DE1450113C

DE1450113C - Fluid friction clutch

Info

Publication number: DE1450113C
Authority: DE
Inventors: Alex Hazel Park Mich. Sutaruk (V.StA.)
Original assignee: Eaton YaIe & Towne Inc., Cleveland, Ohio (V.StA.)
Publication date: 1971-08-05

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsreibungskupplung mit temperaturgesteuerter Füllungsregelung, insbesondere zum Antrieb von Kraftfahrzeug-Kühlluftgebläsen, bestehend im wesentlichen aus einem drehbaren Gehäuse, welches eine Arbeitskammer und eine von dieser durch eine Trennwand mit einer Einlaßöffnung für die Arbeitsflüssigkeit abgegrenzte Speicherkammer aufweist, einer innerhalb der Arbeitskammer koaxial angeordneten Kupplungsscheibe, mit sich in Achsrichtung erstreckenden Ringvorsprüngen und -nuten, die mit entsprechenden Ringvorsprüngen und -nuten des Gehäuses zusammenarbeiten, einer Pumpeinrichtung, die Arbeitsflüssigkeit aus der Arbeitskammer durch mindestens einen Auslaß in die Speicherkammer pumpt und einer thermostatgesteuerten Regeleinrichtung, welche die aus der Speicherkammer durch die radial innerhalb der Ringvorsprünge und -nuten angeordnete Einlaßöffnung in die Arbeitskammer überströmende Flüssigkeitsmenge reguliert.The invention relates to a fluid friction clutch with temperature-controlled filling regulation, in particular for driving motor vehicle cooling air fans, consisting essentially of a rotatable housing which has a working chamber and one of these through a partition wall an inlet opening for the working fluid has delimited storage chamber, one inside the working chamber coaxially arranged clutch disc, with extending in the axial direction Annular protrusions and grooves that cooperate with corresponding annular protrusions and grooves of the housing, a pumping device, the working fluid from the working chamber through at least an outlet pumps into the storage chamber and a thermostat-controlled control device, which the from the storage chamber through the inlet opening arranged radially within the annular projections and grooves Regulated amount of liquid overflowing into the working chamber.

Soll mit einer derartigen Flüssigkeitsreibungskupplung ein stärkeres Kühlluftgebläse angetrieben werden, wie z. B. das Kühlluftgebläse eines Lastkraftwagens oder eines Omnibusses, so ist es erforderlich, daß die Flüssigkeitsreibungskupplung die Übertragung von größeren Drehmomenten ohne übermäßigen Schlupf zuläßt. Bekannte Flüssigkeitsreibungskupplungen, die diese Forderung erfüllen, weisen relativ großen Durchmesser auf, was jedoch wegen der begrenzten Platzverhältnisse in Kraftfahrzeugen unerwünscht ist.Should be with such a fluid friction clutch a stronger cooling air fan are driven, such as. B. the cooling air fan of a truck or a bus, it is necessary that the fluid friction clutch does the transmission allows larger torques without excessive slip. Known fluid friction clutches, meet this requirement, have a relatively large diameter, but what because of the limited space in motor vehicles is undesirable.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das übertragbare Drehmoment bei einer Flüssigkeitsreibungskupplung der genannten Bauart zu steigern, ohne deren Bauabmessungen wesentlich zu verändern. The invention is therefore based on the object of the transmittable torque in a fluid friction clutch to increase the type of construction mentioned without significantly changing their structural dimensions.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kupplungsscheibe in an sich bekannter Weise an ihren beiden Seiten mit Ringvorsprüngen bzw. -nuten versehen ist und das Gehäuse ebenfalls an zwei der Kupplungsscheibe gegenüberliegenden Flächen entsprechende Ringvorsprünge bzw. -nuten aufweist und daß der Auslaß bzw. die Auslässe radial außerhalb der Ringvorsprünge bzw. -nuten angeordnet ist bzw. sind, derart, daß die Arbeitsflüssigkeit innerhalb der" Arbeitskammer, ausgehend von der Einlaßöffnung, radial nach außen zu dem Auslaß bzw. den Auslässen strömt.This object is achieved according to the invention in that the clutch disc is known per se Way is provided on both sides with ring projections or grooves and so is the housing corresponding ring projections or projections on two surfaces opposite the clutch disc -nuten and that the outlet or the outlets radially outside of the annular projections or -nuten is or are arranged in such a way that the working fluid within the "working chamber, starting from the inlet opening, flows radially outward to the outlet or outlets.

Durch diese Ausbildung der Flüssigkeitsreibungskupplung kann das übertragbare Drehmoment auf das Doppelte gesteigert werden, wobei sich die Baugröße der Flüssigkeitsreibungskupplung kaum ändert. Auch die Anzahl der erforderlichen Teile ist nicht größer als bei der eingangs genannten Flüssigkeitsreibungskupplung. Durch die Anordnung der Einlaßöffnungen innerhalb der Ringvorsprünge bzw. -nuten und des Auslasses bzw. der Auslässe außerhalb der Ringvorsprünge bzw. -nuten wird eine gleichmäßige Beaufschlagung der Ringvorsprünge bzw. -nuten zu beiden Seiten der Kupplungsscheibe mit Arbeitsflüssigkeit erreicht. Im Betrieb der Flüssigkeitsreibungskupplung stellt sich nämlich ein ständiger Flüssigkeitsstrom innerhalb der Arbeitskammer von der Einlaßöffnung zum Auslaß ein, wodurch ein gleichmäßiges Zuführen von Arbeitsflüssigkeit zu den Ringvorsprüngen bzw. -nuten gewährleistet ist. Ein gleichmäßiges Zuführen von Arbeitsfiüssigkeit zu den Ringvorsprüngen bzw. -nuten ist jedoch Voraussetzung dafür, daß mit der Flüssigkeitsreibungskupplung ein hohes Drehmoment übertragen werden kann. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigtWith this design of the fluid friction clutch, the transmittable torque can be doubled, with the structural size of the fluid friction clutch hardly changing. The number of parts required is also no greater than that of the fluid friction clutch mentioned at the beginning. By arranging the inlet openings inside the ring projections or grooves and the outlet or outlets outside the ring projections or grooves, working fluid is applied evenly to the ring projections or grooves on both sides of the clutch disc. When the fluid friction clutch is in operation, there is a constant flow of fluid within the working chamber from the inlet opening to the outlet, which ensures a uniform supply of working fluid to the ring projections or grooves. A uniform supply of working fluid to the ring projections or grooves is, however, a prerequisite for being able to transmit a high torque with the fluid friction clutch. An exemplary embodiment of the invention is described in more detail below with reference to the drawings. It shows

F i g. 1 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Flüssigkeitsreibungskupplung mit nur teilweise eingezeichneten Kühlrippen,F i g. 1 is a front view of the fluid friction clutch according to the invention with only partially drawn Cooling fins,

F i g. 2 einen Axialschnitt durch die Flüssigkeitsreibungskupplung der F i g. 1 nach der Linie II-II in Fig. 1,F i g. 2 shows an axial section through the fluid friction clutch the F i g. 1 according to the line II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Teil des Axialschnittes von Fig. 2 in vergrößertem Maßstab,
F i g. 4 einen Radialschnitt der Flüssigkeitsreibungskupplung nach der Linie IV-IV in F i g. 2,3 shows a part of the axial section of FIG. 2 on an enlarged scale,
F i g. 4 shows a radial section of the fluid friction clutch along the line IV-IV in FIG. 2,

F i g. 5 einen Querschnitt nach der Linie V-V in F i g. 4 undF i g. 5 shows a cross section along the line V-V in FIG. 4 and

F i g. 6 einen Querschnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5.F i g. 6 shows a cross section along the line VI-VI in FIG. 5.

Die in den Zeichnungen dargestellte Flüssigkeitsreibungskupplung mit temperaturgesteuerter Füllungsregelung besteht im wesentlichen aus einem drehbaren Gehäuse 12, an dem in bekannter Weise die Flügel 14,15 eines Kraftfahrzeug-Kühlluftgebläses befestigt sind. Das Gehäuse 12 umschließt eine Arbeitskammer 61. und eine von dieser durch eine radiale Trennwand 60 abgegrenzte Speicherkammer 62. Arbeits- und Speicherkammer sind zum Teil mit einer Arbeitsflüssigkeit gefüllt, deren Stand in der Ruhestellung der Flüssigkeitsreibungskupplung in den F i g. 2 und 3 eingezeichnet ist. Innerhalb der Arbeitskammer 61 ist koaxial zum Gehäuse 12 eine Kupplungsscheibe 11 angeordnet, die über eine im Gehäuse 12 gelagerte Welle 16 und über eine nur zum Teil dargestellte Riemenscheibe 17 antreibbar ist.The fluid friction clutch shown in the drawings with temperature-controlled filling control consists essentially of a rotatable housing 12 on which in a known manner the blades 14,15 of a motor vehicle cooling air fan are attached. The housing 12 encloses a Working chamber 61 and a storage chamber delimited from this by a radial partition wall 60 62. Working and storage chambers are partly filled with a working fluid, the level of which is in the Rest position of the fluid friction clutch in FIGS. 2 and 3 is shown. Within the Working chamber 61 is arranged coaxially to the housing 12, a clutch disc 11 which has an im Housing 12 mounted shaft 16 and can be driven via a pulley 17, which is only partially shown.

Die Kupplungsscheibe 11 weist zu beiden Seiten sich in deren Achsrichtung erstreckende Ringvorsprünge 63, 64 und -nuten auf, die mit entsprechenden Ringvorsprüngen 65,66 und -nuten des Gehäuses 12 zusammenarbeiten.The clutch disk 11 has annular projections 63, 64 and grooves on both sides which extend in the axial direction thereof and which cooperate with corresponding annular projections 65, 66 and annular grooves of the housing 12.

Radial innerhalb der Ringvorsprünge bzw. -nutenRadially within the ring projections or grooves

^: Weist die Trennwand 60 eine Einlaßöffnung 73 auf, durch die Arbeitsflüssigkeit von der Speicherkammer 62 in die Arbeitskammer 61 übertreten kann. Radial außerhalb der Ringvorsprünge bzw. -nuten sind zwei Auslässe 71, 72 angeordnet. ^: If the partition wall 60 has an inlet opening 73 through which the working fluid can pass from the storage chamber 62 into the working chamber 61. Two outlets 71, 72 are arranged radially outside of the ring projections or grooves.

Zweckmäßig ist das Gehäuse 12 in einer Radialebene geteilt und besteht im wesentlichen aus zwei The housing 12 is expediently divided in a radial plane and essentially consists of two

,, .glockenförmigen Gehäuseteilen, einem hinteren Gehäuseteil oder Gehäusekörper 42 und einem vorderen Gehäuseteil oder Gehäusedeckel 68. Die Ringvorsprünge 66 bzw. -nuten sind dabei im Gehäusekörper 42 und die Ringvorsprünge 65 bzw. -nuten in einem Flanschteil 53 des Gehäusedeckels 68 vorgesehen. Radial innerhalb der Ringvorsprünge 65 bzw. -nuten weist der Gehäusedeckel 68 eine Ausbuchtung 54 auf, welche die Speicherkammer 62 bildet und die durch die in einen Ringfalz 53 α eingesetzte Trennwand 60 abgegrenzt ist/ Die Auslässe 71, 72 sind außerhalb der Ringvorsprünge 65 bzw. -nuten in dem Flanschteil 53 des Gehäusedeckels 68 vorgesehen. Der Gehäusedeckel 68 ist mit dem Gehäusekörper 42 durch Schrauben 55 verbunden, wobei ein Dichtring 56 zwischengeschaltet ist, um ein Lecken zu verhindern. ,. Bell-shaped housing parts, a rear housing part or housing body 42 and a front housing part or housing cover 68. The annular projections 66 or grooves are provided in the housing body 42 and the annular projections 65 or grooves in a flange part 53 of the housing cover 68. Radially inside the annular projections 65 or grooves, the housing cover 68 has a bulge 54 which forms the storage chamber 62 and which is delimited by the partition 60 inserted into an annular fold 53 α / The outlets 71, 72 are outside the annular projections 65 and grooves are provided in the flange part 53 of the housing cover 68. The housing cover 68 is connected to the housing body 42 by screws 55, with a sealing ring 56 interposed to prevent leakage.

Zur Veränderung des Flüssigkeitsvolumens in der Arbeitskammer 61 und damit zur Veränderung des übertragbaren Drehmoments weist die Flüssisikeits-To change the volume of liquid in the working chamber 61 and thus to change the transferable torque, the liquid

Claims

3 4 3 4

Friction clutch on a pumping device which pumps the working fluid radially on the flange part 53 of the housing cover 68 out of the working chamber 61 through the outlets 71, 72 outside the annular projections 65 or grooves into the storage chamber 62. are seen. The damming elements 90, 91 protrude into the through the working chamber 61 within the ring projections or grooves, whereby they are arranged on the circumference and arranged in the partition 5 that the channels 71, 6, 726, in Strö-, 60 is provided and the storage chamber 62, viewed with the direction of measurement, connects at a distance in front of the Stauder working chamber 61, conversely elements 90 and 91 can enter the working chamber 61 mün-working fluid from the storage chamber into the. The flow direction of the working fluid flow back into the working chamber. During the operation of the working chamber 61 it is determined that the fluid friction clutch flows Ar- io the clutch disc 11 rotates out faster than the housing 12 because of the slip due to the slip inside the working chamber 61 than the housing 12. The flow starting from the inlet opening 73, radially outwards Direction of the working fluid in relation to the stagnation to the outlets 71, 72. With the inlet opening 73 elements 90, 91 the absolute direction of rotation is a thermostat-controlled control device of the clutch disc 11 and the housing 12, which rectifies the from the storage chamber 62 15. In Fig. 6, this direction of rotation is indicated by an arrow in the working chamber 61 overflowing liquid.
regulated amount. The damming elements 90, 91 have adjacent the

The outlets 71, 72 are in the housing channels 716, 726 axial surfaces 90 a and 91 a,

cover 68 extending radial channels 71a or before which working fluid accumulates. As a result of the

72a and axial channels 716 and 72b , 20 dynamic pressure can work fluid from the working

the radial channels 71a, 72a with the storage chamber 61 through the outlets 71, 72 into the storage

Chamber 62 and the axial channels 71 6, 72 b cross a chamber 62.

on the other hand with the radial channels 71a and 72a and as a result of the previously described effect

on the other hand, in connection with the working chamber 61, the damming elements 90, 91 constantly flow working fluid.

stand dung. 25 speed through the outlets 71, 72. When the inlet opening

In the clutch disc 11 a number of openings 73 are covered by the arm 85, none can

Channels 74 provided, which are axially through the working fluid back into the working chamber 61

Clutch disc extend and flow radially outward, so that the volume of fluid in the

the ring projections or grooves are arranged. Working chamber 61 decreases and the slip of the

These channels 74 have the task of working fluid 30 fluid friction clutch increases. But it is

If the inlet opening 73 is released on both sides of the clutch disc, then through

when working fluid enters the working chamber, this more working fluid from the storage chamber

61 flows in or flows out of this. Flow back across the mer 61 as the reverse working fluid

Ring projections 63. 64 is a number of radial speed through the outlets 71, 72 of the working chamber

extending V-shaped grooves 78, 79 are provided, 35 mer can enter the storage chamber. As a result-

which are of sufficient depth so that they increase the volume of liquid in the

extend below the ring projections 63, 64 and working chamber 61 and the slip is reduced

a fluid flow radially in the area of the fluid friction clutch. Between the two

Ring projections 63, 64 facilitate the described extreme positions 85a, 856

The thermostatically controlled control device consists of 40, the arm 85 can each depend on the temperature The embodiment shown essentially occupy the intermediate position in which the inlet outlet a bimetallic spiral 80 which is more or less covered in front of the housing opening 73 and Lid 68 is arranged and carried by this after which the liquid volume in the working will. The outer end of the bimetal spiral 80 is in chamber 61 or the slip of the liquid purifier on the housing cover 68 provided bracket 45 training coupling determined.

81 held, while the inner end of the bimetal Since the inventive fluid friction

spiral 80 in a slot of a stub shaft 83 coupling with small size the transmission

protrudes, which allows itself through the housing cover 68 in the large torques, is on the discharge

Storage chamber 62 extends and coaxial to the shaft of the slip heat, special care-to be put.

16 is stored. The 5 ° in the storage chamber 62 for this purpose are in the area of the ring projections or

protruding end of the stub shaft 83 carries a -nuten both. on the housing body 42 as well as on

Arm 85, the radial cooling ribs 67 and 69, respectively, in the radial direction as far as over the single housing cover 68

Let opening 73 is sufficient and is provided at temperature, the latter in FIG. 1 only partially

changes between a dash-dotted line are drawn,
Neten position 85 a, in which he the inlet port 55
73 hidden, and a dashed point

ment 856, in which he free the inlet opening 73
there, can move (F 1 g. 4).

If the temperature increases, the bimetallic coil 80 expands and rotates the arm 85 in 60 1. A fluid friction clutch with a tempe position 85 b, in which he said inlet port raturgesteuerter charge control, releases in the partition wall 60 in particular 73rd When the temperature drops to drive motor vehicle cooling air fans, the bimetallic spiral 80, consisting essentially of a rotatable element, contracts, so that the arm 85 moves into its position 85a housing, which moves a working chamber and a housing in which it moves the inlet opening 73 covered. The 65 of this by a partition wall with a single-liquid flow from the working chamber 61 in the inlet opening for the working liquid has the storage chamber 62 through the outlets 71, 72 storage chamber, one inside the working chamber is arranged coaxially by two baffles 90 and 91, respectively Clutch

disc, with axially extending annular projections and grooves that work together with corresponding annular projections and grooves of the housing, a pumping device that pumps working fluid from the working chamber through at least one outlet into the storage chamber and a thermostatically controlled control device, which flows from the storage chamber the inlet opening arranged radially inside the ring projections and grooves regulates the amount of fluid flowing over into the working chamber, characterized in that the clutch disc (11) is provided with ring projections or grooves (63, 64) on both sides in a manner known per se and the housing (12) also has corresponding annular projections or grooves (65, 66) on two surfaces (51, 52) opposite the clutch disc (11) and that the outlet or outlets (71 and 72) are radially outside the annular projections or grooves (63, 64; 65, 66) is or are arranged such that the work s liquid within the working chamber (61), starting from the inlet opening (73), flows radially outward to the outlet or the outlets.

.2. Fluid friction clutch according to claim 1, wherein the housing consists of two im consists of essential bell-shaped housing parts, in the front housing part the in the bell-shaped bulge lying storage chamber through an inserted partition is delimited, characterized in that the bulge forming the storage chamber (62) (54) lies radially inside the ring projections or grooves (65) and the latter lies radially on one provided outside the bulge (54), the outlets (71, 72) having flange parts of the front housing part (53) are arranged.

3. Fluid friction clutch according to claim 2, characterized in that on the flange part of the front housing part (53) radially outside the annular projections or grooves (65) baffle elements (90, 91) are provided, in front of which in the front housing part (53) is provided Channels (71 a, 71b or 72 a, 72 b) open which are in communication with the storage chamber (62) and form the outlets (71, 72).

1 sheet of drawings