DE1284721B - Fluid friction clutch, adjustable depending on the temperature - Google Patents
Fluid friction clutch, adjustable depending on the temperatureInfo
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- F16D35/00—Fluid clutches in which the clutching is predominantly obtained by fluid adhesion
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Description
Die Erfindung betrifft eine wärmeabhängig regelbare Flüssigkeitsreibungskupplung, insbesondere für Lüfterräder in Kraftfahrzeugen, mit einer in einem Gehäuse mit hochviskoser Flüssigkeit eingeschlossenen Kupplungsscheibe, die undrehbar mit einer Welle verbunden ist und mit einer von einer Gehäuseinnenwand gebildeten Kupplungsfläche zusammenarbeitet, bei der die Kupplungsflächen axial relativ zueinander verschiebbar sind und jeweils mehrere zur Drehachse koaxiale Ringe mit konischen Flanken tragen, die auf den Kupplungsflächen so zueinander versetzt sind, daß sie wechselseitig ineinandergreifen können, bei der außerhalb des Kupplungsgehäuses ein mit einem expansiblen Medium gefüllter Thermofühler vorgesehen-ist; der mit dem verschiebbaren Kupplungsteil zusammenwirkt, und bei der weiter in Entkupplungsrichtung wirksame federnde Mittel vorgesehen sind. -Bei einer bekannten Kupplung ist das Kupplungsgehäuse axial verschiebbar, und zwar mit einer Achse, die koaxial zur Lagerung der Kupplungsscheibe durch diese Lagerung hindurchgeführt ist. Gegen das Ende der Achse wirkt ein Faltenbalgen der mit dem expansiblen Medium gefüllt ist und in wärmeleitender Verbindung mit einem Aggregat steht, in Abhängigkeit von dessen Temperatur die Kupplung betätigt wird. Der Kraft des Faltenbalgens wirkt dabei eine Feder entgegen, die sich einerseits gegen die Kupplungsscheibe und andererseits gegen das Kupplungsgehäuse stützt.The invention relates to a heat-dependent controllable fluid friction clutch, especially for fan wheels in motor vehicles, with one in a housing highly viscous fluid-enclosed clutch disc that cannot rotate with a Shaft is connected and with a coupling surface formed by a housing inner wall cooperates, in which the coupling surfaces axially displaceable relative to one another and each have several rings with conical flanks that are coaxial to the axis of rotation, which are offset from one another on the coupling surfaces so that they are reciprocally can interlock, in the outside of the clutch housing with a an expansible medium-filled thermal sensor is provided; the one with the sliding one Coupling part cooperates, and further effective in the uncoupling direction resilient means are provided. In a known clutch, the clutch housing is axially displaceable, with an axis that is coaxial with the mounting of the clutch disc is passed through this storage. A bellows acts against the end of the axle which is filled with the expandable medium and in thermally conductive connection with a unit stands, depending on its temperature, the clutch is actuated will. The force of the bellows is counteracted by a spring, which on the one hand against the clutch disc and on the other hand against the clutch housing.
Es ist weiter eine trocken arbeitende Reibungskupplung bekannt, bei der die Kupplungsflächen gleichfalls als mehrere zur Drehachse koaxiale Ringe mit konischen Flanken ausgebildet sind, die auf den Kupplungsflächen so zueinander versetzt sind, daß sie wechselseitig ineinandergreifen können. Dabei sind jeweils beide Gehäuseinnenwände als Kupplungsflächen ausgebildet und zwei axial verschiebbare Kupplungsscheiben vorgesehen, die mit ihren ebenen Rückseiten im Abstand voneinander liegen. Zwischen den Rückseiten der Kupplungsscheiben und radial einwärts von den Kupplungsflächen an der Außenseite sind jeweils ringzylinderartige Betätigungsräume vorgesehen, die über Bohrungen in der Welle mit Anschlüssen zum Zuführen eines Hydraulikmediums versehen sind.It is also known to be a dry friction clutch which also has the coupling surfaces as several rings coaxial to the axis of rotation conical flanks are formed which are offset from one another on the coupling surfaces are that they can interlock with each other. Both inner walls of the housing are in each case designed as coupling surfaces and two axially displaceable coupling disks provided, which are with their flat backs at a distance from each other. Between the rear of the clutch plates and radially inward from the clutch surfaces on the outside each ring cylinder-like actuation spaces are provided which Via bores in the shaft with connections for supplying a hydraulic medium are provided.
Es ist weiter eine wärmeabhängig regelbare Flüssigkeitsreibungskupplung bekannt, bei der die Änderung des zu übertragenden Drehmomentes durch Änderung der radialen Höhe des Flüssigkeitsspiegels innerhalb der Kupplung bewirkt wird. Zu diesem Zweck ist parallel zu dem Kupplungsraum ein Vorratsraum vorgesehen. Zum Überführen der Kupplungsflüssigkeit aus dem Kupplungsraum in den Vorratsraum und umgekehrt sind Staudruckkörper vorgesehen, die schwenkbar in der Trennwand zwischen Vorratsraum und Kupplungsraum angeordnet sind und durch einen Thermofühler gesteuert werden, der auf der Außenseite des Kupplungsgehäuses angeordnet ist, die der Antriebswelle gegenüberliegt. Der Thermofühler ist hierbei als Bi-Metallspirale ausgebildet. Eine derartige Reibungskupplung ist kompliziert in ihrem Aufbau und zudem störanfällig.It is also a heat-dependent adjustable fluid friction clutch known in which the change in the torque to be transmitted by changing the radial height of the liquid level is caused within the coupling. To this Purpose, a storage space is provided parallel to the coupling space. To transfer the clutch fluid from the clutch chamber into the reservoir and vice versa back pressure bodies are provided, which can be pivoted in the partition between the storage space and coupling space are arranged and controlled by a thermal sensor, which is arranged on the outside of the clutch housing, that of the drive shaft opposite. The thermal sensor is designed as a bi-metal spiral. One Such a friction clutch is complicated in its structure and also prone to failure.
Es ist weiter eine Sicherheitsreibungskupplung mit konischen Kupplungsflächen bekannt, bei denen zwischen zwei Konusinnenteilen mit einem expansiblen Medium gefüllte Faltenbalgen vorgesehen sind. Das expansible Medium wird durch die an den Kupplungsflächen entstehende Reibungswärme aufgeheizt und drückt dann, über den Faltenbalgen die Kupplungsflächen in feste Anlage. Ein Beeinflussung der Kupplung von außen ist hier weder möglich noch beabsichtigt.It is also a safety friction clutch with conical coupling surfaces known, in which between two cone inner parts filled with an expandable medium Bellows are provided. The expansible medium is through the on the coupling surfaces resulting frictional heat is heated up and then presses the Coupling surfaces in fixed contact. The clutch is influenced from the outside here neither possible nor intended.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Flüssigkeitsreibungskupplung der eingangs erwähnten Art weiterzuentwickeln und dabei insbesondere die Konstruktion zu vereinfachen und die Thermosteuerung zu verbessern.The object of the invention is to provide a fluid friction clutch of to further develop the type mentioned at the beginning and in particular the construction to simplify and improve thermal control.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise beide Gehäuseinnenwände als Küpplungsflächen ausgebildet sind und zwei axial verschiebbare Kupplungsscheiben vorgesehen sind, daß die federnden Mittel auf den Kupplungsscheiben abgestützt sind, daß der Thermofühler in an sich bekannter Weise vor der der Welle gegenüberliegenden Wand des Kupplungsgehäuses liegt und daß er mit einem starr ausgebildeten Gehäuse mit der benachbarten Kupplungsscheibe und sein relativ zu dem Gehäuse beweglicher Wandteil über axial wirkende Kuppelglieder mit der gegenüberliegenden Kupplungsscheibe drehfest und axial unverschieblich verbunden ist.This object is achieved according to the invention in that in per se As is known, both housing inner walls are designed as Küpplungsflächen and two axially displaceable clutch plates are provided that the resilient means are supported on the clutch disks that the thermal sensor is known per se Way in front of the wall of the clutch housing opposite the shaft and that it has a rigid housing with the adjacent clutch disc and its wall part which is movable relative to the housing via axially acting coupling elements rotatably and axially immovably connected to the opposite clutch disc is.
Zweckmäßig ist zwischen den beiden Kupplungsscheiben eine mit der Antriebswelle starr verbundene Treibscheibe angeordnet; die über achsparallele Kupplungsstifte mit den Kupplungsscheiben verbunden ist.It is useful to have one with the clutch between the two clutch disks Drive shaft rigidly connected traction sheave arranged; the axially parallel coupling pins is connected to the clutch disks.
Als beweglicher Wandteil des Thermofühlers kann beispielsweise ein Kolben oder ein Wellrohrbalg vorgesehen sein.As a movable wall part of the thermal sensor, for example, a Pistons or a corrugated tube bellows can be provided.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und- im nachstehenden im einzelnen an Hand der Zeichnung beschrieben.The invention is illustrated in the drawing, for example and- described in detail below with reference to the drawing.
F i g. 1 zeigt im Längsschnitt eine erste Ausführungsform einer Kupplung gemäß der Erfindung; F i g. 2 zeigt im Längsschnitt eine zweite Ausführungsform einer Kupplung gemäß der Erfindung; F i g. 3 zeigt im Längsschnitt eine dritte Ausführungsform einer Kupplung gemäß der Erfindung.F i g. 1 shows a first embodiment of a coupling in longitudinal section according to the invention; F i g. 2 shows a second embodiment in longitudinal section a coupling according to the invention; F i g. 3 shows a third embodiment in longitudinal section a coupling according to the invention.
Bei der ersten Ausführungsform nach F i g. 1 ist in einem festen Ständer 2 eine von einer nicht dargestellten Kraftquelle angetriebene Welle 4 drehbar gelagert. Auf dem Ende dieser Welle ist starr eine Treibscheibe 6 befestigt.In the first embodiment according to FIG. 1 is in a solid stand 2, a shaft 4 driven by a power source (not shown) is rotatably supported. A traction sheave 6 is rigidly attached to the end of this shaft.
Auf dem Ständer ist weiter mittels Lagern 8 ein Kupplungsgehäuse 10 drehbar gelagert, das mit nicht dargestellten Lüfterflügeln versehen sein kann. Die beiden radialen Gehäuseinnenflächen 12, 14 tragen zur Drehachse koaxiale Ringe 16 mit konischen Flanken. A coupling housing 10 , which can be provided with fan blades (not shown), is further rotatably mounted on the stand by means of bearings 8. The two radial inner surfaces 12, 14 of the housing carry rings 16 with conical flanks that are coaxial with the axis of rotation.
Zwischen der Gehäuseinnenwand 12 und der Treibscheibe 6 ist eine Kuppelscheibe 18 angeordnet, die auf ihrer der Gehäusewand 12 zugewandten Seite gleichfalls koaxiale Ringe 20 mit konischen Flanken trägt, die gegenüber den Ringen 16 auf der inneren Gehäusefläche um eine halbe Teilung versetzt angeordnet sind, so daß sie zwischen die Ringe 16 greifen können.Between the housing inner wall 12 and the traction sheave 6 is a coupling disk 18 arranged, the side facing the housing wall 12 is also coaxial Rings 20 with conical flanks carries the opposite of the rings 16 on the inner Housing surface are arranged offset by half a division, so that they are between the rings 16 can grip.
Zwischen der Treibscheibe 6 und der Gehäuseinnenwand 14 ist eine weitere Kupplungsscheibe 22 angeordnet. Auf den einander zugewandten Seiten der Gehäuseinnenwand 14 und der Kupplungsscheibe 22 sind wiederum koaxiale Ringe analog den Ringen 16, 20 vorgesehen. Die Kupplungsscheibe 18 ist auf der Welle 4 axial verschieblich gelagert. Die Kupplungsscheibe 22 ist mit einem rohrförmigen Ansatz 24 in dem Kupplungsgehäuse 10 drehbar und gleichfalls axial verschieblich gelagert.A further clutch disk 22 is arranged between the traction sheave 6 and the inner wall 14 of the housing. On the mutually facing sides of the housing inner wall 14 and the clutch disk 22, coaxial rings analogous to the rings 16, 20 are again provided. The clutch disc 18 is mounted on the shaft 4 so as to be axially displaceable. The clutch disc 22 is rotatably mounted with a tubular extension 24 in the clutch housing 10 and is also axially displaceable.
Die beiden Kupplungsscheiben 18, 22 sind mit der Treibscheibe 6 über Bolzen 26 verbunden, durch die von der Treibscheibe 6 das Drehmoment auf die Kupplungsscheiben übertragen wird. Zwischen den Kupplungsscheiben 18, 22 ist weiter eine Zugfeder 28 angeordnet, welche auf die Kupplungsscheiben eine Kraft entgegengesetzt der Kupplungsrichtung ausübt.The two clutch disks 18, 22 are connected to the drive disk 6 via bolts 26, through which the torque is transmitted from the drive disk 6 to the clutch disks. Furthermore, a tension spring 28 is arranged between the clutch disks 18, 22 and exerts a force on the clutch disks in the opposite direction to the coupling direction.
An den rohrförmigen Ansatz 24 der Kupplungsscheibe 22 ist ein Thermofühler 30 angeschlossen, der ein starres Gehäuse 32 aufweist, das mit einer expansiblen Flüssigkeit gefüllt ist. Das Gehäuse 32 wird durch einen in den rohrförmigen Ansatz 24 geführten Kolben 34 geschlossen, der über eine axiale Druckstange 36, eine Druckscheibe 38 und Druckstifte 40, die durch Bohrungen in der Treibscheibe 6 hindurchgreifen, auf die Kupplungsscheibe 18 wirkt.A thermal sensor 30, which has a rigid housing 32 which is filled with an expandable liquid, is connected to the tubular extension 24 of the clutch disc 22. The housing 32 is closed by a piston 34 guided into the tubular extension 24 , which acts on the clutch disk 18 via an axial pressure rod 36, a pressure disk 38 and pressure pins 40 which reach through bores in the drive disk 6.
Das Kupplungsgehäuse 10 ist mit einer hochviskosen Flüssigkeit gefüllt, das als Kupplungsmedium dient. Die Kupplungsteile sind in der Zeichnung in der entkuppelten Stellung wiedergegeben, in der von den Kupplungsscheiben 18, 22 kein oder im wesentlichen kein Drehmoment auf das Gehäuse 10 übertragen wird.The clutch housing 10 is filled with a highly viscous liquid that serves as a clutch medium. The coupling parts are shown in the drawing in the uncoupled position in which no or essentially no torque is transmitted to the housing 10 from the coupling disks 18, 22 .
Wird die Welle 4 angetrieben, drehen sich mit der Welle die Treibscheibe 6, die beiden Kupplungsscheiben 18,22 sowie derTemperaturfühler 30. Wenn auf den Temperaturfühler 30 Wärme einwirkt, dehnt sich die in ihm enthaltene Flüssigkeit aus und verdrängt den Kolben 34 in Richtung auf die Welle 4. Da sich die gleiche Kraft als Reaktionskraft auf das Gehäuse 32 auswirkt, werden die beiden Kupplungsscheiben 18, 22 auseinandergedrückt, so daß das über die hochviskose Flüssigkeit auf das Kupplungsgehäuse 10 übertragene Drehmoment ansteigt. Die Steigerung des Drehmomentes wird fortgesetzt, bis die Flanken der Kupplungsringe 16 bzw. 20 in direkten Eingriff miteinander gelangen.If the shaft 4 is driven, rotate with the shaft, the traction sheave 6, the two clutch plates 18,22 and derTemperaturfühler 30. When applied to the temperature sensor 30 heat the liquid contained in it expands and displaces the piston 34 toward the Shaft 4. Since the same force acts as a reaction force on the housing 32 , the two clutch disks 18, 22 are pressed apart, so that the torque transmitted to the clutch housing 10 via the highly viscous fluid increases. The increase in torque is continued until the flanks of the coupling rings 16 and 20 come into direct engagement with one another.
Kühlt sich die Flüssigkeit in dem Thermofühler wieder ab, werden die Kupplungsscheiben 18, 22 entsprechend der Kontraktion der Flüssigkeit durch die Federn 28 zusammengezogen. Die beiden Kupplungsscheiben 18, 22 sind frei schwimmend zwischen den Gehäuseinnenwänden 12, 14 angeordnet. Ihre Zentrierung erfolgt über die Reaktionskräfte des Kupplungsmediums, durch die sichergestellt wird, daß beide Kupplungsscheiben jeweils gleichmäßig in oder außer Eingriff kommen.When the liquid in the thermal sensor cools down again, the clutch disks 18, 22 are drawn together by the springs 28 in accordance with the contraction of the liquid. The two clutch disks 18, 22 are arranged floating freely between the housing inner walls 12, 14 . They are centered via the reaction forces of the clutch medium, which ensure that both clutch disks come into or out of engagement equally.
In der Zeichnung ist um den Thermofühler 30 herum eine Heizvorrichtung 42 angedeutet, durch die die Erwärmung der Flüssigkeit innerhalb des Temperaturfühlers willkürlich geregelt werden kann. Bei Verwendung einer elektrischen Heizwicklung kann beispielsweise über einen Widerstand das übertragene Drehmoment eingestellt werden. Dieser Widerstand kann dabei auch Teil eines Regelkreises sein.In the drawing, a heating device 42 is indicated around the temperature sensor 30 , by means of which the heating of the liquid within the temperature sensor can be regulated arbitrarily. When using an electrical heating coil, the transmitted torque can be adjusted, for example, via a resistor. This resistance can also be part of a control loop.
Die Ausführungsform nach F i g. 2 entspricht im wesentlichen der Ausführungsform nach F i g. 1. Abweichend von der Ausführungsform nach F i g. 1 ist der Druckstift 36 des Kolbens 34 durch eine Bohrung 44 in der Welle 4 geführt. Am Ende des Druckstiftes 36 ist eine Querstift 46 angeordnet, der in einem Längsschlitz 48 der Welle 4 liegt und in Bohrungen 48 in der Nabe der Kupplungsscheibe 18 eingreift.The embodiment according to FIG. 2 essentially corresponds to the embodiment according to FIG. 1. Notwithstanding the embodiment according to FIG. 1, the pressure pin 36 of the piston 34 is guided through a bore 44 in the shaft 4. At the end of the pressure pin 36, a transverse pin 46 is arranged, which lies in a longitudinal slot 48 of the shaft 4 and engages in bores 48 in the hub of the clutch disk 18.
F i g. 2 zeigt weiter eine abgewandelte Ausführungsform der federnden Zusammenpressung der beiden Kupplungsscheiben 18, 22. Durch Bohrungen in den beiden Kupplungsscheiben und die Treibscheibe 6 ist ein Bolzen 50 geführt, der zu beiden Seiten über die Außenseiten der Kupplungsscheiben vorsteht. Auf diesen Enden sind Druckfedem.52 angeordnet, die sich gegen Scheiben 54 abstützen, die auf den Bolzenenden befestigt sind.F i g. 2 further shows a modified embodiment of the resilient compression of the two clutch disks 18, 22. A bolt 50 is guided through bores in the two clutch disks and the drive disk 6 and protrudes on both sides over the outer sides of the clutch disks. Compression springs. 52 are arranged on these ends, which are supported against disks 54 which are fastened to the ends of the bolts.
Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 sind die beiden Kupplungsscheiben 18, 22 axial verschieblich auf der Welle 4 gelagert, von der abweichend von der Ausführungsform nach den F i g. 1 und 2 das Drehmoment unmittelbar über Gleitfedern 56 auf die Kupplungsscheiben übertragen wird. Von diesen Gleitfedern ist lediglich die für die linke Kupplungsscheibe 22 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform kann damit die Treibscheibe 6 entfallen. Zur eventuell notwendigen Zentrierung der Kupplungsscheiben in der ausgekuppelten Stellung kann auf dem äußeren Umfang der Welle 4 ein Sprengring 58 angeordnet sein.In the embodiment according to FIG. 3, the two clutch disks 18, 22 are mounted axially displaceably on the shaft 4, which, in contrast to the embodiment according to FIGS. 1 and 2 the torque is transmitted directly to the clutch disks via sliding springs 56. Of these sliding springs, only the one for the left clutch disc 22 is shown. In this embodiment, the drive pulley 6 can thus be omitted. A snap ring 58 can be arranged on the outer circumference of the shaft 4 for centering the clutch disks in the disengaged position, if necessary.
Das Kupplungsgehäuse 10 ist bei dieser Ausführungsform weiter mit seiner rechten Seitenwand unmittelbar auf der Welle 4 gelagert.In this embodiment, the clutch housing 10 is further supported with its right side wall directly on the shaft 4 .
Als weitere Abweichung ist schließlich im Gehäuse 32 des Temperaturfühlers als bewegliche Wand ein Wellrohrbalg 60 angeordnet, der mit seinem einen Ende an der Wandung des Gehäuses 32 abdichtend befestigt und dessen anderes Ende durch eine Bodenplatte 62 verschlossen ist, in der der Druckstift 36 für die Betätigung der Kupplungsscheibe 18 befestigt ist. Mit Hilfe des Wellrohrbalgs läßt sich eine relativ große Beaufschlagungsfläche für das expansible Medium innerhalb des Temperaturfühlers und damit eine große Verstellkraft erreichen.As a further deviation, a corrugated tube bellows 60 is finally arranged as a movable wall in the housing 32 of the temperature sensor, which is fastened with its one end in a sealing manner to the wall of the housing 32 and the other end is closed by a base plate 62 in which the pressure pin 36 for actuation the clutch disc 18 is attached. With the help of the corrugated tube bellows, a relatively large area of application for the expansible medium within the temperature sensor and thus a large adjustment force can be achieved.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DEL54012A DE1284721B (en) | 1966-07-07 | 1966-07-07 | Fluid friction clutch, adjustable depending on the temperature |
Applications Claiming Priority (1)
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DEL54012A DE1284721B (en) | 1966-07-07 | 1966-07-07 | Fluid friction clutch, adjustable depending on the temperature |
Publications (1)
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DE1284721B true DE1284721B (en) | 1968-12-05 |
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ID=7275846
Family Applications (1)
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