve lever is infinitely variable over the amount of viscous fluid located in the working space.
  • the fluid friction clutch is designed as a temperature-dependent self-regulating coupling, whose torque to be transmitted through a bimetal component, which is operatively connected via a switching pin with a valve lever, continuously variable over the amount of viscous fluid located in the working space ,
  • such formed with ball roller bearings fluid friction clutch can be used advantageously as a controlled drive for an accessory of a vehicle, such as a fan, a pump or a compressor.
  • 1 shows a first embodiment of a fluid friction clutch according to the prior art
  • 2 shows a second embodiment of a fluid friction clutch according to the prior art
  • FIG. 4 shows a fluid friction clutch similar to that in FIG. 1, but designed according to the invention
  • Figure 5 is a fluid friction clutch similar to that in Figure 2 or 3, but designed according to the invention.
  • Figure 6 is a partial sectional view of a ball roller bearing with ball roller.
  • the per se known fluid friction clutch shown in Figure 1 consists essentially of a roller bearing and rotationally driven primary part 1 in the form of an axially and rotatably connected to an input shaft 1 a drive pulley 1 b, a drivable secondary part 2 in the form of a two-piece assembly reasons formed housing 2a, 2b and means for controlling the torque transmission from the primary part 1 to the secondary part 2 together.
  • the drive pulley 1 b of the primary part 1 is rotatably arranged within a work space 3 formed by the two-part housing 2 a, 2 b and filled with a viscous fluid, such as a silicone oil, such that a torque of the primary part 1 can be transmitted to the secondary part 2.
  • a viscous fluid such as a silicone oil
  • the working space 3 and / or the drive disc 1b have radially outward a plurality of circumferential and opposite ribs 4a and 4b in order to increase the surfaces coming into contact with the viscous fluid.
  • the drive pulley 1 b also has a hub-shaped section 5 and is connected via the same axially fixed and rotationally fixed to the input shaft 1 a.
  • the two-part housing 2 a, 2 b supported by a roller bearing 6 in the form of a double row deep groove ball bearing, wherein the first housing part 2 a direct connection to the deep groove ball bearing 6 accomplished, while the second housing part 2 coaxial with the first housing part 2a arranged, ceiling-shaped and is firmly bolted to the first housing part 2a.
  • the fluid friction clutch is shown for use as a controlled drive for a fan of an internal combustion engine not shown in detail, the crankshaft of the internal combustion engine of the vehicle with a shaft flange 7 of the input shaft 1 a is operatively connected. Furthermore, attached to the housing 2a, 2b or with the same integrally formed wing 8 of the fan are indicated.
  • the present cover-shaped housing part 2b and a partition wall 9 form a reservoir 10 for the viscous fluid, in turn, via a valve not shown in detail and a valve opening in the partition wall 9 shut-off valve with the partition wall 9 and the other housing part 2a enclosed working space 3 the drive pulley 1 b is fluidically connectable.
  • valve lever 11 in a conventional manner from the outside by means of an electromagnet 12, which in turn is supported on the drive side via a roller bearing 13 in the form of a deep groove ball bearing on the input shaft 1 a, controllable.
  • the degree of filling of the working space 3 controlled by viscous fluid increases or can be reduced, so that the two-part housing 2a, 2b is rotated with more or less slip in rotation.
  • FIG. 2 also differs from that in FIG. 1 essentially in that the housing 2a, 2b is supported directly via a roller bearing 14 in the form of a double-row angular contact ball bearing on a shaft stub 15 of the input shaft 1a ,
  • FIG. 3 shows, based on the exemplary embodiment according to FIG. 2, a per se known fluid friction clutch whose housing 2a, 2b is supported directly on a roller bearing 14 in the form of a tapered roller bearing in O arrangement on the shaft stub 15 of the input shaft 1a.
  • FIGS. 4 and 5 In order to effectively and sustainably counteract the problems indicated, in particular with regard to a comparatively short bearing life with increased load requirements, it is provided in the fluid friction clutches according to FIGS. 4 and 5 that at least the rolling elements 16 of the roller bearings 6 ' , 14 ' of the secondary part 2 are ball rolls each with two symmetrically flattened by a spherical base shape and arranged parallel to each other side surfaces 17a, 17b are formed.
  • FIG. 6 very schematically shows such a rolling element inserted between a radially inner bearing inner race 18a and a radially outer bearing outer race 18b 16th
  • the fluid friction clutch according to the invention designed according to FIG. 4 is largely identical in its construction to the known fluid friction clutch according to FIG. 1. However, it has a roller bearing 6 ' in the form of a multi-row angular ball roller bearing.
  • the invention is not limited to multi-row rolling bearings 6 'of the type described with rolling elements 16 in O arrangement, but also includes an X-arrangement, if such is considered advantageous.
  • the fluid friction clutch according to the invention designed according to FIG. 5 is based largely on the prior art according to the fluid friction clutches shown in FIGS. 2 and 3, but it has a rolling bearing 14 ' in the form of a likewise multi-row, in the present case four-row angular ball roller bearing on.
  • roller bearings 6 ' , 14 ' are retained with ball rollers while retaining the original axial length compared to conventional rolling bearings 6, 14 have a greater capacity.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsreibungskupplung, beispielsweise für Fahrzeuganwendungen, mit einem wälzgelagerten und drehangetriebenen Primärteil (1), einem antreibbaren Sekundärteil (2) sowie mit Mitteln zur Regelung der Drehmomentübertragung vom Primärteil (1) auf das Sekundärteil (2), wobei das Primärteil (1) durch wenigstens eine axialfest und drehfest mit einer Eingangswelle (1a) verbundene Antriebsscheibe (1b) gebildet ist, wobei das Sekundärteil (2) ein Gehäuse (2a, 2b) bildet, welches einen mit einem viskosen 10 Fluid gefüllten Arbeitsraum (3) aufweist, in dem die Antriebsscheibe (1b) derart drehbar angeordnet ist, dass mittels des Fluids ein Drehmoment vom Primärteil (1) auf das Sekundärteil (2) übertragbar ist, und wobei das Gehäuse (2a, 2b) des antreibbaren Sekundärteils (2) mittels zumindest eines Wälzlagers auf der Eingangswelle (1a) drehbar abgestützt ist. Eine erhöhte Lagerlebensdauer wird dadurch erzielt, dass die Wälzkörper (16) des zumindest einen Wälzlagers (6', 14') des Sekundärteils (2) erfindungsge- mäß als Kugelrollen mit jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachten sowie parallel zueinander angeordneten Seitenflächen (17a, 17b) 20 ausgebildet sind.

Description

Bezeichnung der Erfindung
Flüssigkeitsreibungskupplung, beispielsweise für Fahrzeuganwendungen
Beschreibung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsreibungskupplung, beispielsweise für Fahrzeuganwendungen, mit einem wälzgelagerten und drehangetriebenen Primärteil, einem antreibbaren Sekundärteil sowie mit Mitteln zur Regelung der Drehmomentübertragung vom Primärteil auf das Sekundärteil, wobei das Primärteil durch wenigstens eine axialfest und drehfest mit einer Eingangswelle verbundene Antriebsscheibe gebildet ist, wobei das Sekundärteil ein Gehäuse bildet, welches einen mit einem viskosen Fluid gefüllten Arbeitsraum aufweist, in dem die Antriebsscheibe derart drehbar angeordnet ist, dass mittels des Fluids ein Drehmoment vom Primärteil auf das Sekundärteil übertragbar ist, und wobei das Gehäuse des antreibbaren Sekundärteils mittels zumindest eines Wälzlagers auf der Eingangswelle drehbar abgestützt ist.
Hintergrund der Erfindung
Flüssigkeitsreibungskupplungen der gattungsgemäßen Art, in der Fachwelt auch als Visco®-Kupplungen bezeichnet, sind seit geraumer Zeit in den vielfäl- tigsten Ausführungsformen bekannt. So ist aus der DE 36 05 443 A1 eine Vis- co®-Lüfterkupplung zum Antrieb von Lüfterrädern im Kühlsystem von Brennkraftmaschinen bekannt. Im Wesentlichen ist dabei auf einer antreibbaren Welle zwischen einem Absatz und einem so genannten Läufer (Primärteil) ein Wälzlager in Form eines ein- oder mehrreihigen Rillenkugellagers, eines ZyMn- derrollenlagers oder eines Nadellagers angeordnet. Der Läufer ist von einem Aluminiumgehäuse (Sekundärteil) mit einem Deckel und einer Trennwand umgeben. Das Gehäuse weist einen Lagersitz mit einem zylindrischen Lagerteil auf, welches in Richtung auf das Innere der Visco®-Kupplung axial absteht und im Wesentlichen die axiale Ausdehnung des Wälzlagers aufweist. Das Gehäuse und die Trennwand bilden einen Arbeitsraum, während der Deckel mit der Trennwand einen Vorratsraum bildet. Auf der dem Deckel zugewandten Seite der Trennwand ist ein Ventil angeordnet, welches mit einer Ventilöffnung in der Trennwand zusammenarbeitet. Es wird von außen her durch ein Bimetall über einen Stift temperaturabhängig betätigt. Über die Steuerung des Füllgrades im Arbeitsraum kann das Gehäuse mit mehr oder weniger Schlupf in Drehung versetzt werden. Um eine stärkere Ausdehnung des Aluminiumgehäuseteils im Bereich der Lagerung gegenüber der angetriebenen Welle in Grenzen zu halten und demgemäß zum einen eine ungleiche Lastverteilung auf die Kugellager bzw. auf ein eingebautes Zylinderrollenlager oder Nadellager sowie zum anderen ein erhöhtes Kippspiel zwischen Welle und Gehäuse zu vermeiden, wird bei diesem Stand der Technik vorgeschlagen, das aus der Gehäusewandung axial abstehende Lagerteil durch einen radial darauf sitzenden Spannring oder eine Ringscheibe zu stabilisieren.
Aus der DE 196 50 002 A1 ist des Weiteren eine als Visko®-Lüfterkupplung bezeichnete Flüssigkeitsreibungskupplung zum Antrieb eines Lüfters einer Brennkraftmaschine bekannt, die im Wesentlichen ein Gehäuse, einen auf einer Eingangswelle aufgesetzten, in einer Arbeitskammer umlaufenden Läufer, eine Wellenlagerung und eine Zentralverschraubung umfasst. Auch bei dieser Visko®-Lüfterkupplung erfolgt die Steuerung des Füllgrades des viskosen Fluids im Arbeitsraum innerhalb des Gehäuses mittels eines Ventils, das von einem Bimetall-Steuerelement betätigt wird. Wie die Wellenlagerung kon- kret ausgebildet ist, ist nicht offenbart.
Aus der DE 197 53 725 A1 ist ferner eine von der Motorseite bzw. Antriebsseite aus elektromagnetisch betätigbare Flüssigkeitsreibungskupplung zur Verwendung als Lüfterkupplung von Fahrzeugmotoren bekannt. Das Kupplungsgehäuse ist auf der Nabe eines scheibenförmigen Primärteils über ein Wälzlager drehgelagert, welches als ein zweireihiges Rillenkugellager ausgebildet ist.
In der DE 102 19 872 A1 wird schließlich ein Lüfterantrieb mit Flüssigkeitsreibungskupplung gezeigt, dem ein integral ausgebildeter zusätzlicher, elektri- scher Antrieb zugeordnet ist. Das Kupplungsgehäuse ist mittels eines Rillenkugellagers fliegend auf der Antriebswelle drehgelagert.
Die bekannten technischen Lösungen zur Wälzlagerung des drehbaren Teils einer Flüssigkeitsreibungskupplung nutzen demnach ein- oder mehrreihige Rillenkugellager, Zylinderrollenlager oder auch Nadellager. Bei deren Nutzung treten nicht selten Lagerlebensdauerprobleme auf, die aus vergleichsweise hohen Restunwuchten und großen drehenden Massen sowie Verkippungen in der Flüssigkeitsreibungskupplung resultieren. Des Weiteren sind zusätzliche hohe radiale und axiale Beschleunigungen aus den nicht zu vermeidenden Ungleichförmigkeiten des Antriebsmotors zu verzeichnen, welche die Lagerlebensdauer ebenfalls nachteilig beeinflussen bzw. reduzieren. Weiter führt ein steigender Kühlbedarf von leistungsgesteigerten Brennkraftmaschinen in Fahrzeugen zu höheren Riemenzugkräften an der Antriebsscheibe einer riemenge- triebenen Flüssigkeitsreibungskupplung, die über die Lager aufzunehmen sind und sich zusätzlich nachteilig auf die Lagerlebensdauer auswirken.
Um diesem Problem zu begegnen, werden derzeit zur Steigerung der Lagerlebensdauer zwei Lösungsansätze favorisiert. Zum einen eine verstärkte Lage- rung mit einem zweireihigen Schrägkugellager und zum anderen der Einsatz von Kegelrollenlagern in O-Anordnung mit der Problematik steigender Herstellungskosten sowie erhöhter Reibmomente der Lager, welche mit einer erhöhten Verlustleistung, erhöhtem Kraftstoffverbrauch und vergrößertem Bauraum einhergehen.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkeitsreibungskupplung, beispielsweise für Fahrzeuganwendungen, zu schaffen, die im Hin- blick auf herkömmliche Lösungsansätze eine erhöhte Lagerlebensdauer bei gleichem oder sogar verringertem Bauraum gewährleistet. Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Wälzlagerungen mit Wälzkörpern in Form von Kugelrollen mit jeweils zwei symmetrisch von einer Kugel- grundform abgeflachten sowie parallel zueinander angeordneten Seitenflächen im Hinblick auf herkömmliche Wälzlagerungen mit Rillenkugellagern, Zylinderrollenlagern oder Nadellagern bei gleicher axialer Baulänge über eine größere Tragfähigkeit oder bei gleicher Tragfähigkeit über eine geringere axiale Länge verfügen. Zwar sind derartige so genannte Kugelrollenlager seit langem an sich bekannt (vergleiche beispielsweise DE-PS 311 317 A, DE 43 34 195 A1 ), jedoch ist es bisher unbekannt geblieben, Kugelrollenlager zur Wälzlagerung von Flüssigkeitsreibungskupplungen vorzusehen.
Die gestellte Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst durch eine Flüssigkeitsreibungskupplung, beispielsweise für Fahrzeuganwendungen, mit einem wälzgelagerten und drehangetriebenen Primärteil, einem antreibbaren Sekundärteil sowie mit Mitteln zur Regelung der Drehmomentübertragung vom Primärteil auf das Sekundärteil, wobei das Primärteil durch wenigstens eine axialfest und drehfest mit einer Eingangswelle verbundene Antriebsscheibe gebildet ist, wobei das Sekundärteil ein Gehäuse bildet, welches einen mit einem viskosen Fluid gefüllten Arbeitsraum aufweist, in dem die Antriebsscheibe derart drehbar angeordnet ist, dass mittels des Fluids ein Drehmoment vom Primärteil auf das Sekundärteil übertragbar ist, und wobei das Gehäuse des antreibbaren Sekundärteils mittels zumindest eines Wälzla- gers auf der Eingangswelle drehbar abgestützt ist, und bei der die Wälzkörper des zumindest einen Wälzlagers des Sekundärteils als Kugelrollen mit jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachten sowie parallel zueinander angeordneten Seitenflächen ausgebildet sind.
Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.
Danach ist gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung das zumindest eine Wälzlager durch ein mehrreihiges Schräg-Kugelrollenlager gebildet, wobei sowohl eine O-Anordnung als auch eine X-Anordnung vorgesehen sein kann. Vorzugsweise ist diese Wälzlagerung durch ein vierreihiges Schräg-Kugelrollenlager in O-Anordnung oder X-Anordnung gebildet.
Weiter ist vorgesehen, dass die Wälzkörper der beiden axial innen liegenden Wälzkörperreihen des vierreihiges Schräg-Kugelrollenlager einen geringeren Abroll-Durchmesser aufweisen als die Wälzkörper der beiden axial außen liegenden Wälzkörperreihen.
Ferner kann die Flüssigkeitsreibungskupplung als eine elektromagnetisch ansteuerbare Kupplung ausgebildet sein, deren zu übertragendes Drehmoment mittels eines elektromagnetisch betätigbaren Ventilhebels stufenlos über die Menge des im Arbeitsraum befindlichen viskosen Fluids regelbar ist.
Gemäß einer anderen Variante ist vorgesehen, dass die Flüssigkeitsreibungskupplung als eine temperaturabhängige selbstregelnde Kupplung ausgebildet ist, deren zu übertragendes Drehmoment durch ein Bimetall-Bauteil, welches über einen Schaltstift mit einem Ventilhebel wirkverbunden ist, stufenlos über die Menge des im Arbeitsraum befindlichen viskosen Fluids regelbar ist.
Wie die Erfindung schließlich vorsieht, kann eine solcherart mit Kugelrollenlagern ausgebildete Flüssigkeitsreibungskupplung vorteilhaft als gesteuerter Antrieb für ein Nebenaggregat eines Fahrzeugs, wie eines Lüfters, einer Pum- pe oder eines Kompressors, Verwendung finden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsformen näher erläutert. Darin zeigen:
Figur 1 eine erste Ausführungsform einer Flüssigkeitsreibungskupplung gemäß dem Stand der Technik, Figur 2 eine zweite Ausführungsform einer Flüssigkeitsreibungskupplung gemäß dem Stand der Technik,
Figur 3 eine dritte Ausführungsform einer Flüssigkeitsreibungskupplung gemäß dem Stand der Technik,
Figur 4 eine Flüssigkeitsreibungskupplung ähnlich der in Figur 1 , jedoch erfindungsgemäß ausgebildet,
Figur 5 eine Flüssigkeitsreibungskupplung ähnlich der in Figur 2 oder 3, jedoch erfindungsgemäß ausgebildet, und
Figur 6 eine Teilschnittansicht eines Kugelrollenlagers mit Kugelrolle.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Die in Figur 1 dargestellte an sich bekannte Flüssigkeitsreibungskupplung setzt sich im Wesentlichen aus einem wälzgelagerten und drehangetriebenen Pri- märteil 1 in Form einer axial- und drehfest mit einer Eingangswelle 1 a verbundenen Antriebsscheibe 1 b, aus einem antreibbaren Sekundärteil 2 in Form eines aus Montagegründen zweiteilig ausgebildeten Gehäuses 2a, 2b sowie aus Mitteln zur Regelung der Drehmomentübertragung vom Primärteil 1 auf das Sekundärteil 2 zusammen.
Die Antriebsscheibe 1 b des Primärteils 1 ist innerhalb eines vom zweiteiligen Gehäuse 2a, 2b gebildeten und mit einem viskosen Fluid, wie beispielsweise einem Siliconöl, gefüllten Arbeitsraum 3 derart drehbar angeordnet, dass ein Drehmoment des Primärteils 1 auf das Sekundärteil 2 übertragbar ist.
Der Arbeitsraum 3 und/oder die Antriebsscheibe 1 b verfügen radial außen über eine Mehrzahl umlaufender und gegenüberliegender Rippen 4a und 4b, um die mit dem viskosen Fluid in Berührung kommenden Oberflächen zu vergrößern. Die Antriebsscheibe 1 b verfügt zudem über einen nabenförmigen Abschnitt 5 und ist über denselben axialfest und drehfest mit der Eingangswelle 1 a verbunden.
Auf dem nabenförmigen Abschnitt 5 der Antriebsscheibe 1 b stützt sich das zweiteilige Gehäuse 2a, 2b mittels einer Wälzlagerung 6 in Form eines zweireihigen Rillenkugellagers ab, wobei das erste Gehäuseteil 2a die direkte Verbindung zum Rillenkugellager 6 bewerkstelligt, während das zweite Gehäuseteil 2b koaxial zum ersten Gehäuseteil 2a angeordnet, deckeiförmig ausgebildet sowie mit dem ersten Gehäuseteil 2a fest verschraubt ist.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Flüssigkeitsreibungskupplung zur Verwendung als gesteuerten Antrieb für einen Lüfter einer nicht näher gezeigten Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs gezeigt, wobei die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine des Fahrzeugs mit einem Wellenflansch 7 der Eingangs- welle 1 a wirkverbindbar ist. Ferner sind am Gehäuse 2a, 2b befestigte bzw. mit demselben einstückig ausgebildete Flügel 8 des Lüfters angedeutet.
Die Funktionsweise einer derartigen Flüssigkeitsreibungskupplung ist hinlänglich bekannt. Insoweit bilden das vorliegend deckeiförmige Gehäuseteil 2b und eine Trennwand 9 einen Vorratsraum 10 für das viskoses Fluid aus, der seinerseits über ein nicht näher bezeichnetes und eine Ventilöffnung in der Trennwand 9 absperrendes Ventil mit dem von Trennwand 9 und dem anderen Gehäuseteil 2a umschlossenen Arbeitsraum 3 mit der Antriebsscheibe 1 b strömungstechnisch verbindbar ist.
Das Ventil ist vorliegend über einen Ventilhebel 11 in an sich bekannter Art und Weise von außen mittels eines Elektromagneten 12, der sich seinerseits antriebsseitig über eine Wälzlagerung 13 in Form eines Rillenkugellagers auf der Eingangswelle 1 a abstützt, ansteuerbar.
In Abhängigkeit von einer Regelgröße oder einer Mehrzahl von Regelgrößen, wie beispielsweise Temperaturgrenzwerten von Kühlmedien, kann der Füllungsgrad des Arbeitsraumes 3 mit viskosem Fluid gesteuert vergrößert oder reduziert werden, so dass das zweiteilige Gehäuse 2a, 2b mit mehr oder weniger Schlupf in Drehung versetzt wird.
Demgegenüber kann es auch angezeigt sein, statt vorstehender elektromagne- tisch ansteuerbarer Kupplung eine temperaturabhängige, selbstregelnde Kupplung vorzusehen, bei der das zu übertragende Drehmoment durch ein Bimetall- Bauteil, welches über einen Schaltstift mit dem Ventilhebel 11 wirkverbunden ist, stufenlos und ebenfalls über die Menge des im Arbeitsraum 3 befindlichen viskosen Fluids regelbar gestaltet ist (nicht näher gezeigt).
Die ebenfalls den Stand der Technik darstellende Flüssigkeitsreibungskupplung gemäß Figur 2 unterscheidet sich von der in Figur 1 im Wesentlichen dadurch, dass das Gehäuse 2a, 2b direkt über eine Wälzlagerung 14 in Form eines zweireihigen Schrägkugellagers auf einem Wellenstupf 15 der Ein- gangswelle 1 a abgestützt ist.
Die Figur 3 zeigt in Anlehnung an das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 dagegen eine an sich bekannte Flüssigkeitsreibungskupplung, deren Gehäuse 2a, 2b direkt über eine Wälzlagerung 14 in Form eines Kegelrollenlagers in O- Anordnung auf dem Wellenstupf 15 der Eingangswelle 1 a abgestützt ist.
Die Nachteile dieser Wälzlagerungen 6, 14 gemäß dem Stand der Technik an Flüssigkeitsreibungskupplungen wurden bereits einleitend ausführlich erläutert.
Um den aufgezeigten Problemen insbesondere im Hinblick auf eine vergleichsweise geringe Lagerlebensdauer bei erhöhten Lastanforderungen wirksam und nachhaltig zu begegnen, ist bei den Flüssigkeitsreibungskupplungen gemäß den Figuren 4 und 5 vorgesehen, dass zumindest die Wälzkörper 16 der Wälzlager 6', 14' des Sekundärteils 2 als Kugelrollen mit jeweils zwei sym- metrisch von einer Kugelgrundform abgeflachten sowie parallel zueinander angeordneten Seitenflächen 17a, 17b ausgebildet sind. Figur 6 zeigt sehr schematisch einen derartigen zwischen einem radial inneren Lagerinnenring 18a und einem radial äußeren Lageraußenring 18b eingesetzten Wälzkörper 16.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Flüssigkeitsreibungskupplung nach Figur 4 ist hinsichtlich ihres Aufbaus weitgehend identisch wie die bekannte Flüssig- keitsreibungskupplung gemäß Figur 1. Sie weist jedoch eine Wälzlagerung 6' in Form eines mehrreihigen Schräg-Kugelrollenlagers auf.
Im Rahmen von Untersuchungen hat sich im Hinblick auf eine erhöhte Standzeit der erfindungsgemäß eingesetzten Wälzlagerung 6' ein vierreihiges Schräg-Kugelrollenlager in O-Anordnung als besonders vorteilhaft erwiesen, wobei die Wälzkörper 16 der beiden axial innen liegenden Wälzkörperreihen 19a der Wälzlagerung 6' einen geringeren Abroll-Durchmesser aufweisen, als die Wälzkörper 16 der beiden axial außen liegenden Wälzkörperreihen 19b, welches auch aus Montagegründen zweckmäßig ist.
Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf mehrreihige Wälzlagerungen 6' der beschriebenen Art mit Wälzkörpern 16 in O-Anordnung, sondern umfasst auch eine X-Anordnung, sofern eine solche als vorteilhaft erachtet wird.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Flüssigkeitsreibungskupplung gemäß Figur 5 lehnt sich hinsichtlich ihres Aufbaus weitestgehend an den Stand der Technik gemäß den in den Figur 2 und Figur 3 gezeigten Flüssigkeitsreibungskupplungen an, sie weist jedoch demgegenüber eine Wälzlagerung 14' in Form eines ebenfalls mehrreihigen, vorliegend vierreihigen Schräg-Kugelrollenlagers auf.
Wie bereits oben erwähnt wurde, ist bei Verwendung von Kugelrollen beziehungsweise Kugelrollenlagern zum einen bei Beibehaltung des ursprünglichen axialen Bauraumes eine Steigerung der Lagerlebensdauer zu verzeichnen, da Wälzlagerungen 6', 14' mit Kugelrollen bei Beibehaltung der ursprünglichen axialen Baulänge im Vergleich mit konventionellen Wälzlagerungen 6, 14 eine größere Tragfähigkeit aufweisen.
Zum anderen ist bei gewünschter Beibehaltung der ursprünglichen Tragfähig- keit der Wälzlagerungen 6, 14 bei der Verwendung von Kugelrollen eine geringere axiale Länge zu verzeichnen, die entweder eine Verringerung des Bau- raumes, einhergehend mit verringerten Material- und Fertigungskosten sowie verringerten Reibmomentverlusten, und/oder eine Vergrößerung des Fettreser- voirs im Lager gestattet, welches sich weiter vorteilhaft auf die Lagerlebensdauer auswirkt.
Möglich ist es auch, aufgrund der verringerten axialen Länge der Kugelrollen und demgemäß des gewonnenen Bauraumes die Anzahl der Kugelrollen da- durch erhöhen, dass eine oder mehrere zusätzliche Reihen Wälzkörper 16 in Form von Kugelrollen vorgesehen sind. Des Weiteren ist die Möglichkeit geschaffen, Radialwellendichtungen in das Kugelrollenlager zu integrieren (nicht näher dargestellt).
Die vorstehenden Ausführungsbeispiele stellen im Wesentlichen auf Flüssigkeitsreibungskupplungen zum gesteuerten Antrieb eines Lüfters für eine Brennkraftmaschine ab. Möglich ist es jedoch auch und demgemäß durch die Erfindung mit erfasst, die erfindungsgemäß ausgebildeten Flüssigkeitsreibungskupplungen als Antriebe für jegliche anderen geeigneten Nebenaggrega- te eines Fahrzeugs, wie beispielsweise Pumpen oder Kompressoren, in Anwendung zu bringen.
Bezugszeichenliste
Primärteil a Eingangswelle b Antriebsscheibe
Sekundärteil a Erstes Gehäuseteil b Zweites Gehäuseteil
Arbeitsraum a Rippe b Rippe
Nabenförmiger Abschnitt der Antriebsscheibe 1 b
Wälzlagerung ' Wälzlagerung
Wellenflansch
Flügel
Trennwand 0 Vorratsraum 1 Ventilhebel 2 Elektromagnet 3 Wälzlagerung 4 Wälzlagerung 4' Wälzlagerung 5 Wellenstumpf 6 Wälzkörper 7a Seitenfläche einer Kugelrolle 7b Seitenfläche einer Kugelrolle 8a Lagerinnenring 8b Lageraußenring 9a Wälzkörperreihen 9b Wälzkörperreihen

Claims

Patentansprüche
1. Flüssigkeitsreibungskupplung, beispielsweise für Fahrzeuganwendungen, mit einem wälzgelagerten und drehangetriebenen Primärteil (1 ), einem antreibbaren Sekundärteil (2) sowie mit Mitteln zur Regelung der Drehmomentübertragung vom Primärteil (1 ) auf das Sekundärteil (2), wobei das Primärteil (1 ) durch wenigstens eine axialfest und drehfest mit einer Eingangswelle (1 a) verbundene Antriebsscheibe (1 b) gebildet ist, wobei das Sekundärteil (2) ein Gehäuse (2a, 2b) bildet, welches einen mit einem vis- kosen Fluid gefüllten Arbeitsraum (3) aufweist, in dem die Antriebsscheibe
(1 b) derart drehbar angeordnet ist, dass mittels des Fluids ein Drehmoment vom Primärteil (1 ) auf das Sekundärteil (2) übertragbar ist, und wobei das Gehäuse (2a, 2b) des antreibbaren Sekundärteils (2) mittels zumindest eines Wälzlagers auf der Eingangswelle (1 a) drehbar abgestützt ist, da- durch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (16) des zumindest einen
Wälzlagers (6', 14') des Sekundärteils (2) als Kugelrollen mit jeweils zwei symmetrisch von einer Kugelgrundform abgeflachten sowie parallel zueinander angeordneten Seitenflächen (17a, 17b) ausgebildet sind.
2. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Wälzlager (6', 14') durch ein mehrreihiges Schräg-Kugelrollenlager gebildet ist.
3. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Wälzlager (6', 14') durch ein mehrreihiges Schräg- Kugelrollenlager in O-Anordnung oder X-Anordnung gebildet ist.
4. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (6', 14') durch ein vierreihiges Schräg- Kugelrollenlager in O-Anordnung oder X-Anordnung gebildet ist.
5. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (16) der beiden axial innen liegenden Wälzkörperreihen (19a) des vierreihiges Schräg-Kugelrollenlager (6', 14') einen geringe- ren Abroll-Durchmesser aufweisen als die Wälzkörper (16) der beiden axial außen liegenden Wälzkörperreihen (19b).
6. Flüssigkeitsreibungskupplung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsreibungskupplung als eine elektromagnetisch ansteuerbare Kupplung ausgebildet ist, deren zu übertragendes Drehmoment mittels eines elektromagnetisch betätigbaren Ventilhebels (11 ) stufenlos über die Menge des im Arbeitsraum (3) befindlichen viskosen Fluids regelbar ist.
7. Flüssigkeitsreibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsreibungskupplung als eine temperaturabhängig selbstregelnde Kupplung ausgebildet ist, deren zu übertragendes Drehmoment durch ein Bimetall, welches über einen Schaltstift mit einem Ventilhebel (11 ) wirkverbunden ist, stufenlos über die Menge des im
Arbeitsraum (3) befindlichen viskosen Fluids regelbar ist.
8. Flüssigkeitsreibungskupplung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Verwendung als gesteuerter Antrieb für ein Nebenaggregat eines Fahrzeugs, wie eines Lüfters, einer Pumpe oder eines Kompressors.
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