专利名称：具有适应离心力并可灌注的贮液室的粘滞型通风机偶联器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种粘滞型通风机偶联器，它带有一个外壳和至少一个可驱动的转子，该转子设置在一个盛有粘液的工作室中，以便于经过剪切面传递转矩，该工作室为了获得补充的粘液有一条连接通道与贮液室相连，在这里，这两个室中至少有一个与一压力源相连以便预定工作室中的粘液液位，通过该压力源便可调节贮液室中由粘液填充度所决定的液面位置。
专利DE-GM-83 19 901公开了一种具有一个外壳和一个可驱动转子的粘滞型通风机偶联器，配备该转子的目的是为了经过一个注满粘液的工作室中剪切面传递转矩。为了供给补充的粘液，工作室在剪切面的径向范围内有一个连接通道与粘液贮存室相连。该贮液室与一压力源相连，以便预定出工作室的粘液液位，利用该压力源可以调节能够确定工作室粘液液位的贮液室中的粘液液面。此外，贮液室与一个泵装置相连，借以将粘液从工作室输回到贮液室中，该泵装置被安置在工作室中转子的圆周范围内。
在已公开的粘滞型通风机偶联器上，贮液室被安置在贮液室和工作室之间的连接通道的工作室一侧出口的径向区域中，因而基本上处于剪切面的径向内侧。连接通道本身是这样设计的，使得在贮液室处于无压力状态时粘液不会从贮液室流到工作室中。按照
图1，这一点例如是通过下述措施达到的连接通道径向地向内延伸而超过在正常增压比条件下出现的粘液液位。由于粘液液位的延伸范围基本上处于剪切面之内，所以它原本地接近了旋转轴，粘液液面和连接通道的径向最内点之间的径向距离很小。这样，由压力源产生的压差也相应地是很小的，这种压差是需要的，以便于根据外壳旋转时作用于粘液上的离心力将粘液输送给工作区。由此，因这一压差很微小，从而通过机偶联器的控制范围被压力源的压力输出限制得很狭窄。从而导致如下结果由于可能的很小压差，工作区所需的粘液量增高时，对工作区的粘液灌注过程就会相对地长，因此使得通风机偶联器对温度变化的反应迟缓。此外，还会附带出现这样的困难，在任何情况下当工作室中的粘液太少时，外壳的转速大大低于转子的转速，而且由于这种相当大的转速差，上面提到的泵装置就得大量地从工作室抽吸粘液。这样，在改变粘液需用量的过程中就会进一步增高粘滞型通风机偶联器的惯性。另一方面，当工作室注满了粘液时，泵装置的泵送效率达到最小，从而降低了压力源的压力输出，由此导致粘液的过剩部分只能很缓慢地从工作室输回到贮液室中。再者，为了预定出所施的压力而对压力源进行控制时，必须经常考虑到转子和外壳之间转速差的大小，以便通过选取适当的压力值来补偿泵装置的当时的泵吸效能。
本发明的目的是进一步开发出一种粘滞型通风机偶联器，使得实际上能毫无迟缓地实现对冷却效能所要求的调整。
按照本发明，上述目的是通过下述特征加以解决的为了保证粘液能从工作室中流回去，贮液室 依径向安置在工作室的外面，这样，只须根据由压力源产生的、相对于粘液受到的与转速有关的离心力的压力的大小和作用方向来调节粘液液位。按照本发明提出的粘滞型通风机偶联器，由于贮液室依径向安置在工作室之外，只要利用离心力的作用便可达到在外壳旋转时将工作室中的粘液输送到贮液室的目的，从而不需要一个迄今在技术上已公开的那种泵装置。由此获得下述优点从工作室至贮液室中的粘液体积流量仅由外壳的转速来决定，而不是由外壳和转子之间的相对转速来决定。由于工作室同贮液室的连接是采用连通管形式加以实现的，所以在工作室中的粘液部分和贮液室中的粘液部分之间便建立一种平衡状态。这样一来，对由压力源产生的压力输出的控制是非常简单的，这是因为在增加对冷却空气的需用量时只须提高由压力源产生的压力，而且只提高到这样的程度，使得由转速决定的从工作室至贮液室的粘液量以及为达到工作室中必要填充度所需的补充粘液量被压入到工作室中。由此，工作室就能实际上没有迟缓地加以灌注，从而提高通风机偶联器的转速。
另一方面，如果要求通风机偶联器的转速较低，只要简单地降低由压力源产生的压力，使得不再向工作室输送新的粘液即可。由于在上述压力源上压力降低之前，外壳正常地以高速运转，从而产生强的冷却作用，所以将粘液从工作室输送到贮液室的离心力也相应地很高，以致压力源上的压力变化也很快地转换为外壳的转速变化。
因此，按照本发明，通风机偶联器还能使对压力源的控制过程迅速转变成冷却效能的改变。这一点可以通过适当地将压力源连接到一个室或另一个室的办法来完成，例如，通过将第一个压力源连接到工作室，而将第二个压力源连接到贮液室。其中，为了提高工作室的粘液液位，例如，须增高贮液室中的压力，而为了降低工作室中的粘液液位，则最好增高工作室中的压力。根据两个室之一中的压力增高，最好在另一个室中通过产生负压来缩短粘液流入或流出所需的时间。
由于贮液室是依径向安置在工作室外面，所以只要压力源的连接头设置在粘滞型通风机偶联器的旋转轴的径向范围内，就需要提供一条输入管道，该管道将处于旋转轴的范围之内的连接头同远处于径向之外的贮液室连接起来。由于贮液室被安置在工作室的径向范围之外，所以贮液室的径向延伸长度可能相当大，因此粘液液位在压力源上的压力变化过程中可依径向方向移动的范围也是很大的，致使由压力源产生的压力可增高或降低的控制范围亦很大。压力源上的这种压力变化是很大的，在这种情况下，工作室的注液速度或它的排液速度相应地是很高的。通过上述措施，粘滞型通风机偶联器的操纵惯性可进一步减小。
贮液室依径向地安置在工作室外面，这种安置的另一个优点在于由于这两个室之间的连接也是在工作室的圆周范围内开始而且依径向朝外伸延，所以工作室沿着它的整个径向深度直到承接着转子的一个轴的范围均适合于同转子形成剪切面。这样，通风机偶联器的已经很大的控制范围便得到进一步增大，从而使得粘滞型通风机偶联器几乎没有惯性地可以在几乎从零至接近驱动速度的转速范围内运转。
一个有利的结构是压力源被安置在外壳内，最好安置在贮液室的延伸区域中。借此可以缩短传递路径。贮液室的一种有利地结构形式是它环绕着工作室。
通过所述的措施，即贮液室在其背向工作室的一边有一个密封装置，可以准确地将粘液和压力源提供的压力介质例如压缩空气加以分开，从而有效地防止了这两种介质的混合。弹性膜和密封件是这样一种密封装置的有利的结构形式，其中，弹性膜片最好牢固地夹定，而且由于它本身具有的弹性，在压力源上的压力发生变化时可经受一种变形，借此使贮液室中的容积可以减小或增大，与之相应，粘液可以压入工作室中或者从工作室排出。与此同时，密封件可作为一个整体移位，从而在贮液室中可相应地实现容积调整。储液室是密封装置的一个有利的安置区域。
下面将参照附图对本发明的几个实施例做较详细的说明。附图中图1粘滞型通风机偶联器下半部的纵剖面图，带有在旋转轴范围中与压力源的连接头，还带有依径向处于工作室外面的贮液室的构造；图2与图1相似，但有一个环形地围绕着工作室的贮液室；图3与图2相似，但有一个具有弹性膜片形状的密封装置，它安置在压力源和贮液室之间；图4与图3相似，但在贮液室和工作室之间有一连接通道，该通道沿径向通入该工作室的外圆周范围内；图5与图3相似，但有一密封装置，该密封装置具有一个可依径向移动的密封件；图6与图5相似，但带有一个可依径向移动的密封件；图7与图3相似，但带有压力源的一个连接头，它既可连接贮液室也可连接工作室；图8与图3相似，但带有在旋转轴范围内与外壳结合成一体的压力源；图9与图8相似，但带有安置在贮液室延伸范围内的压力源；图10与图1相似，但带有另一种构形的连接通道，它处于工作室和贮液室之间。
图1中所示的粘滞型通风机偶联器由它的外壳1以轴承2的中间体被可回转地安置在一驱动轴3上。通风机叶片(图中未示出)固定地与外壳1构成一体。外壳1连同其前壁4，包围出一个空间，用来承纳一个固定在驱动轴3上的转子6，在驱动轴3的两侧各形成一个间隙，处于转子6和所属的外壳壁之间。该间隙在上述空间充满粘液时起着剪切间隙5的作用。上述空间相应地形成粘滞型通风机偶联器的工作室7，在该工作室中由驱动轴3所引发的转子6的旋转运动可以被传递到外壳1上，而由工作室7中的粘液液位来决定其转差率。
至少有一个连接通道9连通着被依径向安置在工作室7外面的一个贮液室8，该连接通道与工作室7的外圆周区域相沟通。上述连接通道9最好基本上依径向延伸。贮液室8被安放在具有容器16形状的外壳的前壁4上，并利用至少一条径向延伸的输液导管12与连接头13相连，该连接头与粘滞型通风机偶联器的旋转轴14共线，而且继而经过压力导管25而与压力源15相连。根据由压力源15产生的压力及外壳1的转速来调节贮液室8中粘液的液位10。
粘滞型通风机偶联器如下地工作在工作室7的一个设定的充满度条件下，驱动轴3的转速以一个设定的转差率被传递至外壳1。该外壳1又对于驱动轴3或者转子6的相对转速运动。由于工作室7与贮液室8的连接通道具有连通管形式，所以当外壳1旋转时在离心力作用下，在剪切间隙5中的粘液部分和贮液室8中的粘液部分之间产生一种平衡状态。一旦传感器18(具有常规设计结构，因此在图1中只示意地绘出)探测到冷却空气需用量增高并将之发送到控制装置17，由压力源15产生的压力便立即通过一个控制部分17而加以提高。于是，连接头13中以及导管12和贮液室8中的压力亦相应地增高，使得粘液的液位10依径向朝外偏移，从而将粘液从贮液室8压出、经连接通道9压入工作室7中。这样，剪切间隙5的径向有效长度增大了，也就减小了转子6和外壳1之间的转差率。由此引起的对粘液的离心力作用增大，必须通过适当地控制压力源15来进行补偿。
随着冷却空气需用量的减少，当然也是经过传感器装置18探测出并发送给控制装置17，由压力源15产生的压力亦相应地减小，从而使得连接头13中以及输入导管12和贮液室8中的压力减小。这样，贮液室8中粘液的液位10几乎没有延迟地依径向朝内位移，使得受离心力制约的粘液能离开工作室7，从而使剪切间隙的作用面相应地减小。由于转子6和外壳1之间的转差率增高了，外壳的转速亦即减小。在这种工作状态中，由于外壳1的转速减小而导致的离心力减小也须通过相应地控制压力源的方法加以补偿。
由于压力源15产生的压力的变化自发地转化为贮液室8中粘液液位10的位移，上述对粘滞型通风机偶联器的调节过程的结果会几乎无迟缓地导致工作室7充满度的相应变化，从而相应地导致剪切间隙5的有效值的相应变化。此外，通过适当地向贮液室中粘液液面10施加压力使贮液室中达到相应体积的粘液，即可调节工作室中任一所需的粘液液位，从而相应地调节任一所需的剪切间隙的有效值，于是，外壳1便可连续地几乎从静止态调节到接近驱动轴3的转速。
参考其余的附图，将较详细地讨论与图1相异的结构细节。为此，压力源15，控制装置17，及传感器装置18未在图中绘出。当然，如在按照图1所示的通风机偶联器上一样，上述这些部件仍然是需要的。
在按照图1所示的外壳1上，贮液室8设计成一个容器16的形状，它相对于工作室7依轴向偏置地加以安置，而按照图2所示的结构，其上的贮液室8则呈环形地包围着工作室7。根据输入管12中经过压力管25提供的压力状态，输入管12在它的依径向处于工作室7的外圆周之外的范围中也能起着贮液室8的一部分的作用。
图3也示明一个贮液室8，呈环形地包围着工作室7，在这里，利用一个呈弹性膜片21形状的密封装置20将贮液室8与输入导管9加以分开，上述膜片牢固地夹紧在圆周区域中。相应地，由于弹性膜片21之故，经压力导管25所提供的压力介质例如压缩空气便与贮液室8中的粘液分开，从而在任何情况下都能有效地防止这两种介质混合。当导管12中的压力增高时，弹性膜片21就会在朝向贮液室8的方向中偏移，从而使得贮液室8的容积相应减小，于是粘液从贮液室8中被压出，并被压入到工作室7中，即抵消作用于粘液的离心力。另一方面，输入导管12中的压力减小导致弹性膜片21沿着导管12的方向变形，使得贮液室8的容积增大，并在离心力作用下使粘液能从工作室7中流回到贮液室8。因此，弹性膜片21决定着贮液室8中粘液的液位10。
在按照图3所示粘滞型通风机偶联器结构中，连接通道9依径向设置在工作室7和贮液室8之间，这样，经压力导管25提供适当压力时，工作室7便可完全排空。若是为了最小冷却效应起见而应防止出现上述情况，则连接通道9可按照图4依径向进一步向内加以引伸，这样，在工作室7中在连接通道9的出口区域和工作室7的外圆周之间便形成一个残余油环，该残余油环确保剪切间隙5的一个最小有效表面积。
与图3和4不同，在图5和6中不同弹性膜片21而配用可位移的密封件22作为密封装置20。按照图5，密封件22可依径向移动，按照图6则可依轴向移动。在上述两种情况下，密封件22的移动均可根据作用于粘液的离心力通过对输入导管12中的压力的调整，来加以调节。根据密封件22所处的位置不同，即按照图5该密封件设计为O-形环，按照图6设计为矩形件，贮液室8的容积可以增大或减小。
图7显示了一种粘滞型通风机偶联器，其中，第一压力源27经过压力导管23和输入导管12而与贮液室8相连；第二压力源26经过压力导管24而与工作室7在连接头13的区域内相连。压力导管23中降低压力的效应例如可通过压力导管24中的压力升高来增大。在这种情况下，降低压力导管23中的压力是为了增大贮液室8的容积，而提高压力导管24中的压力则是为了在离心力作用下迫使粘液从工作室7流回到贮液室8中。通过相应地转换压力源26、27，也可实现粘液的反向流动，为此，在工作室中施加轻微负压以使粘液依径向朝内流出，与此同时相应提高压力导管23中的压力以使贮液室8的容积减小，这一压力的提高可以较快地转换为将粘液从贮液室8再压力工作室7中。若在连接头13上使用第二个压力导管，还可进一步提高粘滞型通风机偶联器上的调节速度。
在前述的各结构上，至少采用一个压力源15、26、27，此压力源被安置在外壳1的外部，经过压力导管23至25之一而与粘滞型通风机偶联器的连接头13相连。与此不同，图8示明一种结构，其上的压力源15与粘滞型通风机偶联器的外壳1做成一体，即设置在旋转轴14的范围中。从这里出发，可以相应地经过输入导管12从压力源15向贮液室8加压。
图9显示了另一种结构形式，其上压力源15同样地与粘滞型通风机偶联器的外壳1做成一体，但与图8所示结构不同，它设置在贮液室8的径向延伸区域中。在这个结构中，工作室7、贮液室8及压力源15之间的路线是非常短的。
图10示明一种结构形式，其中处于工作室7和贮液室8之间的分隔墙30依径向几乎延长到贮液室的外圆周，并且从工作室7的外圆周开始并向外径向地突起，依轴向同外壳1的一个部分31相接触，并界定流通道32，该流通道基本上依径向延伸方向形成在外壳1上，并且起着工作室和贮液室之间的连接通道9的作用。
权利要求
1.粘滞型通风机偶联器，它带有一个外壳和至少一个可驱动的转子，该转子设置在一个盛有粘液的工作室中，以便于经过剪切面传递转矩，该工作室为了获得补充的粘液有一条连接通道与贮液室相连，在这里，这两个室中至少有一个与一压力源相连以便预定工作室中的粘液液位，通过该压力源便可调节贮液室中由粘液填充度所决定的液面位置，其特征在于为了保证粘液能从工作室(7)中流回去，贮液室8依径向安置在工作室(7)的外面，这样，只须根据由压力源(15)产生的、相对于粘液受到的与转速有关的离心力的压力的大小和作用方向来调节粘液液位(10)。
2.按照权利要求1中所述的粘滞型通风机偶联器，它配有一个连接头，该连接头位于外壳旋转轴的径向范围内，用于连接安置在外壳外面的一个压力源，其特征在于连接头(13)经过一条依径向延伸到贮液室(8)的输入导管(12)而通入贮液室(8)。
3.按照权利要求1中所述的粘滞型通风机偶联器，其特征在于压力源(15)被安置在外壳(1)内，最好安置在贮液室(8)的延伸区域中。
4.按照权利要求1、2或3中所述的粘滞型通风机偶联器，其特征在于贮液室(8)呈环形地围绕着工作室(7)。
5.按照权利要求1、2、3或4中所述的粘滞型通风机偶联器，其特征在于贮液室(8)在其背向工作室(7)的一边有一个密封装置(20)。
6.按照权利要求5中所述的粘滞型通风机偶联器，其特征在于密封装置(20)是利用一个弹性膜片(21)形成的。
7.按照权利要求5中所述的粘滞型通风机偶联器，其特征在于密封装置(20)是利用一个密封件(22)形成的，该密封件可相对于贮液室和工作室之间的连接通道(9)移动。
8.按照权利要求5、6或7中所述的粘滞型通风机偶联器，其特征在于密封装置(20)被包含在贮液室(8)中。
9.按照权利要求1中所述的粘滞型通风机偶联器，其特征在于贮液室(8)和工作室(7)之间的连接通道(9)依径向在工作室的外圆周之内通入工作室中。
10.按照权利要求1中所述的粘滞型通风机偶联器，其特征在于压力源(15)是与外壳(1)做成一体的。
11.按照权利要求1中所述的粘滞型通风机偶联器，其特征在于第一压力源(26)与工作室(7)相连；第二压力源(27)与贮液室(8)相连。
12.按照权利要求1中所述的粘滞型通风机偶联器，它配有一个将工作室依轴向从贮液室隔开的隔墙，其特征在于隔墙(30)依径向在工作室(7)的圆周范围之外接触到外壳(1)的一个所属部分(31)，并且与这一部分(31)一起界定出流通道(32)，该流通道起着在工作室(7)和贮液室(8)之间的连接通道(9)的作用。
全文摘要
一种以粘滞型通风机偶联器有一个外壳和至少一个可以驱动、安置在一个盛有粘液的工作室的转子，以便经剪切面传递转矩。为向工作室供给补充粘液，它有一条连接通道与一贮液室相连。上述两个室中至少有一个与一压力源相连，以便预先设定工作室的粘液液位。贮液室由填充度决定粘液液面的位置可通过压力源调节。为使粘液能从工作室流回去，贮液室设置在工作室的径向外侧，这样，只须凭由压力源产生的、相对于粘液的与转速有关的离心力压力的大小和有效方向调节粘液液位。
文档编号F16D35/00GK1160131SQ96123249
公开日1997年9月24日 申请日期1996年12月20日 优先权日1995年12月21日
发明者G·安斯加尔 申请人:菲希特尔及萨克斯有限公司