<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung bezieht sich auf eine wassergekühlte Brennkraftmaschine mit einem Kühlerventi- lator, der über einen in seinem Übersetzungsverhältnis stufenlos verstellbaren Keilriementrieb von deren Kurbelwelle angetrieben ist, bei dem die eine Hälfte der einen Riemenscheibe gegen axiale
Verschiebung gesichert und die andere Hälfte über einen Thermostaten gegenüber der erstgenannten
Hälfte axial verschiebbar ist und bei dem weiters die eine Hälfte der andern Riemenscheibe gleich- falls gegen axiale Verschiebung gesichert und die andere Hälfte gegen die Kraft einer Feder axial verschiebbar ist, wobei eine der Riemenscheiben am vorderen Ende der Kurbelwelle angeordnet ist.
Eine derartige Brennkraftmaschine ist in der US-PS Nr. 2, 917, 937 beschrieben. Bei dieser be- kannten Ausführung erfolgt die Übersetzungsänderung durch Verschieben einer Hälfte der Keilriemen- scheibe, wobei als Stellkraft die Kraft eines an das Kühlwassersystem angeschlossenen Thermostaten in Form eines Dehnstoff-Elementes direkt verwendet wird. Der sich ausdehnende Teil des Thermo- staten muss dabei gegen eine Feder wirken, deren Aufgabe es ist, die vom Keilriemen auf die Keil- riemenscheibe wirkenden Axialkräfte aufzunehmen. Da diese Kräfte vor allem bei Beschleunigungen recht erheblich werden können, ist der Einbau eines Thermostaten mit relativ grossen Abmessungen erforderlich.
Dadurch wird jedoch auch die thermische Masse gross, wodurch der Thermostat auf
Temperaturänderungen nur träge reagiert, so dass auch die gewünschte Drehzahlverstellung des
Ventilators verspätet einsetzt. Dadurch, dass der Thermostat dauernd relativ grosse Kräfte ausüben muss, ist er auch in seiner Lebensdauer beschränkt. Ausserdem ist für die Unterbringung des Ther- mostaten ein eigenes, entsprechend gross bauendes Gehäuse erforderlich. Eine Anordnung des Thermo- staten etwa im Kühlluftstrom würde wegen des wesentlich schlechteren Wärmeüberganges von Luft gegenüber Wasser eine weitere Vergrösserung mit dem bereits erwähnten Nachteil der Trägheit er- forderlich machen.
Ausserdem erfolgt bei dieser Ausführung der Antrieb der Keilriemenscheibe des
Ventilatorlaufrades nicht unmittelbar von der Kurbelwelle aus, sondern über zwei Zwischenräder, die auf einer Zwischenwelle sitzen, welche einen Kompressor und eine Hydraulikpumpe antreibt.
Für die Verstellung der beiden auf der Zwischenstelle verschiebbar gelagerten Riemenscheibenhälften ist ein Fliehkraftregler vorgesehen. Ferner sind zwei Riemenscheibenhälften über eine Reibungskupplung miteinander lösbar verbunden. Der Aufbau dieser Brennkraftmaschine ist daher äusserst kompliziert. Dadurch wird aber die Herstellung der Brennkraftmaschine teuer.
Eine andere Ausführungsform einer Brennkraftmaschine, bei der gleichfalls das Übersetzungsverhältnis des Keilriementriebes durch einen Thermostaten verstellt wird, ist in der US-PS Nr. 2, 658, 400 erläutert. Bei dieser Ausführungsform ist die dem Ventilatorlaufrad zugeordnete Riemenscheibe über eine konische Reibungskupplung mit dem Laufrad verbunden. Diese Reibungskupplung hat die Aufgabe, das Laufrad dann von der Riemenscheibe zu trennen, wenn die Temperatur des Kühlwassers zu gering ist. Auch bei dieser Ausführung muss der Thermostat relativ grosse Abmessungen aufweisen.
Bei der Brennkraftmaschine nach der DE-OS 2133595 erfolgt die Verstellung der Hälften der beiden Keilriemenscheiben durch einen Fliehkraftregler, der den Zulauf von Druckflüssigkeit zu einem in der Welle der einen Riemenscheibe eingebauten Hydraulikzylinder regelt. Eine ähnliche Konstruktion ist in der FR-PS Nr. 1. 567. 645 beschrieben. Auch hier wird die eine Hälfte der einen Riemenscheibe mittels Drucköls, dessen Druck von der Motordrehzahl abhängig ist, verstellt, um die Drehzahl des Ventilatorlaufrades möglichst konstant zu halten, wie dies auch bei der Brennkraftmaschine nach der DE-OS 2133595 der Fall ist.
Eine weitere Ausführung ist in der US-PS Nr. 2, 916, 024 geoffenbart, bei der gleichfalls ein Fliehkraftregler auf ein Umsteuerventil wirkt, das zur Steuerung eines Hydraulikzylinders herangezogen wird, dessen Kolbenstange mit einer Riemenscheibenhälfte starr verbunden ist.
Schliesslich ist in der US-PS Nr. 2, 995, 295 eine Brennkraftmaschine beschrieben, bei der die eine Hälfte der das Ventilatorlaufrad antreibenden Riemenscheibe mit letzterem starr verbunden und gegen die Kraft einer Feder verstellbar ist. Wird die Drehzahl des Ventilatorlaufrades erhöht, so drückt die vom Ventilatorlaufrad hervorgerufene axiale Kraft die Feder etwas zusammen, wodurch der Auflagebereich des Riemens auf der Keilriemenscheibe nach aussen wandert und die Drehzahl reduziert wird.
Alle vier zuletzt behandelten Ausführungsformen haben den Nachteil, dass das Übersetzungsverhältnis der Keilriemenscheiben von der Temperatur unabhängig ist, was zu einer unzureichenden Regelung führt.
<Desc/Clms Page number 2>
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, die Nachteile der bekannten Ausführungen zu beseiti- gen und eine Brennkraftmaschine der eingangs umrissenen Art zu schaffen, welche eine rasche und zuverlässige Anpassung der Drehzahl des Ventilatorlaufrades an die Temperatur des Kühlmit- tels ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss vor allem dadurch gelöst, dass die über den Thermosta- ten verschiebbare Riemenscheibe, wie an sich bekannt, am vorderen Ende der Kurbelwelle angeord- net ist, dass zur Verstärkung der Verstellkraft des Thermostaten und, wie an sich bekannt, zur
Verschiebung der andern Hälfte dieser Riemenscheibe ein umsteuerbarer Druckmittelzyliner vorge- sehen ist, der an eine Druckmittelquelle der Brennkraftmaschine, z. B. an das Schmierölsystem, an eine Lenkhydraulik oder an einen mit einem Kompressor verbundenen Vorratsbehälter für zum
Bremsen dienende Druckluft, angeschlossen ist und dass ein Steuerkolben des Umsteuerventils für den Druckmittelzylinder unmittelbar durch den von der Temperatur des Kühlwassers oder der Temperatur der Kühlluft beeinflussten Thermostaten verstellbar ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass der zur Verschiebung der beweglichen Scheibenhälfte der Riemenscheibe dienende Druckmittelzylinder am vorderen Ende der Kurbelwelle angeordnet ist, wobei als Druckmittel Motorschmieröl über Bohrungen in der Kurbelwelle zuführbar und ableitbar ist. Diese Ausführung ist besonders einfach und wenig störanfällig und hat nur einen geringen Raumbedarf.
In weiterer Ausgestaltung dieser erfindungsgemässen Ausführungsform kann der Thermostat auf der vorderen Stirnfläche der Kurbelwelle angeordnet sein. Dadurch ist der Thermostat unmittelbar dem erhitzten Kühlluftstrom ausgesetzt. Die Verbindung des Thermostaten mit dem Umsteuerventil ist durch eine kurze und geschützt angeordnete Regelstange möglich.
Schliesslich sieht die Erfindung vor, dass der Druckmittelzylinder zur Verschiebung der beweglichen Scheibenhälfte der Riemenscheibe an der Vorderseite der Brennkraftmaschine befestigt und über ein Hebelsystem, vorzugsweise über einen einarmigen Hebel, mit der verschiebbaren Scheibenhälfte verbunden ist. Durch diese Massnahme können bezüglich des Platzbedarfes günstige Lösungen erreicht werden, die ausserdem nur geringe Änderungen an Motorteilen selbst erforderlich machen.
Die Erfindung ist nachfolgend an Hand von zwei in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform teilweise geschnitten und Fig. 2 eine zweite Ausführung im Schnitt.
In Fig. 1 ist mit --1-- das Motorgehäuse und mit --2-- das Steuerrädergehäuse bezeichnet.
Auf der Kurbel welle --3-- ist die in Fig. 1 linke Hälfte --4'-- der Keilriemenscheibe --4-- dreh- fest angeordnet. Die rechte Hälfte --4't -- der Keilriemenscheibe ist auf dem ersten Teil-4'axial verschiebbar gelagert und kann mit Hilfe eines koaxial zur Kurbelwelle --3-- angeordneten Ringes --5-- über ein Axiallager --6-- in axialer Richtung verschoben werden.
Das Ventilatorlaufrad --7-- ist mit Hilfe des am Steuerrädergehäuse --2-- angeschraubten Lagerbockes --8-- gelagert. Der Lagerbock --8-- trägt zu diesem Zweck einen Achsstummel--9--, auf dem die axial feststehende Hälfte --10'-- der angetriebenen Keilriemenscheibe --10-- mittels der beiden Kugellager --11-- gelagert ist. Das Ventilatorlaufrad --7-- ist mit der axial unver-
EMI2.1
--10'-- der Keilriemenscheibe --10-- durch Schrauben --12-- verbunden.- axial verschiebbar gelagert, wobei zwischen der Hälfte --10"-- und dem Ventilatorlauf- rad --7-- eine Schrauben-Druckfeder --13-- vorgesehen ist.
Diese Schrauben-Druckfeder hält den Keilriemen --14-- selbsttätig durch entsprechende Verschiebung der Hälfte --10" -- der Riemenscheibe --10-- unter der gewünschten Spannung.
Am Steuerrädergehäuse--2--ist ausserdem der Kraftverstärker --15-- befestigt, der einen doppelten Steuerkolben --16-- und einen Kraftkolben --17-- aufweist. Der Kraftverstärker --15-ist über eine Leitung --18-- an eine Druckmittelquelle, z. B. das Schmiersystem der Brennkraftmaschine, angeschlossen. Der Steuerkolben --16-- wird durch einen nicht dargestellten Thermostaten bewegt, der dem warmen Kühlluftstrom oder dem Kühlwasser ausgesetzt sein kann. Der doppelte Steuerkolben --16-- steuert die beiden Verbindungskanäle--19 und 20-- zum Zylinder --21--, in welchem sich der Kraftkolben --17-- bewegt. Tritt z.
B. eine Verstellung des Steuerkolbens --16-- in Fig. 1 nach links ein, so tritt Druckmittel aus der Leitung --18-- über den Verbindungskanal --19-- in den Zylinder --21-- des Verstärkers --15-- ein, so dass sich der Kraftkolben
<Desc/Clms Page number 3>
- -17-- in Fig. 1 nach rechts bewegt. Bei dieser Gelegenheit wird der Verbindungskanal --20-- mit einer Ableitung verbunden, so dass der Kraftkolben --17-- das auf seiner rechten Seite befindliche Druckmittel verdrängen kann.
Der Kraftkolben --17-- steht über eine Einstellschraube --22-- mit dem einarmigen Hebel --23-- in Wirkungsverbindung, wobei letzterer um eine Achse geschwenkt wird, die in einem am Steuerrädergehäuse --2-- befestigten Lagerbock --24-- angeordnet ist. Der einarmige Hebel --23-greift mittels einer Gabel --25-- an einem mit dem Ring --5-- fest verbundenen Zapfen --26-an, wodurch die Schwenkbewegungen des einarmigen Hebel --23-- eine axiale Verstellung des Ringes --5-- und damit des in Fig. 1 rechten Teiles-4''- der Keilriemenscheibe-4-- bewirkt.
Auf diese Weise wird jeder Temperatur der erwärmten Kühlluft bzw. der Wassertemperatur ein ganz bestimmtes Übersetzungsverhältnis des Keilriementriebes und damit eine bestimmte niedere Lüfterdrehzahl zugeordnet.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist nur die antreibende Keilriemenscheibe --4-- dargestellt, weil die Lagerung des Ventilatorlaufrades und dessen Verbindung mit der zweiten Keilriemenscheibe gemäss Fig. 1 ausgebildet sein können. Die in Fig. 2 linke Hälfte - der Keilriemenscheibe --4-- ist mit der Kurbelwelle --3-- drehfest verbunden. An den aus dem Steuerrädergehäuse --2-- herausragenden Teil der Kurbelwelle --3-- ist ein Wellenstumpf - angeflanscht, welcher etwa in seiner Mitte einen axial nicht verschiebbaren Kolben --28-bildet.
Ein Zylinder --29--, in welchem dieser Kolben --28-- geführt ist, wird einerseits von der axial verschieblichen zweiten Hälfte --41'-- der Keilriemenscheibe --4-- und anderseits von einem an dieser befestigten Gehäuseteil --30-- gebildet. Im Wellenstumpf-27-- befindet sich der doppelte Steuerkolben --16--, welcher über eine Regelstange --31-- mit dem Thermostat --32-in Verbindung steht. Der Thermostat --32-- ist dem durch die Pfeile 33 angedeuteten erwärmten Kühlluftstrom ausgesetzt.
EMI3.1
--34-- zugeführt ;ben --16-- steuert die beiden Verbindungskanäle --36 und 37--, welche in den Zylinder --29-einmünden.
Die in Fig. 2 rechte Hälfte --4'I -- der Keilriemenscheibe --4-- und damit auch der mit dieser fest verbundene Gehäuseteil --30-- sind durch mindestens einen Zapfen --38--, welcher an der in Fig. 2 linken Hälfte --4'-- der Keilriemenscheibe --4-- befestigt ist, geführt bzw. gegen Relativverdrehung gesichert.
Die Wirkungsweise ist folgende : Verschiebt der Thermostat --32-- über die Regelstange - 31-den Steuerkolben-16-, z. B. in Fig. 2 nach links, so wird der Verbindungskanal --36-mit Drucköl beaufschlagt, wodurch sich der Zylinder --29-- links vom Kolben --28-- mit Öl füllt und die Hälfte --4"-- der Riemenscheibe --4-- nach links bewegt wird. Bei dieser Gelegenheit wird der rechts vom Kolben --28-- befindliche Zylinderteil --29-- über den Verbindungskanal
EMI3.2
linke Zylinderraum über den Verbindungskanal --36-- und die Leitung --35-- entleert wird.
Bei dieser Ausführungsform findet also eine Zuordnung des Übersetzungsverhältnisses des Riementriebes bzw. der Drehzahl des Ventilatorlaufrades zur Temperatur der erwärmten Kühlluft in solcher Weise statt, dass bei den verschiedenen Betriebszuständen jeweils die niedrigst mögliche Drehzahl des Ventilatorlaufrades erreicht wird. Auf diese Weise findet eine optimale Geräuschminderung statt.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.