DE102007042205A1

DE102007042205A1 - Flüssigkeitsreibungskupplung, beispielsweise für Fahrzeuganwendungen

Info

Publication number: DE102007042205A1
Application number: DE102007042205A
Authority: DE
Inventors: Horst Steinbinder
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-09-05
Filing date: 2007-09-05
Publication date: 2009-04-02
Also published as: WO2009030574A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsreibungskupplung (1), beispielsweise für Fahrzeuganwendungen, mit einem wälzgelagerten und drehangetriebenen Primärteil (2), einem antreibbaren Sekundärteil (5) sowie mit Mitteln zur Regelung der Drehmomentübertragung vom Primärteil (2) auf das Sekundärteil (5), wobei das Primärteil (2) durch wenigstens eine axialfest und drehfest mit einer Eingangswelle (3) verbundene Antriebsscheibe (4) gebildet ist, wobei das Sekundärteil (5) ein Gehäuse (6, 7) bildet, welches einen mit einem viskosen Fluid gefüllten Arbeitsraum (8) aufweist, in dem die Antriebsscheibe (4) derart drehbar angeordnet ist, dass mittels des Fluids ein Drehmoment vom Primärteil (2) auf das Sekundärteil (5) übertragbar ist, und wobei das Gehäuse (6, 7) des antreibbaren Sekundärteils (5) mittels zumindest eines Wälzlagers (11) auf der Eingangswelle (3) drehbar abgestützt ist. Um die Lebensdauer der Flüssigkeitsreibungskupplung zu erhöhen, ist vorgesehen, dass das Wälzlager (11) ein wenigstens zweireihiges Tandemschrägkugellager (20; 20'; 20''; 26, 26'; 32, 32') ist, wobei das Tandemschrägkugellager wenigstens einen Außenring (22; 28; 34) und wenigstens einen Innenring (21; 27; 33) aufweist, zwischen denen wenigstens zwei Lagerreihen von Lagerkugeln (23, 24; 35, 36) in Laufbahnen unterschiedlichen Durchmessers geführt sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf 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 vielfältigsten Ausführungsformen bekannt. So ist aus der DE 36 05 443 A1 eine Visco^®-Lüfterkupplung zum Antrieb von Lüfterrädern im Kühlsystem von Brennkraftmaschinen bekannt. Im Wesentlichen ist dabei auf einer antreibbaren Welle zwischen einem Absatz und einem sogenannten Läufer (Primärteil) ein Wälzlager in Form eines ein- oder mehrreihigen Rillenkugellagers, eines Zylinderrollenlagers, eines Kegelrollenlagers 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 Visco^®-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 Visco^®-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 konkret 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, elektrischer 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 riemengetriebenen 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 die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkeitsreibungskupplung zu schaffen, welche die geschilderten Nachteile beseitigt. Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkeitsreibungskupplung, beispielsweise für Fahrzeuganwendungen, zu schaffen, die im Hinblick auf herkömmliche Lösungsansätze eine erhöhte Lagerlebensdauer bei gleichem oder sogar verringertem Bauraum gewährleistet.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die gestellte Aufgabe auf überraschend einfache Art und Weise dadurch lösen lässt, dass die Wälzlagerung des antreibbaren Sekundärteils ein wenigstens zweireihiges Tandemschrägkugellager ist.
Die Erfindung geht daher aus von einer 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. Zu dem ist vorgesehen, dass das Wälzlager als ein wenigstens zweireihiges Tandemschrägkugellager ausgebildet ist, wobei das Tandemschrägkugellager wenigstens einen Außenring und wenigstens einen Innenring aufweist, zwischen denen wenigstens zwei Lagerreihen von Lagerkugeln in Laufbahnen unterschiedlichen Durchmessers geführt sind.
Durch diesen Aufbau wird vorteilhaft erreicht, dass das wenigstens zweireihige, vorzugsweise vierreihige Tandemschrägkugellager durch eine Bauraumoptimierung Möglichkeiten zur Integration von Radialwellendichtungen in das Lager, und vor allem die Möglichkeiten zur Schaffung eines Fettreservoirs zur Sicherstellung der Schmierung über die Fahrzeuglebensdauer hinaus schafft bzw. durch dieses geschaffen wird.
Zwar sind Tandemschrägkugellager an sich bekannt, beispielsweise durch die DE 10 2005 041 917 A1 , jedoch ist ihr Einsatz in Flüssigkeitsreibungskupplungen bislang noch nicht in Betracht gezogen worden. Ein besonderer Vorteil des Einsatzes eines Tandemschrägkugellagers als Wälzlager einer Flüssigkeitsreibungskupplung ergibt sich durch eine signifikante Erhöhung der Lagersteifigkeit, sowie in einer deutlichen Reduzierung der Verkippbarkeit der Flüssigkeitsreibungskupplungseinheit und daraus resultierend eine Reduzierung der Zugkräfte aus der Verkippung der Unwuchtkräfte.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass das Tandemschrägkugellager ein vierreihiges Tandemschrägkugellager in O-Anordnung oder X-Anordnung ist.
In anderen praktischen Weiterbildungen kann vorgesehen sein, dass das Tandemschrägkugellager einen einstückigen Außenring und einen einstückigen Innenring aufweist.
Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Wälzlager durch ein vierreihiges Tandemschrägkugellager in O-Anordnung oder X-Anordnung gebildet ist, welches aus zwei aneinander liegenden zweireihigen Tandemschrägkugellagern besteht.
Ebenso liegt es im Rahmen der Erfindung vorzusehen, dass die Lagerkugeln wenigstens einer axial innen liegenden Kugelreihe des Tandemschrägkugellagers einen geringeren Durchmesser aufweisen als die Lagerkugeln wenigstens einer axial außen liegenden Kugelreihe.
In einer dazu alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Lagerkugeln wenigstens einer axial innen liegenden Kugelreihe des Tandemschrägkugellagers den gleichen Durchmesser aufweisen wie die Lagerkugeln wenigstens einer axial außen liegenden Kugelreihe.
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 wenigstens einem Tandemschrägkugellager ausgebildete Flüssigkeitsreibungskupplung vorteilhaft als gesteuerter Antrieb für ein Nebenaggregat eines Fahrzeugs, wie eines Lüfters, einer Pumpe oder eines Kompressors, Verwendung finden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Flüssigkeitsreibungskupplung gemäß der Erfindung im Längsschnitt,
2 eine Wälzlagerung der erfindungsgemäßen Flüssigkeitsreibungskupplung aus 1 in hälftiger Ansicht im Längsschnitt,
3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Wälzlagerung der erfindungsgemäßen Flüssigkeitsreibungskupplung in hälftiger Ansicht im Längsschnitt,
4 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Wälzlagerung der erfindungsgemäßen Flüssigkeitsreibungskupplung in hälftiger Ansicht im Längsschnitt, und
5 ein viertes Ausführungsbeispiel einer Wälzlagerung der erfindungsgemäßen Flüssigkeitsreibungskupplung in hälftiger Ansicht im Längsschnitt.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
Das in 1 dargestellte erste Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Flüssigkeitsreibungskupplung 1 setzt sich im Wesentlichen aus einem wälzgelagerten und drehangetriebenen Primärteil 2 in Form einer axial- und drehfest mit einer Eingangswelle 3 verbundenen Antriebsscheibe 4, aus einem antreibbaren Sekundärteil 5 in Form eines aus Montagegründen zweiteilig ausgebildeten Gehäuses 6, 7 sowie aus Mitteln zur Regelung der Drehmomentübertragung vom Primärteil 2 auf das Sekundärteil 5 zusammen.
Die Antriebsscheibe 4 des Primärteils 2 ist innerhalb eines vom zweiteiligen Gehäuse 6, 7 gebildeten und mit einem viskosen Fluid, wie beispielsweise einem Siliconöl, gefüllten Arbeitsraum 8 derart drehbar angeordnet, dass ein Drehmoment des Primärteils 2 auf das Sekundärteil 5 übertragbar ist. Der Arbeitsraum 8 und/oder die Antriebsscheibe 4 verfügen radial außen über eine Mehrzahl umlaufender und gegenüberliegender Rippen 9 und 10, um die mit dem viskosen Fluid in Berührung kommenden Oberfläche zu vergrößern. Das sekundärseitige Gehäuse 6, 7 der Flüssigkeitsreibungskupplung 1 ist direkt über eine Wälzlagerung 11 auf einem Wellenstupf 12 der Eingangswelle 3 abgestützt.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Flüssigkeitsreibungskupplung 1 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 13 der Eingangswelle 3 wirkverbindbar ist. Ferner sind am Gehäuse 6, 7 befestigte bzw. mit demselben einstückig ausgebildete Flügel 14 des Lüfters angedeutet.
Die Funktionsweise dieser Flüssigkeitsreibungskupplung 1 ist an sich hinlänglich bekannt. Insoweit bilden das vorliegend deckelförmige Gehäuseteil 7 und eine Trennwand 15 einen Vorratsraum 16 für das viskoses Fluid, wobei der Vorratsraum 16 seinerseits über ein nicht näher bezeichnetes und eine Ventilöffnung in der Trennwand 15 absperrendes Ventil mit dem von der Trennwand 15 und dem anderen Gehäuseteil 6 umschlossenen Arbeitsraum 8 mit der Antriebsscheibe 4 strömungstechnisch verbindbar ist.
Das Ventil ist vorliegend über einen Ventilhebel 17 in an sich bekannter Art und Weise von außen mittels eines Elektromagneten 18, der sich seinerseits antriebsseitig über eine Wälzlagerung 19 in Form eines Rillenkugellagers auf der Eingangswelle 3 abstützt, ansteuerbar. In Abhängigkeit von einer Regelgröße oder einer Mehrzahl von Regelgrößen, wie beispielsweise Temperaturgrenzwerten von Kühlmedien, kann der Füllungsgrad des Arbeitsraumes 8 mit viskosem Fluid gesteuert vergrößert oder reduziert werden, so dass das zweiteilige Gehäuse 6, 7 mit mehr oder weniger Schlupf in Drehung versetzt wird. Demgegenüber kann es auch angezeigt sein, anstatt vorstehender elektromagnetisch ansteuerbarer Kupplung eine temperaturabhängige, selbstregelnde Kupplung vorzusehen, bei der das zu übertragende Drehmoment durch ein Bimetall-Bauteil, welches über einen Schaltstift mit dem Ventilhebel 17 wirkverbunden ist, stufenlos und ebenfalls über die Menge des im Arbeitsraum 8 befindlichen viskosen Fluids regelbar gestaltet ist, was nicht näher dargestellt ist.
Wie bereits zuvor beschrieben ist das Gehäuse 6, 7 der Flüssigkeitsreibungskupplung 1 direkt über die Wälzlagerung 11 auf dem Wellenstupf 12 der Eingangswelle 3 abgestützt. Im Gegensatz zu bislang bekannten Wälzlagerungen, deren Nachteile bereits einleitend ausführlich erläutert wurden, ist die Wälzlagerung der Flüssigkeitsreibungskupplung 1 als Tandemschrägkugellager 20 mit einem einstückigen Außenring und einem zweiteiligen Innenring ausgebildet. Dieses Tandemschrägkugellager 20 ist im Detail in 2 dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben.
Das in 2 in hälftiger und gegenüber 1 in vergrößerter Ansicht dargestellte vierreihige Tandemschrägkugellager 20 weist einen zweiteiligen Innenring 21 und einen einstückigen Außenring 22 auf, die jeweils vier nicht näher bezeichnete Schultern besitzen. Nicht näher bezeichnete Laufbahnen der axial äußeren Kugelreihen von Lagerkugeln 23 weisen im Verhältnis zu den axial inneren Kugelreihen von Lagerkugeln 24 einen unterschiedlichen Durchmesser auf, so dass sich der Mittelpunkt der axial äußeren Lagerkugeln 23 radial oberhalb dem Mittelpunkt der axial inneren Lagerkugeln 24 befindet, wodurch sich zwischen den axial äußeren Lagerkugeln 23 und den axial inneren Lagerkugeln ein Treppenversatz ergibt. Jeweils axial außen ist das Tandemschrägkugellager 20 durch nur angedeutete Dichtungen 25 abgedichtet.
Im Rahmen von Untersuchungen hat sich im Hinblick auf eine erhöhte Standzeit der erfindungsgemäß eingesetzten Wälzlagerung 11 das in 1 und 2 dargestellte vierreihige Tandemschrägkugellager 20 in O-Anordnung als besonders vorteilhaft erwiesen, wobei die Lagerkugeln 24 der beiden axial innen liegenden Kugelreihen der Wälzlagerung 11 einen geringeren Abroll-Durchmesser aufweisen als die Lagerkugeln 23 der beiden axial außen liegenden Wälzkörperreihen, welches auch aus Montagegründen zweckmäßig ist. Anders formuliert weisen die axial inneren Lagerkugeln 24 einen geringeren Durchmesser als die axial äußeren Lagerkugeln 23 auf, so dass die Anzahl der axial inneren Lagerkugeln 24 größer ist als die Anzahl der axial äußeren Lagerkugeln 23.
In 3 ist eine dazu alternative Lösung eines Tandemschrägkugellagers 20' dargestellt, welches im Bedarfsfalle anstelle des Tandemschrägkugellagers 20 aus den 1 und 2 als Wälzlagerung 11 auf den Wellenstumpf 12 der Flüssigkeitsreibungskupplung 1 aufgeschoben werden kann. Dieses Tandemschrägkugellager 20' ist ebenfalls vierreihig ausgebildet, besteht jedoch aus zwei einzelnen, jeweils zweireihigen Tandemschrägkugellagern 26 und 26', welche jeweils einen einstückigen Innenring 27 und einen einstückigen Außenring 28 aufweisen, die jeweils zwei nicht näher bezeichnete Schultern besitzen. Eine nicht näher bezeichnete Laufbahn jeweils einer axial äußeren Kugelreihe von Lagerkugeln 23 weist im Verhältnis zu einer nicht näher bezeichneten Laufbahn einer axial inneren Kugelreihe von Lagerkugeln 24 einen unterschiedlichen Durchmesser auf, so dass sich der Mittelpunkt der axial äußeren Lagerkugeln 23 radial oberhalb dem Mittelpunkt der axial inneren Lagerkugeln 24 befindet, wodurch sich zwischen den axial äußeren Lagerkugeln 23 und den axial inneren Lagerkugeln 24 ein nach axial außen ansteigender Treppenversatz ergibt. Jeweils axial außen sind die zweireihigen Tandemschrägkugellager 26 durch nur angedeutete Dichtungen 29 abgedichtet. Um das vierreihige Tandemschrägkugellager 20' in O-Anordnung zu schaffen, liegt ein Tandemschrägkugellager 26 mit einer axial inneren Stirnseite 30 an der axial inneren Stirnseite 31 des zweiten, um 90° gedrehten Tandemschrägkugellagers 26' an.
Eine derartige Ausgestaltung eines aus zwei einzelnen zweireihigen Tandemschrägkugellagern 26, 26' bestehenden vierreihigen Tandemschrägkugellagers 20' kann sich je nach Anwendungsfall als vorteilhaft erweisen, insbesondere bei der Montage und der Einstellung der korrekten Vorspannkraft. Ferner ermöglicht eine derartige Ausführung ein denkbar einfaches Nachrüsten bereits existenter Flüssigkeitsreibungskupplungen, bei denen bislang verwendete Schrägkugellager oder Kegelrollenlager durch ein erfindungsgemäßes Tandemschrägkugellager 20' ersetzt werden soll.
In 4 ist ein drittes Ausführungsbeispiel eines Tandemschrägkugellagers 20'' dargestellt, bei dem ebenfalls zwei zweireihige Tandemschrägkugellager 32 und 32' zu dem vierreihigen Tandemschrägkugellager 20'' in O-Anordnung zusammengestellt sind, um als Wälzlagerung 11 der Flüssigkeitsreibungskupplung 1 eingesetzt zu werden. Dieses Tandemschrägkugellager 20'' ist ebenfalls vierreihig ausgebildet und besteht wie das in 3 gezeigte Ausführungsbeispiel aus zwei einzelnen, jeweils zweireihigen Tandemschrägkugellagern 32 und 32', welche jeweils einen einstückigen Innenring 33 und einen einstückigen Außenring 34 aufweisen, die jeweils zwei nicht näher bezeichnete Schultern besitzen. Eine nicht näher bezeichnete Laufbahn jeweils einer axial äußeren Kugelreihe von Lagerkugeln 35 weist im Verhältnis zu einer nicht näher bezeichneten Laufbahn jeweils einer axial inneren Kugelreihe von Lagerkugeln 36 einen unterschiedlichen Durchmesser auf, so dass sich der Mittelpunkt der axial äußeren Lagerkugeln 35 radial oberhalb dem Mittelpunkt der axial inneren Lagerkugeln 36 befindet, wodurch sich zwischen den axial äußeren Lagerkugeln 35 und den axial inneren Lagerkugeln 36 ein nach axial außen ansteigender Treppenversatz ergibt. Jeweils axial außen sind die zweireihigen Tandemschrägkugellager 32 durch nur angedeutete Dichtungen 37 abgedichtet. Um das vierreihige Tandemschrägkugellager 20'' in O-Anordnung zu schaffen, liegt ein Tandemschrägkugellager 32 mit einer axial inneren Stirnseite 38 an der axial inneren Stirnseite 39 des zweiten, um 90° gedrehten Tandemschrägkugellagers 32' an.
Im Gegensatz zu den Tandemschrägkugellagern 20, 20' weisen die axial äußeren Lagerkugeln 35 und die axial inneren Lagerkugeln 36 jeweils den gleichen Durchmesser auf.
In 5 ist eine weitere Variante eines Tandemschrägkugellagers 20''' gemäß der Erfindung dargestellt, welches im Bedarfsfalle anstelle des Tandemschrägkugellagers 20 aus den 1 und 2 als Wälzlagerung 11 auf den Wellenstumpf 12 der Flüssigkeitsreibungskupplung 1 aufgeschoben werden kann. Dieses ebenfalls vierreihige Tandemschrägkugellager 20''' entspricht weitgehend dem Tandemschrägkugellager 20'' der 4 und besteht aus den gleichen zwei zweireihigen Tandemschrägkugellagern 32 und 32' mit Lagerkugeln 35, 36 gleichen Durchmessers. Im Gegensatz zu der Anordnung gemäß 4 ist das Tandemschrägkugellager 20''' gemäß 5 in X-Anordnung ausgestaltet, wobei die ansonsten axial äußeren Stirnseiten 40 und 41 des Lagerinnenrings 33 und des Lageraußenrings 34 zueinander gerichtet sind sowie aneinander anstoßen, und die in O-Anordnung axial inneren Stirnseiten 38, 39 nunmehr nach axial außen gerichtet sind.
Ebenfalls im Rahmen der Erfindung liegt eine Ausgestaltung, bei welcher anstelle der zuvor beschriebenen vierreihigen Tandemschrägkugellager 20, 20', 20'', 20''' lediglich ein einziges zweireihiges Tandemschrägkugellager 26 oder 32 als Wälzlager 11 der Flüssigkeitsreibungskupplung 1 eingesetzt wird.
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 Nebenaggregate eines Fahrzeugs, wie beispielsweise Pumpen oder Kompressoren, in Anwendung zu bringen.

1: Flüssigkeitsreibungskupplung
2: Primärteil
3: Eingangswelle
4: Antriebsscheibe
5: Sekundärteil
6: Erstes Gehäuseteil
7: Zweites Gehäuseteil
8: Arbeitsraum
9: Rippe
10: Rippe
11: Wälzlagerung
12: Wellenstumpf
13: Wellenflansch
14: Flügel
15: Trennwand
16: Vorratsraum
17: Ventilhebel
18: Elektromagnet
19: Wälzlagerung
20: Tandemschrägkugellager
21: Innenring
22: Außenring
23: Axial äußere Lagerkugeln
24: Axial innere Lagerkugeln
25: Dichtung
26: Tandemschrägkugellager
26': Tandemschrägkugellager
27: Innenring
28: Außenring
29: Dichtung
30: Stirnseite
31: Stirnseite
32: Tandemschrägkugellager
32': Tandemschrägkugellager
33: Innenring
34: Außenring
35: Axial äußere Lagerkugel
36: Axial innere Lagerkugel
37: Dichtung
38: Stirnseite
39: Stirnseite
40: Stirnseite
41: Stirnseite

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3605443 A1 [0002]
- DE 19650002 A1 [0003]
- DE 19753725 A1 [0004]
- DE 10219872 A1 [0005]
- DE 102005041917 A1 [0012]

Claims

Flüssigkeitsreibungskupplung (1), beispielsweise für Fahrzeuganwendungen, mit einem wälzgelagerten und drehangetriebenen Primärteil (2), einem antreibbaren Sekundärteil (5) sowie mit Mitteln zur Regelung der Drehmomentübertragung vom Primärteil (2) auf das Sekundärteil (5), wobei das Primärteil (2) durch wenigstens eine axialfest und drehfest mit einer Eingangswelle (3) verbundene Antriebsscheibe (4) gebildet ist, wobei das Sekundärteil (5) ein Gehäuse (6, 7) bildet, welches einen mit einem viskosen Fluid gefüllten Arbeitsraum (8) aufweist, in dem die Antriebsscheibe (4) derart drehbar angeordnet ist, dass mittels des Fluids ein Drehmoment vom Primärteil (2) auf das Sekundärteil (5) übertragbar ist, und wobei das Gehäuse (6, 7) des antreibbaren Sekundärteils (5) mittels zumindest eines Wälzlagers (11) auf der Eingangswelle (3) drehbar abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (11) ein wenigstens zweireihiges Tandemschrägkugellager (20; 20'; 20''; 20'''; 26, 26'; 32, 32') ist, wobei das Tandemschrägkugellager wenigstens einen Außenring (22; 28; 34) und wenigstens einen Innenring (21; 27; 33) aufweist, zwischen denen wenigstens zwei Lagerreihen von Lagerkugeln (23, 24; 35, 36) in Laufbahnen unterschiedlichen Durchmessers geführt sind.
Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Tandemschrägkugellager (20; 20'; 20''; 20''') ein vierreihiges Tandemschrägkugellager (20; 20'; 20''; 20''') in O-Anordnung oder X-Anordnung ist.
Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Tandemschrägkugellager (20; 26, 26'; 32, 32') einen einstückigen Außenring (22; 28; 34) und einen mehrteiligen Innenring (21; 27; 33) aufweist.
Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Wälzlager (11) durch ein vierreihiges Tandemschrägkugellager (20'; 20''; 20''') in O-Anordnung oder X-Anordnung gebildet ist, welches aus zwei aneinander liegenden zweireihigen Tandemschrägkugellagern (26, 26'; 32, 32') besteht.
Flüssigkeitsreibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerkugeln (24) wenigstens einer axial innen liegenden Kugelreihe des Tandemschrägkugellagers (20; 20'; 26, 26') einen geringeren Durchmesser aufweisen als die Lagerkugeln (23) wenigstens einer axial außen liegenden Kugelreihe.
Flüssigkeitsreibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerkugeln (35; 36) wenigstens einer axial innen liegenden Kugelreihe des Tandemschrägkugellagers (20''; 20'''; 32) den gleichen Durchmesser aufweisen wie die Lagerkugeln (36; 35) wenigstens einer axial außen liegenden Kugelreihe.
Flüssigkeitsreibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsreibungskupplung (1) als eine elektromagnetisch ansteuerbare Kupplung ausgebildet ist, deren zu übertragendes Drehmoment mittels eines elektromagnetisch betätigbaren Ventilhebels (17) stufenlos über die Menge des im Arbeitsraum (8) befindlichen viskosen Fluids regelbar ist.
Flüssigkeitsreibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitsreibungskupplung (1) als eine temperaturabhängig selbstregelnde Kupplung ausgebildet ist, deren zu übertragendes Drehmoment durch ein Bimetall, welches über einen Schaltstift mit einem Ventilhebel (17) wirkverbunden ist, stufenlos über die Menge des im Arbeitsraum (8) befindlichen viskosen Fluids regelbar ist.
Flüssigkeitsreibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Verwendung als gesteuerter Antrieb für ein Nebenaggregat eines Fahrzeugs, wie eines Lüfters, einer Pumpe oder eines Kompressors.