ES2253618T3 - Embrague de friccion viscosa. - Google Patents
Embrague de friccion viscosa.Info
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Abstract
Embrague de fricción viscosa, particularmente para un ventilador de vehículo automóvil, con un árbol apoyado giratorio, un cuerpo de accionamiento (11) apoyado con resistencia a la torsión sobre el árbol, un cuerpo conducido (12, 13) apoyado de manera que gira sobre el árbol, que rodea el cuerpo de accionamiento (11) al menos parcialmente, y una zona de embrague situada entre el cuerpo de accionamiento (11) y de toma de fuerza (12, 13), que aloja un fluido viscoso mediante el cual el cuerpo de accionamiento (11) y de toma de fuerza (12, 13) están acoplados para la transferencia de un momento de giro, caracterizado porque radialmente dentro de un perímetro externo del cuerpo de accionamiento (11) está previsto un espacio de reserva (3) para el alojamiento lo mayor posible del fluido, y porque en la zona de embrague está previsto al menos un primer camino de circulación (11b) para el reflujo del fluido desde la zona de embrague al espacio de reserva (3) y al menos un segundo camino de circulación (11c) para la entrada del fluido desde el espacio de reserva (3) a la zona de embrague, y el cuerpo de accionamiento (11) presenta en el perímetro externo al menos un elemento de resistencia al flujo (11a), el cual está dispuesto entre dicho por lo menos primer (11b) y dicho por lo menos segundo camino de circulación (11c), y porque además está previsto un dispositivo controlable para el cierre y la apertura de al menos uno de estos caminos de circulación (11b, c).
Description
Embrague de fricción viscosa.
La presente invención se refiere a un embrague de
fricción viscosa, particularmente para su utilización en un
vehículo automóvil, según el preámbulo de la reivindicación 1. Un
embrague de este tipo se conoce por el documento
US-A-4.441.599.
Los embragues de fricción viscosa pertenecientes
al estado de la técnica disponen de un espacio de reserva para un
líquido hidráulico y una zona de embrague. La transferencia de la
fuerza tiene lugar en la zona de embrague con la ayuda de un
líquido hidráulico el cual, al accionar el embrague, es
transportado, en base a fuerzas centrífugas, desde el espacio de
reserva a la zona de embrague. Para la desactivación de bombea de
vuelta el líquido desde la zona de embrague al espacio de reserva.
Esto tiene lugar, por ejemplo, mediante una bomba de retención la
cual genera una presión de retención entre el cuerpo de
accionamiento y el de toma de fuerza.
La invención se plantea el problema de
proporcionar un embrague de fricción viscosa mejorado con respecto
al estado de la técnica.
Para la resolución del problema se propone un
embrague de fricción viscosa con las características de la
reivindicación 1. Los perfeccionamiento preferidos de la invención
son el objeto de las reivindicaciones subordinadas.
La invención se caracteriza porque, en el estado
desembragado de los cuerpos de accionamiento y de toma de fuerza,
un espacio de reserva en el cuerpo de accionamiento aloja
ampliamente el líquido hidráulico y, en caso de activación del
embrague, el líquido hidráulico accede desde el espacio de reserva a
la zona de embrague. Mediante el líquido hidráulico la rendija
entre el cuerpo de accionamiento y el de toma de fuerza es cerrada
al menos parcialmente en la zona del embrague y se transmite un
momento de
giro.
giro.
La conexión entre el espacio de reserva y la zona
de embrague tiene lugar por separado para la entrada y el reflujo a
través en cada caso de al menos un camino de circulación. Al menos
uno de estos caminos de circulación puede ser abierto y cerrado
mediante un dispositivo de control.
Además la invención se caracteriza porque el
cuerpo de accionamiento presenta, en el perímetro externo, al menos
un elemento de resistencia al flujo. Dependiendo de la potencia de
reflujo deseada pueden estar previstos también varios elementos de
resistencia al flujo sobre el perímetro. La forma del elemento de
resistencia al flujo puede ser diferente para influir sobre
determinadas propiedades tales como caudal de reflujo,
comportamiento en caso de fugas, caída de la presión en la
dirección de giro detrás del elemento de resistencia al flujo. Una
forma preferida es, por ejemplo, la de un paralelepípedo.
Un dispositivo según la reivindicación 1 tiene
las siguientes ventajas:
La invención tiene, en una forma de realización
preferida, un árbol la cual está apoyada con resistencia a la
torsión sobre el cuerpo de accionamiento y que presenta al menos dos
piezas constructivas.
Un primer elemento está conectado de forma no
positiva con una unidad de accionamiento y se introduce un momento
de giro desde el lado del motor en el embrague.
Un segundo elemento está alojado coaxialmente en
el primer elemento y está apoyado de manera que puede girar
respecto de éste.
Según una forma de realización preferida el
primer elemento es un árbol de accionamiento para los cuerpos de
accionamiento y el segundo elemento un árbol de control para el
dispositivo de control para la apertura y el cierre de los caminos
de circulación.
En otra forma de realización preferida de la
invención el cuerpo de accionamiento, el cual está conectado de
forma no positiva con el árbol de accionamiento, presenta en la zona
de embrague resaltes concéntricos, con el fin de aumentar la
superficie que actúa en la zona de embrague. Debido a las
velocidades de giro diferentes del cuerpo de accionamiento y de
toma de fuerza, se forman fuerzas de empuje en el líquido
hidráulico. El momento de giro que hay se puede transferir es
proporcional a la fuerza de empuje y a la superficie. Mediante el
aumento de la superficie se pueden transferir por consiguiente
momentos de giro mayores.
Los resaltes están dispuestos en especial sobre
las superficies externas del cuerpo de accionamiento. Sobresalen,
por ejemplo, en dirección axial fuerza de las superficies laterales
del cuerpo de accionamiento y están estructurados, en una forma de
realización posible, con sección transversal rectangular.
Según una forma de realización particularmente
preferida los resaltes pueden estar realizados también sin embargo
trapezoidales, triangulares o con terminación circular.
Según otra forma de realización preferida el
cuerpo de accionamiento de la invención presenta asimismo resaltes
concéntricos, para aumentar asimismo la superficie que actúa. Estos
resaltes están situados en el interior del cuerpo conducido y
engarzan, con una distancia predeterminada, en los resaltes del
cuerpo de accionamiento.
En una forma especialmente preferida de la
invención el líquido hidráulico consta de un fluido viscoso, el
cual presenta al menos un fluido de un grupo de fluidos el cual
comprende aceite hidráulico, aceite de silicona, silicona,
compuestos polímeros sintéticos y naturales y compuestos de
hidrocarburo.
El fluido cierra la rendija de cizalladura en la
zona de embrague entre el cuerpo de accionamiento y el de toma de
fuerza y transfiere, debido a las fuerzas de empuje, que actúan en
el fluido, el momento de giro desde el cuerpo de accionamiento al
de toma de fuerza. Mediante la viscosidad del fluido se puede
influir por ejemplo sobre las fuerzas de empuje o el intervalo de
tiempo para el llenado de la zona de embrague. Una viscodidad menor
hace posible un llenado rápido, si bien tiene como consecuencia
fuerzas de empuje menores y con ello una menor transferencia de
momento de giro.
La invención transfiere preferentemente un
momento de giro entre el cuerpo de accionamiento y el de toma de
fuerza de 10 Nm a 1000 Nm, preferentemente entre 25 Nm y 500 Nm, y
de forma especialmente preferida entre 50 Nm y 250 Nm.
En una forma de realización particularmente
preferida de la invención el espacio de reserva para el líquido
hidráulico se extiende dentro de la pared externa del cuerpo de
accionamiento y esencialmente a lo largo de una sección de radio
predeterminada por la zona de embrague. El espacio de reserva está
estructurado por ejemplo de tal manera que el líquido hidráulico,
cuando el embrague no está accionado, está alojado mayoritariamente
en la sección de radio predeterminada por la zona de embrague.
Preferentemente los caminos de circulación están
dispuestos radialmente en el perímetro del cuerpo de accionamiento
y con una distancia predeterminada respecto del elemento de
resistencia al flujo. De forma especialmente preferida la distancia
con respecto al elemento de resistencia al flujo es tan pequeña que
los caminos de circulación lindan directamente al contorno externo
del elemento de resistencia al flujo. A través de las distancia se
puede influir, entre otros, sobre la potencia de transporte y la
velocidad, con la cual fluye el líquido hidráulico desde el espacio
de reserva a la zona de embrague. Cuando menor es la distancia tanto
mayor es la potencia de transporte o el caudal.
Según un perfeccionamiento preferido de la
invención está previsto que esté dispuesto al menos un camino de
circulación para el reflujo del líquido hidráulico desde la zona de
embrague al espacio de reserva en la dirección de giro antes y al
menos un camino de circulación para la entrada del líquido
hidráulico desde el espacio de reserva a la zona de embrague en
dirección de giro después del elemento de resistencia al flujo. Los
caminos de circulación están dispuestos en especial en la pared
externa del perímetro del cuerpo de accionamiento y conectan el
espacio de reserva, por un camino predeterminado, con la zona de
embrague. Están realizados por ejemplo como taladros con un
diámetro comprendido entre 1 mm y 10 mm, preferentemente entre 2 mm
y 8 mm y especialmente preferido entre 3 mm y 6 mm.
En otra estructuración ventajosa de la invención
el cuerpo conducido presenta, sobre el lado interno del perímetro,
una escotadura concéntrica, que circula en la dirección del
perímetro. La escotadura está adaptada en especial a la forma del
elemento de resistencia al flujo, con el fin de fijar la presión de
retención y la potencia de transporte de la bomba de retención.
De forma especialmente preferida, la limitación
externa del elemento de resistencia al flujo engarza, a una
distancia predeterminada, en la escotadura del cuerpo conducido que
circula en la dirección del perímetro.
En otra realización de la invención el elemento
de resistencia al flujo engarza en la escotadura que circula en la
dirección del perímetro ampliamente estanca al líquido. Gracias a
ello el efecto de retención del elemento de resistencia al flujo
alcanza un valor
máximo.
máximo.
En otra estructuración ventajosa de la invención
se conectan los resaltes del cuerpo de accionamiento y/o del cuerpo
conducido mediante al menos una ranura dispuesta esencialmente
radial y con ello hidrodinámicamente.
Según una forma de realización preferida de la
invención la superficie de contacto en la zona de embrague se varía
dependiendo de la cantidad de líquido hidráulico en la zona de
embrague. La zona de embrague se llena, por ejemplo, debido a las
fuerzas centrífugas, empezando por el perímetro externo. La
superficie de contacto es proporcional a la cantidad de líquido
hidráulico en la zona de embrague.
Según otra forma de realización preferida de la
invención la ranura está dispuesta a una distancia respectivamente
ángulo predeterminada(o) respecto del camino de circulación.
El ángulo está determinado por dos rectas que se cortan, donde la
primera es la prolongación del eje central de la ranura a través del
centro del cuerpo de accionamiento. La segunda recta discurre en
prolongación del eje central del camino de circulación a través del
centro del cuerpo de accionamiento. Mediante el ángulo o la
distancia se controla tanto la velocidad del llenado de los
perfiles con líquido hidráulico como también la conducción de
retorno del líquido hidráulico.
Otra realización ventajosa de la invención
presenta un dispositivo controlable para el cierre y la apertura de
los caminos de circulación. En una primera posición el dispositivo
abre el camino de circulación para la entrada de líquido hidráulico
en la zona de embrague y cierra el reflujo. En una segunda posición
el dispositivo cierra la entrada y abre el reflujo. Mediante el
llenado o el vaciado se determina la cantidad de líquido hidráulico
en la zona de embrague y se acciona o desactiva el embrague.
En una realización preferida de la invención el
dispositivo de control para el cierre y la apertura de los caminos
de circulación presenta un elemento de obturación y un contrapeso,
los cuales están dispuestos de forma no positiva en el árbol de
control, y un dispositivo de retroceso. El dispositivo de retroceso
está sujeto, por ejemplo, en el cuerpo de accionamiento y lleva al
árbol de control, tan pronto como no actúa ya en él ningún momento
de giro, a una posición final la cual está opuesta a la posición
final en caso de existir un momento de giro.
El elemento de obturación presenta, por ejemplo,
una distancia predeterminada de 0,1 - 1,0 mm, preferentemente de
0,15 - 0,7 mm, y especialmente preferida de 0,2 - 0,4 mm respecto
del contorno interno del cuerpo de accionamiento.
En una realización preferida de la invención el
dispositivo de control para el cierre y la apertura presenta dos
elementos de obturación, los cuales están conectados a través de una
conexión articulada con el árbol de control, y que cierran
radialmente caminos de circulación. Los elementos de obturación
presentan además, según la presente invención, dos dispositivos
para la compensación de las fuerzas centrífugas.
En una forma de realización preferida de la
invención el dispositivo controlable para el cierre y la apertura
presenta dos elementos de obturación para cerrar los caminos de
circulación, los cuales están conectados por medio de una palanca
con el cuerpo de accionamiento. La palanca está formada al mismo
tiempo de forma especialmente preferida como elemento de retroceso,
por ejemplo en forma de un muelle
laminado.
laminado.
Los elementos de obturación presentan, por
ejemplo, una distancia predeterminada de 0,1 a 1,0 mm,
preferentemente 0,15 a 0,7 mm y especialmente preferida de 0,2 a
0,4 mm con respecto al contorno interno del cuerpo de
accionamiento.
En una forma de realización preferida de la
invención se puede cerrar al menos uno de los caminos de
circulación, preferentemente todos los caminos de circulación,
semirradialmente por parte de un elemento de obturación. La
dirección del cierre puede estar inclinada por ejemplo 10º
axialmente o tangencialmente respecto de una dirección radial.
Mediante el concepto "semirradial" se
designa, en el sentido de la presente invención, una dirección la
cual está inclinada respecto de una dirección radial, es decir que
se aleja del eje de giro. El eje de inclinación puede al mismo
tiempo estar dispuesto paralelo respecto del eje de giro (cierre
semirradial y semitangencial) o transversalmente respecto del eje
de giro (cierre semirradial y semiaxial). El ángulo de inclinación
puede adoptar básicamente cualquier valor comprendido entre 0º y
90º.
Las ventajas del cierre semirradial radican en
que una distancia predeterminada entre el elemento de obturación y
una apertura del camino de circulación no tiene que ser ya
mantenida. Esto mejora el efecto de obturación del elemento de
obturación.
En una forma de realización preferida de la
invención se ajusta el árbol de control en cuanto a su posición
relativa respecto del eje de accionamiento externo mediante un
dispositivo de momento de giro controlado electromagnéticamente. El
árbol de control se mueve, por ejemplo, entre dos posiciones
finales, con lo cual se acciona el dispositivo para el cierre y la
apertura de los caminos de circulación.
Una posición final abre la entrada a la zona de
embrague y la otra posición final abre el reflujo desde la zona de
embrague.
En una forma de realización particularmente
preferida de la invención el dispositivo de momento de giro presenta
esencialmente un áncora magnética unida de forma no positiva con el
árbol de control, un anillo de conducción de flujo conectado de
forma no positiva con el árbol de accionamiento y una bobina
dispuesta con resistencia a la torsión en la carcasa. Si se hace
pasar corriente por la bobina se forma, entre el áncora magnética y
el anillo de conducción de flujo, un momento de giro que depende de
la corriente y el árbol de control es girado con respecto al árbol
de accionamiento.
En una forma de realización preferida de la
invención están dispuestos un dispositivo de apoyo para un apoyo
del cuerpo conducido sobre el árbol y una unidad de control
electromagnética para el control de un dispositivo controlable para
el cierre y la apertura de uno o varios caminos de circulación,
sobre lados opuestos del cuerpo de accionamiento. Gracias a ello es
posible una disposición contigua de un dispositivo de control
electromagnético con respecto de un dispositivo controlable para el
cierre y la apertura, con lo que está relacionada una transferencia
de fuerza magnética simplificada y, en ciertas circunstancias, una
forma constructiva compacta.
Un posible campo de aplicación de la invención
está en el sector de los vehículos automóviles. Los motores de
combustión interna utilizados en él han experimentado, en los
últimos años, un enorme aumento de potencia. El aumento de potencia
conduce a una mayor emisión de calor de los motores. Además de esta
fuente de calor tiene lugar también, debido a la conducción de
retorno de los gases de escape enfriados, una mayor introducción de
calor en el agua de refrigeración. Ésta es refrigerada por el
sistema de refrigeración con la ayuda de un ventilador. El
ventilador está conectado, a través de un embrague de fricción
viscosa, con el motor. El ventilador puede ser conectado
adicionalmente en caso necesario.
El control del embrague tiene lugar dependiendo
de las magnitudes de regulación. Estas son, por ejemplo, la
temperatura del agua de refrigeración o la del motor.
De acuerdo con la presente invención se entiende
por el concepto "controlar" el proceso en un sistema en el
cual una o varias magnitudes, a modo de magnitudes de entrada,
influyen sobre otras magnitudes, a modo de magnitudes de toma de
fuerza, sobre la base de las leyes propias del sistema.
Por el concepto "regular" se entiende un
proceso en el cual una magnitud, la magnitud que se desea regular
(magnitud de regulación) es registrada continuamente, es comparada
con otra magnitud, la magnitud de guía, e, independientemente del
resultado de esta comparación, se influye sobre ella en el sentido
de una igualación a la magnitud de guía.
A continuación se explican otras ventajas y
posibilidades de utilización de la presente invención a partir de
diferentes ejemplos de formas de realización. Sin embargo, estos se
indican únicamente a título de ejemplo y no deben ser entendidos
como limitativos de la invención.
La Fig. 1a muestra una sección a través de un
primer ejemplo de realización de un embrague de fricción viscosa
según la presente invención.
La Fig. 2a muestra un cuerpo de accionamiento de
un embrague de fricción viscosa según la Fig. 1.
La Fig. 2b muestra una representación en sección
de un cuerpo de accionamiento de un embrague de fricción viscosa
según la Fig. 2a a lo largo de la línea A-A.
La Fig. 3a muestra una sección transversal a
través de un cuerpo de accionamiento según la Fig. 2a.
La Fig. 3b muestra una sección a través de un
cuerpo de accionamiento según la Fig. 3a a lo largo de la línea
B-B.
La Fig. 4 muestra un cuerpo de accionamiento y un
dispositivo para el cierre y la apertura de los caminos de
circulación.
La Fig. 5 muestra un dispositivo para el cierre y
la apertura de los caminos de circulación.
La Fig. 6a muestra una sección transversal a
través del cuerpo de accionamiento según la Fig. 6c.
La Fig. 6b muestra una representación en detalle
de la forma de realización alternativa de dispositivo para el
cierre y la apertura de caminos de circulación de la Fig. 6a.
La Fig. 6c muestra una forma de realización
alternativa del dispositivo para el cierre y la apertura de los
caminos de circulación de un cuerpo de accionamiento en sección a lo
largo de la línea C - C de la Fig. 6a.
La Fig. 7a muestra un dispositivo de control
electromagnético para el dispositivo para el cierre y la apertura
de los caminos de circulación.
La Fig. 7b muestra un anillo de flujo de un
dispositivo de control electromagnético.
La Fig. 7c muestra un áncora de un dispositivo de
control electromagnético.
La Fig. 8 muestra otro ejemplo preferido de
realización del embrague de fricción viscosa con apoyo de polea de
transmisión integrado.
La Fig. 9 muestra otro ejemplo preferido de
realización del embrague de fricción viscosa con una forma de
realización alternativa del dispositivo para el cierre y la apertura
de los caminos de circulación.
La Fig. 10 muestra un cuerpo de accionamiento de
un embrague de fricción viscosa según la Fig. 9.
La Fig. 11 muestra un cuerpo de accionamiento y
un dispositivo para el cierre y la apertura de los caminos de
circulación.
La Fig. 1 muestra una forma de realización de la
invención en una representación en sección. El embrague de fricción
viscosa consta en un principio de un árbol de accionamiento 10, un
cuerpo de accionamiento 11 y un cuerpo conducido (formado por un
cuerpo de base 12 y una tapa 13). La tapa 13 presenta una escotadura
11f que circula en la dirección perimétrica. El espacio de reserva
3 para el fluido viscoso se encuentra dentro del cuerpo de
accionamiento. El dispositivo de momento de giro y de control 2,
controlado electromagnéticamente, consta de una parte de bobina 20
con resistencia a la torsión, fijada mediante un rodamiento 24 sobre
el eje de accionamiento 10, y de los elementos de ajuste 21 que
rotan con el árbol de accionamiento 10. El movimiento de ajuste es
transferido, a través del árbol de control (árbol de ajuste) 14 al
dispositivo de control para la apertura y el cierre de los caminos
de circulación (corredera giratoria) 15. Cuando se hace pasar
corriente por la bobina magnética 22 el árbol de control 14 se
mueve a una primera posición (posición final) y cuando la bobina
magnética 22 está sin corriente un dispositivo de retroceso (resorte
de retroceso) 16 mueve el árbol de accionamiento 14 hacia la
segunda posición (posición final) opuesta.
El dispositivo de momento de giro 2 controlado
electromagnéticamente funciona, de acuerdo con una forma de
realización preferida, según el principio de la modulación de
duración de impulsos. Durante un tiempo de ciclo fijo, comprendido
típicamente entre 0,5 s y 5 s, se puede variar el tiempo de paso de
corriente relativo, y con ello el tiempo de permanencia en las dos
posiciones, entre el 0% y el 100%.
Alternativamente el dispositivo de momento de
giro, controlado electromagnéticamente, se puede accionar también
de manera proporcional. El árbol de control se mueve entonces con el
aumento del paso de la corriente de la bobina de forma continua
desde un tope final al otro. Para este tipo de funcionamiento es
necesaria una concepción especial del recorrido de la fuerza
magnética y del resorte de retroceso, para que se formen puntos de
trabajo estables entre los topes finales.
Las Figs. 2a/b muestran el cuerpo de
accionamiento 11 de un embrague de fricción viscosa. En el perímetro
del cuerpo de accionamiento 11 está dispuesto un elemento de
resistencia al flujo 11a. Este elemento de resistencia al flujo es
el cuerpo de retención de la bomba de retención. En la dirección de
giro, delante del elemento de resistencia al flujo, está dispuesta,
a una distancia angular de por ejemplo 10º - 30º (ángulo \alpha)
respecto del camino de circulación para el reflujo desde la zona de
embrague al espacio de reserva, en la superficie externa, una
ranura 11d que discurre radialmente. La ranura 11d interrumpe los
resaltes 11e del cuerpo de accionamiento.
Otras formas de realización alternativas
presentan dos o más ranuras que discurren radialmente, las cuales
están dispuestas a ambos lados del cuerpo de accionamiento 11 y/o en
el lado interno del cuerpo conducido (12, 13).
En el caso de un embrague en funcionamiento la
velocidad de rotación del cuerpo de accionamiento 11 es mayor que
la del cuerpo conducido (formado por un cuerpo de base 12 y una tapa
13) (Fig. 1), con lo cual se retiene líquido hidráulico delante del
elemento de resistencia al flujo 11a. La presión que reina allí
presiona el líquido hidráulico, cuando el taladro de retorno 11b
está abierto, hacia el espacio de reserva 3. Cuando el taladro de
retorno 11b está cerrado el líquido hidráulico se desvía, como
consecuencia de la presión, a las ranuras 11d radiales y llena la
zona de embrague con los resaltes 11e de fuera hacia dentro. La
posición angular de las ranuras 11d radiales decide, por un lado,
sobre la velocidad del llenado de los resaltes 11e con líquido
hidráulico y, por el otro, sobre la completitud del reflujo al
espacio de reserva cuando el taladro de retorno 11b está abierto.
Un reflujo incompleto condiciona una cantidad restante demasiado
grande de líquido hidráulico en la zona de embrague y con ello un
momento de giro restante indeseado del embrague.
Las Figs. 3a/b muestran una sección a través de
cuerpo de accionamiento 11. En la dirección de giro delante del
elemento de resistencia al flujo 11a está dispuesto un camino de
circulación para el reflujo desde la zona de embrague al espacio de
reserva (taladro de retorno) 11b y en la dirección de giro detrás
del elemento de resistencia al flujo 11a está dispuesto un camino
de circulación para la entrada (taladro de entrada) 11c del líquido
hidráulico.
El dispositivo para el cierre y la apertura de
los caminos de circulación (corredera giratoria) 15 discurre a
través de una abertura 17 en el cuerpo de accionamiento 11 y cierra
en cada caso uno de los dos caminos de circulación 11b, 11c
recíprocamente desde dentro. El elemento de corredera 15 está
conectado de forma no positiva con el árbol de control 14 y no toca
el contorno interno del cuerpo de accionamiento 11. Para que las
fuerzas de cizalladura entre el elemento de corredera 15 y el cuerpo
de accionamiento 11, que inhiben el movimiento de ajuste, no se
hagan excesivamente grandes, debe estar garantizada una rendija
predeterminada entre el elemento de corredera 15 y el cuerpo de
accionamiento 11. Para ello es necesario un apoyo preciso del árbol
de control 14. El árbol de control 14 es apoyado, por ejemplo según
una forma de realización preferida, con dos casquillos 29a, 29b
(Fig. 1) en el árbol de accionamiento 10.
La Fig. 4 muestra un dispositivo para el cierre y
la apertura de los caminos de circulación 15. El dispositivo de
retroceso (resorte de retroceso) 16 presenta en uno de sus extremos
un engrosamiento 18 y está apoyado en un dispositivo enchufable 19
en el cuerpo de accionamiento. En su otro extremo está sujeto al
dispositivo de control para la apertura y el cierre de los caminos
de circulación (corredera giratoria) 15. Lleva el árbol de control
14, tan pronto como no actúa ningún momento de giro o éste es muy
pequeño, a la posición final, la cual está opuesta a la posición
final cuando existe un momento de giro del dispositivo de control
electromagnético.
La Fig. 5 muestra la corredera giratoria 15 y el
dispositivo de retroceso 16. La corredera giratoria 15 está
equilibrada mediante un contrapeso 15b.
Las Figs. 6a/b/c muestran una forma de
realización alternativa de la invención para el cierre y la apertura
de los caminos de circulación (disposición de válvulas de membrana)
que hace posible la circulación preferentemente en una dirección.
Las bandas elásticas 30, 31 cierran y abren los caminos de
circulación 11b, 11c radialmente desde dentro. Ambas bandas
elásticas 30, 31 están montadas sobre una placa portadora 32. Son
movidas, por sus extremos libres 30a, 31a, por un arrastrador 34
conectado, mediante espigas de arrastre 34a, 34b, con el árbol de
control 14. En esta realización es ventajosa la baja tasa de fugas
en los caminos de circulación 11b, 11c y las escasas exigencias a
la precisión de apoyo del árbol de control 14. Para la compensación
de las fuerzas de retroceso está prevista, en cada banda elástica
30, 31, una palanca de compensación 35, 36, la cual presenta en su
extremo libre un contrapeso 35a, 36a. Los contrapesos 35a, 36a están
dimensionados de tal manera que la masa de la banda elástica
elevada es justo compensada. Los en cada caso otros extremos de las
palancas de compensación 35b, 36b están insertados con posibilidad
de movimiento longitudinal, con el propósito de arrastre, en
aberturas de las bandas elásticas. Las palancas de compensación
están apoyadas sobre puntos fijos 32a/b correspondientes sobre la
placa portadora 32.
Las Figs. 7a/b/c muestran partes de un
dispositivo de control electromagnético en el cual se induce un
campo magnético con el fin de generar un momento de giro en el
árbol de control. El anillo de conducción de flujo 26 está
realizado, en su zona 26b alejada de la bobina, a modo de zapata
polar. En una prolongación 26c adicional está insertado en un
taladro correspondiente del árbol de accionamiento (árbol con plato
de acoplamiento) 10 y está fijado en unión positiva y/o material.
Estas bridas de sujeción en la zona 26b están fuertemente
estrechadas en sección transversal para que se pierda la menos
cantidad de flujo magnético posible sin ser aprovechada a través de
la sujeción. El flujo magnético que hay que aprovechar es
transferido a través de las zapatas polares, en la zona 26b, al
áncora magnética 27 de manera que puede girar con respecto al árbol
de accionamiento 10. Con ello se forma un momento de giro que
depende de la corriente entre el áncora magnética 27 y las zapatas
polares de anillo de conducción de flujo 26. La zona de diámetro
externa del áncora magnética 27a está estructurada asimismo en
forma de zapatas polares. En la zona de diámetro 27b interno, el
flujo magnético es conducido a través de una rendija al árbol de
plato de acoplamiento 10. Mediante otra rendija 23a se cierra el
circuito magnético de nuevo con la carcasa. El áncora magnética 27
está conectada a través de un arrastrador 28 de forma no positiva
con el árbol de control 14. El arrastrador engarza con sus brazos
28a a través de entalladuras 10a locales correspondientes del árbol
de plato de acoplamiento 10, con lo cual se puede transferir un
movimiento de ajuste en el centro del árbol de plato de acoplamiento
10, sin reducir de forma esencial su resistencia mecánica. El árbol
de control está apoyado en el árbol de accionamiento 10 mediante dos
casquillos 29a/b.
La Fig. 8 muestra una forma de realización
alternativa del embrague de fricción viscosa con apoyo de polea de
transmisión integrado. El embrague de fricción viscosa está sujeto
para ello con el ventilador sobre un elemento constructivo no
rotatorio del motor.
Para la reducción de costes y la simplificación
del montaje se reúne por ejemplo una unidad de apoyo separada con
la polea de transmisión para formar una unidad con el embrague de
fricción viscosa (Fig. 8).
Según un ejemplo de realización el ventilador 100
se sujeta sobre la tapa y no sobre el cuerpo de base. Esto tiene la
ventaja de que en primer lugar la unidad
embrague-polea de transmisión se puede sujetar, por
ejemplo, en el motor y a continuación se monta en ventilador sobre
el embrague.
El ejemplo de realización consta de un árbol de
accionamiento 101, una polea de transmisión 102 y una carcasa de
apoyo 103. En la carcasa de apoyo 103 se encuentran dos rodamientos
104/105 y el dispositivo de momento de giro 110 controlado
electromagnéticamente, formado por un grupo constructivo de bobinas
111, el cual es alimentado con corriente a través de una conducción
eléctrica 112. La carcasa de apoyo 103 es cerrada mediante una tapa
de cierre 113.
El flujo magnético generado por la bobina se
transferido, a través de la tapa de cierre 113, a través de una
rendija, al anillo de polo 114 que rota con el árbol de
accionamiento 101. El anillo de polo 114 está conectado de forma no
positiva con el árbol de accionamiento 101 a través de un envoltura
115 magnéticamente aislante. Dentro del árbol de accionamiento 101
el árbol de control 14 está apoyado de manera que puede girar, como
en el primer ejemplo de realización. En el extremo del grupo
constructivo magnético del árbol de control 14 se encuentra un
áncora magnética 116, cuya zona de diámetro externa está formada a
modo de zapata polar, con lo cual al hacer pasar la corriente por
la bobina 111 se forma una fuerza orientada entre el áncora
magnética 116 y el anillo de polo 114. Este momento de giro mueve
el árbol de control 14 a una posición final. Un resorte de
retroceso aquí no representado mueve el árbol de control 14 de nuevo
a la posición de partida.
Las Figs. 9, 10 y 11 muestran un embrague de
fricción viscosa 200, cuya disposición de válvulas para el cierre y
la apertura de los caminos de circulación 215, 216 es accionada en
el disco primario 201 mediante una disposición magnética según el
principio de áncora de tapa. El elemento de cierre de válvula 211 es
parte integrante de la palanca de válvula 210 y está conectado
directamente con el áncora abatible 212 y actúa con sus dos
superficies de obturación 213, 214 recíprocamente sobre los caminos
de circulación 215, 216. La palanca de válvula está conectada
mediante un muelle laminado 217 elásticamente con el disco primario
201. El muelle laminado y el elemento de cierre de válvula pueden
estar hechos de una sola pieza a partir de chapa para láminas de
contacto.
El plano de las superficies de obturación puede
estar realizado, en el sentido de una válvula de corredera,
perpendicular respecto de la dirección de movimiento del elemento de
cierre, la presión del medio que se desea obturar no actúa entonces
sobre el movimiento del elemento de cierre, es decir, no hay fuerzas
perturbadoras hidráulicas sobre el sistema
imán-resorte. La dirección de movimiento es aquí
axial con respecto al embrague. Sin embargo, una disposición de
este tipo se debe hacer funcionar con rendijas de obturación en el
margen de 0,2 a 0,4 mm, con el fin de evitar un aprisionamiento.
Esta rendija de obturación conduce sin embargo a pérdidas por fugas
las cuales afectan al funcionamiento del embrague en diferentes
puntos de funcionamiento. Además, partículas existentes en el
sistema, pueden originar en la rendija de obturación un
agarrotamiento del elemento de cierre.
En otra forma de realización mejorada según la
Fig. 9 las superficies de obturación están inclinadas formando un
ángulo de aproximadamente 80º respecto de la dirección de movimiento
del elemento de cierre, con ello desaparece la rendija de
obturación al final del movimiento de la válvula, se consigue un
grado de estanqueidad mayor. Por otro lado, aumenta notablemente la
rendija de obturación con el camino de apertura, de manera que las
partículas ya no pueden conducir a un agarrotamiento. El ángulo se
ha elegido de tal manera que, por un lado, la presión que hay que
obturar actúa lo menos posible sobre el movimiento de la válvula y,
por el otro, no aparece sin embargo tampoco una autoinhibición.
Por ejemplo, la realización descrita en la Fig.
3b utiliza asimismo superficies de obturación las cuales están
inclinadas 90º con respecto a la dirección del movimiento del
elemento de válvula. La dirección de movimiento es aquí en la
dirección perimétrica del embrague. La variante con superficies de
obturación inclinadas aproximadamente 80º se puede utilizar
asimismo aquí con las ventajas antes mencionadas.
Para que el campo magnético generado por la
bobina eléctrica no rotatoria de la unidad de control 240
electromagnética actúe eficazmente sobre el áncora magnética, el
áncora magnética se encuentra sobre el lado del disco primario
orientado hacia la bobina. El polo interno del imán lo forma el
manguito 220 de acero que rota con el árbol de plato de
acoplamiento. El polo externo del imán es el manguito de acero 221
insertado en la tapa de la carcasa, ésta es cargada a través de los
elementos de carcasa 223 de acero de la bobina magnética, con los
cuales está en conexión con una rendija de aire radial, con el
flujo
magnético.
magnético.
Esta disposición compacta del áncora magnética
respecto de la bobina magnética se hace posible mediante la
disposición del elemento de apoyo 230 central de la carcasa del
embrague sobre el lado alejado de la brida se sujeción del
acoplamiento, es decir, en la parte de la carcasa 231 situada en el
lado frontal. El ventilador puede ser fijado entonces desde el lado
frontal del embrague sobre la parte del lado frontal de la carcasa.
Durante el montaje final del vehículo automóvil se pueden montar
entonces el embrague y el ventilador, uno tras otro y de manera
independiente entre sí, en el motor. Por otro lado se garantiza el
flujo de fuerza directo desde el árbol de plato de acoplamiento
232, a través del elemento de apoyo 230 y la pieza de carcasa 231,
hacia el ventilador 233.
Claims (24)
1. Embrague de fricción viscosa, particularmente
para un ventilador de vehículo automóvil, con un árbol apoyado
giratorio, un cuerpo de accionamiento (11) apoyado con resistencia a
la torsión sobre el árbol, un cuerpo conducido (12, 13) apoyado de
manera que gira sobre el árbol, que rodea el cuerpo de accionamiento
(11) al menos parcialmente, y una zona de embrague situada entre el
cuerpo de accionamiento (11) y de toma de fuerza (12, 13), que
aloja un fluido viscoso mediante el cual el cuerpo de accionamiento
(11) y de toma de fuerza (12, 13) están acoplados para la
transferencia de un momento de giro, caracterizado porque
radialmente dentro de un perímetro externo del cuerpo de
accionamiento (11) está previsto un espacio de reserva (3) para el
alojamiento lo mayor posible del fluido, y porque en la zona de
embrague está previsto al menos un primer camino de circulación
(11b) para el reflujo del fluido desde la zona de embrague al
espacio de reserva (3) y al menos un segundo camino de circulación
(11c) para la entrada del fluido desde el espacio de reserva (3) a
la zona de embrague, y el cuerpo de accionamiento (11) presenta en
el perímetro externo al menos un elemento de resistencia al flujo
(11a), el cual está dispuesto entre dicho por lo menos primer (11b)
y dicho por lo menos segundo camino de circulación (11c), y porque
además está previsto un dispositivo controlable para el cierre y la
apertura de al menos uno de estos caminos de circulación (11b,
c).
2. Embrague de fricción viscosa según la
reivindicación 1, caracterizado porque el árbol presenta al
menos dos elementos, estando conectado un primer elemento (10) de
forma no positiva con una unidad de accionamiento y estando alojado
un segundo elemento (14) coaxialmente en el primer elemento (10) y
está apoyado de manera que puede girar respecto de
éste.
éste.
3. Embrague de fricción viscosa según la
reivindicación 2, caracterizado porque el primer elemento es
un árbol de accionamiento (10) para el cuerpo de accionamiento (11)
y el segundo elemento es un árbol de control (14) para el
dispositivo para el cierre y la apertura de los caminos de
circulación (11b, c).
4. Embrague de fricción viscosa según al menos
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
el cuerpo de accionamiento (11) está conectado de forma no positiva
con el árbol de accionamiento (10) y el cuerpo de accionamiento
(11) presenta en la zona de embrague unos resaltes (11e)
concéntricos los cuales están dispuestos particularmente sobre las
superficies externas del cuerpo de accionamien-
to (11).
to (11).
5. Embrague de fricción viscosa según al menos
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
el cuerpo conducido (12, 13) presenta en la zona de embrague unos
resaltes concéntricos situados en el interior, los cuales engarzan,
con una distancia predeterminada, en los resaltes (11e) del cuerpo
de accionamiento (11).
6. Embrague de fricción viscosa según al menos
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
el fluido viscoso presenta al menos un fluido de un grupo de fluidos
el cual comprende aceite hidráulico, aceite de silicona, silicona,
compuestos polímeros sintéticos y naturales y compuestos de
hidrocarburo.
7. Embrague de fricción viscosa según al menos
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
el espacio de reserva (3) para el fluido se extiende esencialmente
en una sección cilíndrica en la zona de embrague dentro de la pared
externa del cuerpo de accionamiento (11).
8. Embrague de fricción viscosa según al menos
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
los caminos de circulación (11b, c) están dispuestos radialmente
fuera en la zona perimétrica del cuerpo de accionamiento (11) y
presentan una distancia predeterminada respecto del elemento de
resistencia al flujo (11a).
9. Embrague de fricción viscosa según al menos
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
está dispuesto al menos un camino de circulación (11b) para el
reflujo del fluido desde la zona de embrague al espacio de reserva
(3) en la dirección de giro antes y al menos un camino de
circulación (11c) para la entrada del fluido desde el espacio de
reserva (3) a la zona de embrague en dirección de giro después del
elemento de resistencia al flujo (11a).
10. Embrague de fricción viscosa según al menos
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
el cuerpo conducido (12, 13) presenta sobre el lado interno del
perímetro una escotadura (11f) concéntrica que circula en dirección
perimétrica.
11. Embrague de fricción viscosa según al menos
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
la limitación externa del elemento de resistencia al flujo (11a)
engarza con una distancia predeterminada en la escotadura (11f) del
cuerpo conducido (12, 13) que circula en la dirección
perimétrica.
12. Embrague de fricción viscosa según al menos
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
el elemento de resistencia al flujo (11a) engarza ampliamente
estanco al líquido en la escotadura (11f) que circula en la
dirección perimétrica.
13. Embrague de fricción viscosa según la
reivindicación 4, caracterizado porque los resaltes del
cuerpo conducido (12, 13) y/o del cuerpo de accionamiento (11e)
presentan al menos una ranura (11d) dispuesta esencialmente de
manera radial, la cual interrumpe los resaltes al menos parcialmente
y que está conectada mediante fluido en la zona de em-
brague.
brague.
14. Embrague de fricción viscosa según al menos
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
en la zona de embrague la superficie de contacto es variada
dependiendo de la cantidad de fluido.
15. Embrague de fricción viscosa según la
reivindicación 13, caracterizado porque la ranura (11d) está
dispuesta con una distancia predeterminada, particularmente con un
ángulo predeterminado, respecto del camino de circulación
(11b).
16. Embrague de fricción viscosa según al menos
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
el dispositivo controlable para el cierre y la apertura de los
caminos de circulación (11b, c), en una primera posición, abre el
camino de circulación para la entrada (11c) del fluido en la zona de
embrague y cierra el reflujo (11b) y, en una segunda posición,
cierra la entrada (11c) y abre el reflujo (11b).
17. Embrague de fricción viscosa según al menos
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
el dispositivo controlable para el cierre y la apertura de los
caminos de circulación (11b, c) presenta un elemento de obturación
(15) así como un contrapeso (15b), los cuales están dispuestos de
forma no positiva en un árbol de control, y además está previsto un
dispositivo de retroceso (16), y porque el elemento de obturación
(15) presenta particularmente una distancia predeterminada respecto
del contorno interno del cuerpo de accionamiento (11).
18. Embrague de fricción viscosa según al menos
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
el dispositivo controlable para el cierre y la apertura presenta dos
elementos de obturación (30, 31), los cuales están conectados
mediante una conexión articulada con un árbol de control (14) y que
cierran radialmente los caminos de circula-
ción (11b, c).
ción (11b, c).
19. Embrague de fricción viscosa según al menos
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
el dispositivo controlable para el cierre y la apertura presenta dos
elementos de obturación (213, 214) para el cierre de caminos de
circulación (215, 216), los cuales están conectados mediante una
palanca (210) con el cuerpo de accionamiento (201), y porque los
elementos de obturación (213, 214) presentan particularmente una
distancia predeterminada respecto del contorno interno del cuerpo de
accionamiento (201).
20. Embrague de fricción viscosa según al menos
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
al menos uno de los caminos de circulación (11b, 11c, 215, 216) se
puede cerrar semirradialmente mediante un elemento de obturación
(15, 213, 214).
21. Embrague de fricción viscosa según la
reivindicación 17 ó 18, caracterizado porque el árbol de
control (14) es ajustado en cuanto a su posición relativa respecto
del árbol de accionamiento (10) externo mediante un dispositivo de
momento de giro (2) controlado electromagnéticamente.
22. Embrague de fricción viscosa según al menos
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
el dispositivo de momento de giro (2) presenta esencialmente un
áncora (27) conectada de forma no positiva con un árbol de control
(14), un anillo (26) conectado de forma no positiva con el árbol de
accionamiento (10) y una bobina (22) dispuesta en la carcasa con
resistencia a la torsión.
23. Embrague de fricción viscosa según al menos
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque
están previstos un dispositivo de apoyo (230) para el apoyo del
cuerpo conducido (231) sobre el árbol y una unidad de control (240)
electromagnética para el control de un dispositivo (210) controlable
para el cierre y la apertura de uno o varios caminos de circulación
(215, 216), y porque el dispositivo de apoyo (230) y la unidad de
control (240) electromagnética están dispuestos sobre lados opuestos
del cuerpo de accionamiento (201).
24. Dispositivo de accionamiento un sistema de
ventilación el cual presenta al menos un ventilador, un grupo
propulsor, un elemento de conexión y al menos un embrague de
fricción viscosa según al menos una las reivindicaciones
anteriores.
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