(57)【要約】  本発明は流体式クラッチであって、一つのポンプ車（１）を備え、一つのタービン車（２）を備え、前記ポンプ車（１）および前記タービン車（２）は相互に、ポンプ車（１）からタービン車（２）への回転トルクの伝動のための作動媒体を充填可能な一つの作動室を形成し、前記作動室およびそれ自体から作動媒体を排出するための、一つまたは複数の放出開口部（４）を有すハウジング（３）を備える。前記放出開口部（４）から洩出する、ハウジング（３）浸漬用の作動媒体を溜めるための滴受け皿（５）を備え、その際、前記滴受け皿（５）内には、放出縁（６．１）を備えた少なくとも一つの放出開口部（６）が配備されてあって、前記放出縁は滴受け皿（５）の底板（５．１）の上部に底板に対して特定の距離を保って配置されている、さらにハウジング（３）は滴受け皿（５）内に、放出縁（６．１）の下部の領域まで達するように浸漬している。【選択図】  図１
2008523329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体式クラッチであって、
１．１  一つのポンプ車（１）を備え、
１．２  一つのタービン車（２）を備え、
１．３  前記ポンプ車（１）および前記タービン車（２）は相互に、ポンプ車（１）からタービン車（２）への回転トルクの伝動のための作動媒体を充填可能な一つの作動室を形成し、
１．４  前記作動室およびそれ自体から作動媒体を排出するための、一つまたは複数の放出開口部（４）を有す、以降の属性を特徴とするハウジング（３）を備え、
１．５  前記放出開口部（４）から洩出する、ハウジング（３）浸漬用の作動媒体を溜めるための滴受け皿（５）を備え、その際
１．６  前記滴受け皿（５）内には、放出縁（６．１）を備えた少なくとも一つの放出開口部（６）が配備されてあって、前記放出縁は滴受け皿（５）の底板（５．１）の上部に底板（５．１）に対して特定の距離を保って配置されており、さらに
１．７  ハウジング（３）は滴受け皿（５）内に、放出縁（６．１）の下部の領域まで達するように浸漬している、流体式クラッチ。
【請求項２】
ポンプ車（１）がハウジング（３）の一部分を成していることを特徴とする請求項１に記載の流体式クラッチ。
【請求項３】
ハウジング（３）がその外周に羽根（７）を持つことを特徴とする請求項１または２に記載の流体式クラッチ。
【請求項４】
放出縁（６．１）の下部の滴受け皿（５）が作動媒体を放出する開口部から自由、特に如何なる開口部から自由であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の流体式クラッチ。
【請求項５】
一つまたは複数の放出開口部（４）が、ハウジング（３）を貫通する、一つまたは複数の孔の形態で実施され、ハウジング（３）の半径方向（９）に向かった既定角度（８）だけ傾斜して設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の流体式クラッチ。
【請求項６】
少なくとも一つの孔が、半径方向に内部から外側を見て、ハウジング（３）の回転方向（１０）と反対に半径方向（９）に対して傾斜していることを特徴とする請求項５に記載の流体式クラッチ。
【請求項７】
車両駆動エンジン（１２）を含み、該車両駆動エンジンの駆動軸と動力結合したポンプ車（１）を備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の流体式クラッチ（１１）を含む構造グループ。
【請求項８】
流体式クラッチ（１１）が車両駆動エンジン（１２）に結合またはフランジ結合していること、および放出縁（６．１）が車両駆動エンジン（１２）に組み込まれていることを特徴とする請求項７に記載の構造グループ。
【請求項９】
構造グループが、その駆動軸がタービン車（２）と動力結合している空気圧縮機（１６）、特に往復動空気圧縮機を含むことを特徴とする請求項７または８に記載の構造グループ。
【請求項１０】
作動媒体の滴受け皿（５）への流入と流出が、ハウジング（３）が、少なくともクラッチ（１１）の既定稼動状態において、滴受け皿（５）に集められた作動媒体サンプ（１３）に浸漬することで調節することを特徴とする請求項１に記載の属性１．１から１．５を有する流体式クラッチ（１１）の稼動のための方法。
【請求項１１】
ポンプ車（１）とタービン車（２）の間に滑りを伴うクラッチ（１１）の既定の稼動率が５０パーセントを超えることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
請求項３から９のいずれかに一項に記述したクラッチ（１１）、およびハウジング（３）の外周上の羽根（７）が、ハウジング（３）の既定回転数を過ぎてから、作動媒体サンプ（１３）に供給される作動媒体よりも多くの作動媒体が作動媒体サンプ（１３）から、少なくともひとつの放出開口部（６）を通じて供出し、それによって作動媒体サンプ（１３）中の作動媒体の量が、作動媒体サンプ（１３）の液面がハウジング（３）の下部のレベルまで下がるまで減少することを特徴とする請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
ポンプ車（１）とタービン車（２）の間の滑りが既定の滑りを下回る際に、およびポンプ車（１）およびハウジング（３）およびタービン車（２）またはそのいずれかの回転数が既定回転数を上回る際に、またはそのいずれかの際に、滴受け皿（５）の中の作動媒体サンプ（１３）の液面が、滴受け皿（５）内の少なくとも一つの放出開口部を開放することにより、または作動媒体サンプ（１３）かの作動媒体をドレーン排出することにより、ハウジング（３）の下のレベルに下げることを特徴とする請求項１０または１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動機と作動機の間を切り換えることができる流体式クラッチ、特に車両の駆動エンジン、駆動エンジンによって駆動可能な空気圧縮機および駆動エンジンと空気圧縮機との動力結合に配備された流体式クラッチを備えた構造グループに関する。
【背景技術】
【０００２】
流体式クラッチには様々な応用目的に対する多数の実施形態が周知である。その様な流体クラッチの適用範囲には、車両の駆動エンジンの回転トルクおよび一般駆動出力の空気圧縮機への伝動が得る。空気圧縮機には車両の圧縮空気装置が圧縮空気を供給する。その様な動力伝動系に流体式クラッチを配備することの長所は、駆動エンジンやそれにつながる変速機と空気圧縮機との間の振動を減衰することである。これは流体式クラッチに自然な特性に起因するということが知られている。これによって往復動空気圧縮機の稼動時にピストンの上死点の領域で反回転トルクが圧縮機から変速機に伝動して戻る。これは変速機に歯車のがたつきや過度の摩耗の原因を与えかねない。
【０００３】
駆動機（ここではディーゼルエンジン）と空気圧縮機（ここではラジアル圧縮機）との間の流体式クラッチの配備例として特許文献１の公開資料がある。
【０００４】
多くの実施例において、流体式クラッチは部分的にポンプ車から成り、流体式クラッチの稼動時に入力軸の回転速度で回転するハウジングを有す。その場合は一般的に、ポンプ車はそれに接続されたハウジング部品と共にタービン車を包括する。ポンプ車およびタービン車は、共同で作動空間を形成する様に対面する。そこには作動媒体、例えば油、水またはそれらの混合物またはいずれかの混合物が充填できる。それによってポンプ車から作動媒体を通じてタービン車に回転トルクおよび一般回転動力が伝動できる。
【０００５】
その様な流体式クラッチのハウジングが回転することによって、作動室から作動媒体を「きれいに」作動媒体を排出するための導管の接合部は相応の回転接合部が必要となるため費用がかかる。そのためその様なクラッチは、実際には一般的に、ハウジングが一つまたは複数の放出開口部を有するように実施されていて、そこらか作動室から溢れ出た作動媒体が噴出する。この噴出した作動媒体は、例えばクラッチハウジングの下部の滴受け皿に集められ、滴受け皿から相応の開口部または導管を通じて排出される。
【０００６】
駆動システムの効率を悪化させる制動効果が流体式クラッチに影響を及ぼすことを防ぐため、滴受け皿は本質的に、クラッチハウジングと接触する可能性のあるオイルサンプおよび一般の作動媒体堆積を形成しないように造られている。これは滴受け皿をクラッチのハウジングから十分な距離をおいて配置すること、または、そこに作動媒体が堆積することを防ぐための滴受け皿への排出手段を造ることで実現できる。
【０００７】
さらに流体式クラッチは、稼動中のポンプ車とタービン車との間の滑りによる流体摩擦によって加熱することが知られている。この熱の大部分は作動媒体流によって放熱する。しかし作動媒体の流れは導管内の圧力に依存する。ポンプ車の回転数、従ってタービン車の回転数が低い場合、低い導入圧しか使えない。同時にポンプ車とタービン車との間の滑りが大きくなり、相応に大きな加熱が生じる。
【０００８】
流体式クラッチによる低いスループットと、同時に作動室内の高い液体摩擦の不都合なコンビネーションは流体式クラッチに許容外の温度上昇をもたらす。
【０００９】
特に流体式クラッチが駆動エンジン、特に自動車エンジンと空気圧縮機の間に使われる場合、排出または殆ど排出した流体式クラッチにおいては、圧縮システムが振動を励起するという問題がさらに生じる。これは振動と騒音を発生するため望ましくない。
【特許文献１】ＤＥ ３２ ３３ ５６７ Ａ１
【発明の開示】
【００１０】
本発明は、流体式クラッチの許容外の過熱を全ての稼動状態において確実に防ぐ様に流体式クラッチを形成し、さらにその種の流体式クラッチの構造グループを告知する課題を基本としている。さらに全ての稼動状態において流体式クラッチから確実な放熱をするための流体式クラッチの安全な運用の方法を告知する。本発明のある実施形態においては、上述の不都合な振動を防ぐことを課題とする。
【００１１】
本発明の課題は、請求項１に記載の特徴を備えた流体式クラッチ、および請求項７に基づく構造グループ、ならびに請求項１０に記載された方法によって解決される。副請求項は、本発明の実利的かつ実用的な形態を記述している。
【００１２】
本発明に基づけば、クラッチの作動室内に発生した熱の一部分は、クラッチハウジングの外表面を通じて液冷方式によって放熱される。これは流体式クラッチのハウジングが、そのハウジング下部に設けられた放出開口部から流れ出た作動媒体を受ける滴受け皿に浸漬することで実現する。少なくとも予め定めた稼動状態、望ましくはポンプ車とタービン車の間に高い滑りがある稼動状態で、ハウジングの少なくとも下部が滴受け皿に集められた作動媒体槽または作動媒体サンプ内にあることで実現する。
【００１３】
特にポンプ車に結合したハウジングの場合、およびポンプ車がハウジングの一部を形成していて、ハウジングが回転する流体式クラッチの形態の場合、ハウジングの全外周表面が、作動媒体サンプ、特に作動媒体槽または作動媒体として油が使われる場合オイルサンプを通り抜ける。こうしてクラッチハウジングの外表面の液冷がされる。ここで作動媒体槽を通るクラッチハウジングの表面の回転運動によって、ハウジングを静的に浸漬する場合に比較して表面からの作動媒体槽への熱伝導が加速する。
【００１４】
流体式クラッチのハウジングを浸漬することは、それに加えて振動減衰としても作用する。これは特別に簡易的かつ確実に、例えば排出した、または殆ど排出した流体式クラッチにおける振動の発生を完全あるいは本質的に防ぐ。
【００１５】
本発明の一つの実利的な実施形態においては、ハウジングが作動媒体サンプおよび作動媒体槽に常時浸漬しているのではなく、予め定めた稼動状態に限られている。この選択式の稼動状態は、ポンプ車とタービン車との間の滑りがそれほど大きくない、例えば５０パーセントを超えるとき、すなわちポンプ車がタービン車の二倍の速度で回転するときに有利である。一般にクラッチの回転数が低い場合はその様な滑り状態には至らない。もちろん、超えたときハウジングを滴受け皿内の作動媒体サンプ、特にオイルサンプに浸漬させる、「滑り」に対する限界値を選定することもできる。例えば、６０、７０、８０あるいは９０パーセントと呼ばれる。
【００１６】
低回線速度においてクラッチハウジングを、滴受け皿内に集められた作動媒体に浸漬することによって、作動室の熱発生が多く、クラッチによる作動媒体スループットによる熱除去が少ない稼動状態において本発明による液冷が起こる。同時に、クラッチ内の熱発生が比較的少なく、作動媒体スループットによる熱除去が多い高回転速度においては、ハウジングの浸漬を防ぐことによって駆動効率を悪化させるハウジングの、同時にクラッチの、特にポンプ車の制動が起こらない。
【００１７】
滴受け皿内の作動媒体サンプに集めることおよび部分的または完全に排出するには様々な構造的な形態が保証されている。第一の実施形態において、滴受け皿は放出縁を備えた滴受け皿の底板から特定の距離をおいて配置された少なくとも一つの放出開口部を有している。と言うことは滴受け皿の作動媒体サンプの最大高は限定される。他方で、予め定めた稼動状態において放出開口部または放出縁より下の液位に滴受け皿の排出に作用するために付加的な対策をとる必要がある。
【００１８】
第一の対策においては、流体式クラッチのハウジングは外周に滴受け皿に集められた作動媒体を「跳ね飛ばす」羽根を有す。クラッチハウジングの回転数が増加するに従って、前記「跳ね飛ばし」が強力になり、滴受け皿から放出開口部を通して作動媒体を掻き出す。この様にして、滴受け皿からの作動媒体が流体式クラッチを通じて供給される量を超えた場合、滴受け皿の中の作動媒体液位が下がる。特に、流体式クラッチのハウジングが滴受け皿内の作動媒体にそれ以上長く浸漬しない様に、既定の回転数を超える場合に液位が下がる。回転数が高い場合、ハウジング外周の羽根を通して作動媒体サンプの霧化が起こり、この霧は滴受け皿から吸い取られる。
【００１９】
第二の対策においては、排出縁を備えた少なくとも一つの放出開口部の下に付加的な開口部を設けることができる。開口部は事前に閉鎖された後で意図的に解除する。こうして作動媒体は滴受け皿から抜ける。例えば、流体式クラッチ、すなわちポンプ車、タービン車およびハウジング、またはそのいずれかが既定の回転数を超えたときに解除することができる。さらに既定の滑り、例えば５０パーセント以下になったときに開放することができる。
【００２０】
第三の対策においては、既定の稼動状態、例えば第二の対策との関係で記述された稼動状態で、ポンプを使って作動媒体を滴受け皿から汲み出す。
【００２１】
三つすべての対策は、個々に、グループ毎に、または組み合わせて実行できる。
【００２２】
本発明による流体式クラッチのすべての実施形態はポンプ車とタービン車を有し、ポンプ車とタービン車とで相互に作動空間を形成し、ポンプ車からタービン車への回転トルクの伝動のため作動媒体を充填できる。作動媒体は、油、水または両方の混合物、両方またはいずれかの物質と他の物質の組み合わせなどがある。さらに作動媒体を作動空間から排出するための一つまたは複数の開放開口部を有すハウジングが備わる。作動媒体は開放開口部を通じてハウジングから排出または噴出する。
【００２３】
ハウジングの下部には一つまたは複数の放出開口部から洩出する作動媒体を受けるための滴受け皿が備えられている。本発明の意味の下部とは滴受け皿の底板がハウジングの下縁の下部から既定の距離にあるということを示す。ハウジングが滴受け皿に浸漬することによって、滴受け皿に作動媒体を集める際にハウジングは作動媒体に突き出る。
【００２４】
本発明の第一の実施形態においては、滴受け皿は放出縁を備えた放出開口部を少なくとも一つ有す。こうして作動媒体液面が放出縁の高さに達すると、作動媒体は滴受け皿から前記放出開口部を通じて流れ出す。
【００２５】
滴受け皿内の作動媒体の液位が、少なくともクラッチハウジングの下の領域が滴受け皿内に集められた作動媒体に浸漬するまで上がることができる様に、放出縁はクラッチハウジングの下縁より、測地的に高い位置に配置されている。
【００２６】
特別な実施形態において、滴受け皿は放出縁の下に、作動媒体を放出するための一切の開口部を持たない。そのため作動媒体は望みの稼動状態においてのみ保証される。
【００２７】
ハウジングが外周に羽根を備え、ポンプ車またはタービン車の回転速度、あるいはその他の既定の回転速度で回転すると、前記羽根は既定の回転数を超えると、流体式クラッチを通じて供給されるより多くの作動媒体を放出開口部および放出開口部によって滴受け皿から掻き出すため、滴受け皿内の作動媒体の液位が下がる。それに対しクラッチハウジングの回転数が低い場合、外周の羽根には十分な掻き出し効果が得られない。その結果、滴受け皿内の作動媒体は放出縁まで、あるいは放出縁の近くまで集められハウジングの外周に相応の大きな冷却効果を与える。
【００２８】
放出開口部に既定の放出縁を備えた、または備えない前記滴受け皿を含む本発明による流体式クラッチは、車両の駆動エンジンと前記駆動エンジンに駆動された空気圧縮機との間の動力伝動系に装備できる。流体式クラッチの装備は空気圧縮機の意図的な入り切りを可能にし、同時に圧縮機から、例えば駆動エンジンにフランジ結合した（駆動軸がクラッチのポンプ車軸と影響結合している）変速機への回転トルクの伝動を阻止する。駆動エンジンは、特に内燃機関として造られている、空気圧縮機は、特に往復動空気圧縮機として造られている。
【００２９】
本発明による流体クラッチ、車両の駆動エンジンおよび空気圧縮機が装備された構造グループは、実利的には流体式クラッチが車両エンジンにフランジ結合または直結、あるいは少なくとも部分的にそれに統合して形成されるの様な構造を有す。滴受け皿の放出開口部の放出縁はエンジン内に装備可能である。特に有利なのは、（この場合には油の）作動媒体は滴受け皿の油面が放出縁のレベルを超える場合、またハウジングの外周羽根の掻き出し効果が十分大きい場合、放出縁を通じてエンジンに供給またはエンジンに流れ込む。
【００３０】
本発明を、以降に実施例に基づいてより詳細に記述する。
【００３１】
図１において、流体式クラッチ１１、特にハウジング３の外表面、ならびに接続された状態のクラッチ入力軸１４およびクラッチ出力軸１５が認識できる。さらに放出開口部６の中の放出縁６．１を有す滴受け皿５を図式的に示す。ここで放出開口部とは、放出縁６．１の上方の自由空間を意味する。ここに示す様にそこを通じて滴受け皿５に集められた作動媒体の液面、放出縁６．１の測地的レベルに達し、さらに超えたとき作動媒体が作動媒体サンプ１３から流れ出る。それに加え、ハウジング３の既定回転数の上方で、作動媒体が作動媒体サンプ１３からハウジング３の外部の羽根７によって剥離し、油皿５から取り去られる。例えば作動媒体の油が羽根７によって掻き回され油霧の形態で、放出開口部６によって引き寄せられ、あるいは能動的に吸引される。
【００３２】
代替として滴受け皿５はその内側に滴受け装置を、例えば溝の形態（表示なし）で備えることができる。羽根７によって滴受け皿５の作動媒体液面の上部の内壁でスピンする作動媒体を捉えて滴受け皿５から排出する。
【００３３】
滴受け皿５は、クラッチ１１から流出した作動媒体を集める底板５．１を有す。
【００３４】
図１に図解で示す様に、クラッチ入力軸１４は車両駆動エンジン１２と動力結合されてあり、クラッチ出力軸１５は、特に往復動空気圧縮機としての形態の、空気圧縮機１６と動力結合されている。
【００３５】
回転トルクは車両駆動エンジン１２からクラッチ入力軸１４を通じて、ハウジング３と統合して形成されたポンプ車１に伝動する。ポンプ車１およびハウジング内部に配備され、ポンプ車１の対面位置にあるタービン車２によって形成されたドーナツ状の作動室を充填することによってポンプ車１からの回転トルクおよび駆動動力はタービン車２に伝動し、そしてタービン車２に回転不自由に接合しているか、タービン車２に統合された形態の駆動出力軸１５を通じて圧縮機１６に伝動する。
【００３６】
特に図１では、滴受け皿を図式的に個々の部品として実施された皿として形態で示しているが、前記滴受け皿５は、流体式クラッチ１１に隣接して配備された他のコンポーネント、例えば車両動力系、の部品によって形成することができる。図２に示す様に特に放出縁６．１は車両駆動エンジン１２の部品として形成されている。
【００３７】
ポンプ車１とタービン車２間の流体式クラッチ１１の軸断面を示すことによってタービン車２の側面が明示している図２からはさらにハウジング３の外壁に装備された放出開口部４のバリエーションの一つが認識できる。ハウジング３の全周にわたって配備された放出開口部の模範例としての放出開口部４はハウジング３の半径方向９に対し既定角度８だけ傾いている。その際、傾きは放出開口部４の回転を半径方向内側から外側に観てハウジング３の回転方向（矢印１０で示した）と反対に向く様に決められる。前記の様に半径方の向９に向かって傾かせたことは、一方では、流体式クラッチ１１の完全な排出が可能であるという利点、他方では、流体式クラッチ１１の排出の際に放出開口部４によって反発力効果が得られるという利点がある。これは回転方向１０の駆動力をジェット推進的に流体式クラッチ１１に、すなわち少なくともハウジング３に、時には流体式クラッチ１１のポンプ車１に及ぼす。
【００３８】
さらに図２からは、流体式クラッチ１１がエンジン１２にフランジ結合していることが認識できる。しかしエンジン１２は、流体式クラッチ１１の半径方向９に観察しているため、すなわち図２に表示された軸断面の方向に、流体式クラッチより大きな幅と高さを有すため、エンジン１２の部品は流体式クラッチ１１の右および上方に認識できる。さらに図１からは、流体式クラッチ１１がエンジン１２の横からフランジ結合されている位置１７が認識できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】発明に基いて実施されたクラッチの側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａに沿った軸断面図である。
【図１】
2008523329.tif 000003
【図２】
2008523329.tif 000004
【国際調査報告】
2008523329.tif 000005
2008523329.tif 000006
2008523329.tif 000007
2008523329.tif 000008