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Bezugnahme auf zugehörige Anmeldungen
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2013-0108918 , eingereicht am 11. September 2013, und der gesamte Inhalt davon ist hierin für alle Zwecke durch diese Bezugnahme eingeschlossen.
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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegende Erfindung beziehen sich auf eine Lüfter-Kupplung und insbesondere auf eine variable Lüfter-Kanalkupplung, die automatisch eine Ölrücklaufbohrung blockiert, die einen Weg für den Rücklauf und die Zirkulation von Öl darstellt, wenn ein Motor gestoppt wird und wenn die Lüfterkupplung eine Betriebstemperatur überschreitet, um hierdurch eine Kaltstartcharakteristik des Motors und die Funktionsfähigkeit der Lüfter-Kupplung zu verbessern.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Im Allgemeinen bildet eine Lüfterkupplung ein Motorkühlsystem zusammen mit einem Kühlkörper und ein Kühlerlüfter steuert die Umdrehungen pro Minute (rpm) des Kühlerlüfters abhängig von der Temperatur des Kühlwassers.
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Typischerweise wird die Lüfterkupplung gestoppt, wenn ein Motor gestoppt wird, und wird selektiv betrieben abhängig von der Temperatur des Kühlwassers, wenn der Motor betrieben wird. Auf diese Weise kooperiert die Lüfterkupplung mit dem Motor.
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Zu diesem Zweck bildet die Lüfterkupplung eine Ölzirkulationsstruktur, bei der interne Speicher- und Betriebskammern zu einer Ölrücklaufbohrung führen, eine Rotationskraft des Rotors basierend auf einer fluid-viskosen Reibungskraft des darin zirkulierenden Öls übertragen wird, und ein Ventil zum Öffnen/Schließen eines Ölkanals vorgesehen ist.
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Allerdings, da die Ölrücklaufbohrung der Lüfterkupplung in einem normalen Öffnungsmodus gesteuert wird, hat das Öl keinen Weg, um von der Speicherkammer zu der Betriebskammer durch die Ölrücklaufbohrung zu fließen, auch wenn der Motor gestoppt wird.
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Wenn das Öl durch die Ölrücklaufbohrung fließt, fließt das Öl mit einer niedrigeren oder höheren Strömungsrate abhängig von der Position der Ölrücklaufbohrung, wenn der Motor gestoppt wird. In jedem Fall, wenn der Motor wieder gestartet wird, werden die Lüfterkupplung und der Kühlerlüfter unnötigerweise eingeschaltet aufgrund des existierenden Öls in der Betriebskammer.
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Insbesondere dieses Einschalten führt zu einer Reduzierung der Kaltstartcharakteristik und einer Startbeschleunigungscharakteristik, und führt zur Erzeugung von Lärm des Kühlerlüfters.
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Die in diesem Hintergrundabschnitt der Erfindung offenbarte Information dient nur der Verbesserung des Verständnisses des allgemeinen Hintergrundes der Erfindung und soll nicht verstanden werden als eine Anerkennung oder als ein anderer Hinweis, dass diese Information den bereits bekannten Stand der Technik bildet.
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Kurze Zusammenfassung
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Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung richten sich auf die Bereitstellung einer variablen Lüfter-Kanalkupplung, bei der eine Ölrücklaufbohrung, die zwischen einer Speicherkammer und einer Betriebskammer eine Verbindung herstellt, automatisch geschlossen wird, wenn ein Motor gestoppt wird, so dass es möglich ist, ein unnötiges Anschalten des Kühlerlüfters zu verhindern, das gestoppt werden soll, um die Kaltstartcharakteristik und die Startbeschleunigungsfähigkeit zu verbessern, und Lärm des Kühlerlüfters zu vermeiden. Und die Ölrücklaufbohrung wird automatisch geschlossen, wenn die Lüfterkupplung ihre Betriebstemperatur überschreitet, und eine Strömungsrate des Öls, das erforderlich ist, wenn der Kühlerlüfter betrieben wird, wird zügig gesteuert, um eine Antwortcharakteristik zu verbessern, so dass es möglich ist, eine Einschaltungszeit und den Lärm des Kühlerlüfters zu verbessern und die Kraftstoffeffizienz des Kraftfahrzeugs zu verbessern durch Steigerung der Betriebstemperatur der Lüfterkupplung.
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Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung können verstanden werden durch die folgende Beschreibung und werden ersichtlich unter Bezugnahme auf die beispielhaften Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung. Des Weiteren ist es für den Fachmann, der mit dieser Erfindung angesprochen wird, offensichtlich, dass die Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung durch die Mittel, wie sie beansprucht werden, und deren Kombinationen verwirklicht werden können.
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Gemäß eines Aspektes der vorliegenden Erfindung kann eine variable Lüfterkanalkupplung eine Speicherkammer und eine Betriebskammer, in der Öl gesammelt wird, enthalten, wobei ein Lüfterkupplungsrotor zwischen der Speicherkammer und der Betriebskammer angeordnet ist, ein Ölzirkulationskanal, der die Speicherkammer und die Betriebskammer strömungsmäßig verbindet, damit Öl dadurch zirkulieren kann, und ein variables Ventil, das in dem Ölzirkulationskanal angeordnet ist, wobei das variable Ventil konfiguriert ist, den Ölzirkulationskanal zu schließen, wenn ein Motor gestoppt wird oder wenn eine Lüfterkupplung eine Betriebstemperatur überschreitet, und wobei das variable Ventil konfiguriert ist, um den Ölzirkulationskanal zu öffnen, wenn der Motor betrieben wird oder wenn die Lüfterkupplung die Betriebstemperatur nicht überschreitet.
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Der Ölzirkulationskanal kann eine Ölrücklaufbohrung enthalten, die einen Weg ausbildet, an dem entlang das Öl aus der Speicherkammer fließen kann oder zu der Speicherkammer zurückläuft, und eine Ölrücklaufbohrung ist mit der Ölzuführungsbohrung verbunden und kommuniziert mit der Betriebskammer, und das variable Ventil ist an einem Verbindungsabschnitt zwischen der Ölzuführungsbohrung und der Ölrücklaufbohrung angeordnet.
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Das variable Ventil ist in einer Ventilbohrung eingesetzt, die sich von der Ölzuführungsbohrung, an die die Ölrücklaufbohrung angeschlossen ist, erstreckt.
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Das variable Ventil kann einen Kolben enthalten, der die Ölrücklaufbohrung schließt oder öffnet, eine Rückstellfeder, die elastisch den Kolben gegen die Ölrücklaufbohrung vorspannt, so dass sich der Kolben zu der Ölrücklaufbohrung bewegt, wenn der Motor gestoppt wird, und einen Kolbenschalthebel, der mit dem Kolben kuppelt, und der konfiguriert ist, um eine Kraft auf den Kolben auszuüben, so dass der Kolben eine Zentrifugalkraft der Lüfterkupplung überwindet, um sich zu der Ölrücklaufbohrung zu bewegen, wenn die Lüfterkupplung die Betriebstemperatur überschreitet.
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Der Kolbenschalthebel ist aus Wachs, das einer Wärmeausdehnung unterliegt, gebildet, wobei das Wachs konfiguriert ist, um sich durch die von der Lüfterkupplung übermittelten Wärme auszudehnen und eine Kraft auf den Kolben auszuüben, um den Kolben gegen die Ölrücklaufbohrung zu bewegen.
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Das Wachs kann eine höhere Ausdehnungstemperatur aufweisen als die Betriebstemperatur, die erreicht wird, wenn die Lüfterkupplung betrieben wird.
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Der Kolbenschalthebel ist mit einem Bimetall verbunden, und das Bimetall wird deformiert, um eine Kraft auf den Kolben durch Wärme bei einer höheren Temperatur als die erreichte Betriebstemperatur auszuüben, um den Kolben gegen die Ölrücklaufbohrung zu bewegen, wenn die Lüfterkupplung betrieben wird.
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Der Kolbenschalthebel ist aus Wachs gebildet und mit einem elektronischen Aktuator verbunden, und der elektronische Aktuator dehnt das Wachs aus, um eine Kraft auf den Kolben auszuüben bei einer höheren Temperatur als die Betriebstemperatur, die erreicht wird, wenn die Lüfterkupplung betrieben wird, so dass der Kolben gegen die Ölrücklaufbohrung bewegt wird.
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Die Verfahren und Vorrichtungen de vorliegenden Erfindung haben andere Eigenschaften und Vorteile, die ersichtlich werden oder im Detail dargelegt werden durch die nachfolgenden Zeichnungen, die hiermit eingeschlossen sind, und die nachfolgende detaillierte Beschreibung, die zusammen verschiedene Grundsätze der vorliegenden Erfindung erklären.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine Konfiguration einer variablen Lüfter-Kanalkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt eine Konfiguration eines variablen Ventils vom Wachstyp, der an einen variablen Kanal angelegt wird gemäß der vorliegenden Erfindung.
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3 zeigt einen Zustand, bei dem das variable Ventil vom Wachstyp gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den variablen Kanal schließt, wenn der Motor gestoppt wird.
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4 zeigt einen Zustand, bei dem das variable Ventil vom Wachstyp gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den variablen Kanal öffnet, wenn der Motor gestoppt wird.
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5 zeigt einen Zustand, bei dem das variable Ventil vom Wachstyp gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den variablen Kanal öffnet, wenn die Lüfterkupplung eine Betriebstemperatur nicht überschreitet.
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6 zeigt einen Zustand, bei dem das variable Ventil vom Wachstyp gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den variablen Kanal öffnet, wenn die Lüfterkupplung die Betriebstemperatur überschreitet.
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7A und 7B zeigen ein Beispiel, bei dem das variable Ventil vom Wachstyp gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung modifiziert ist in ein variables Ventil vom Bimetalltyp oder ein variables Ventil mit einer Wachs-Elektronik.
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8A und 8B zeigen einen Zustand, bei dem das variable Ventil vom Bimetalltyp oder das variable Ventil mit einer Wachs-Elektronik gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den variablen Kanal schließt, wenn der Motor gestoppt wird, und wenn die Lüfterkupplung die Betriebstemperatur überschreitet.
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9A und 9B zeigen einen Zustand, bei dem das variable Ventil vom Bimetalltyp oder das variable Ventil mit einer Wachs-Elektronik gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den variablen Kanal öffnet, wenn der Motor betrieben wird und wenn die Lüfterkupplung die Betriebstemperatur nicht überschreitet.
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Es versteht sich, dass die anliegenden Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind, sondern vereinfachte Darstellungen von verschiedenen veranschaulichten Eigenschaften der Grundprinzipien der Erfindung bilden. Die spezifischen Designeigenschaften der vorliegenden Erfindung, wie sie hier beschrieben sind, umfassen z. B. bestimmte Dimensionen, Orientierungen, Lokalisierungen und Formen, die teilweise durch die besondere beabsichtigte Anwendung oder Verwendungsumgebung bestimmt werden.
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In den Figuren beziehen sich die Bezugszeichen auf die gleichen äquivalenten Teile der vorliegenden Erfindung für die verschiedenen Figuren der Zeichnung.
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Detaillierte Beschreibung
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Bezug wird nun genommen im Detail auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung(en), von denen Beispiele in den nachfolgenden Zeichnungen veranschaulicht und im Folgenden beschrieben werden. Während die Erfindung(en) beschrieben wird in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen, versteht es sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht beabsichtigt, die Erfindung(en) auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Im Gegenteil, die Erfindung(en) beabsichtigt nicht nur, die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern verschiedene Alternativen, Modifikationen, Äquivalente und andere Ausführungsformen, die von dem Geist und dem Schutzumfang der Erfindung, wie er durch die anliegenden Ansprüche definiert ist, umfasst sind.
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1 zeigt eine Konfiguration einer variablen Lüfter-Kanalkupplung gemäß eines beispielhaften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
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Wie in 1 gezeigt, umfasst eine variable Lüfter-Kanalkupplung ein Lüfterkupplungsgehäuse 1, in dem ein Lüfterkupplungsrotor 7, der mit einer Lüfterkupplungsrotationswelle 9 gekoppelt ist, untergebracht ist, und einen variablen Kanal 10, der einen Ölzirkulationsweg in dem Lüfterkupplungsgehäuse 1 ausbildet, um eine Rotationskraft des Lüfterkupplungsrotors 7 unter Verwendung einer fluid-viskosen Reibungskraft des Öls zu übermitteln.
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Das Lüfterkupplungsgehäuse 1 ist aus einem äußeren Gehäuse 3 und einem inneren Gehäuse 5 hergestellt. Der Lüfterkupplungsrotor 7 ist angeordnet in einem internen Raum, der durch das äußere Gehäuse 3 und das innere Gehäuse 5, die miteinander gekoppelt sind, definiert ist. Die Lüfterkupplungsrotationswelle 9 ist mit dem Lüfterkupplungsrotor 7 durch ein Lager gekoppelt. Das Lüfterkupplungsgehäuse 1, der Lüfterkupplungsrotor 7, die Lüfterkupplungsrotationswelle 9 und das Lager sind typische Komponenten der Lüfterkupplung.
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Der variable Kanal 10 ist mit einer Speicherkammer 20, die einen vorderen Raum des Lüfterkupplungsrotors 7 ausbildet, um dort Öl zu speichern, und einer Betriebskammer 50, die einen hinteren Raum des Lüfterkupplungsrotors 7 ausbildet, ausgestattet. Ein Ölzirkulationskanal, an dem entlang das Öl von der Speicherkammer 20 zu der Betriebskammer 50 oder von der Betriebskammer 50 zu der Speicherkammer 20 fließt, ist vorgesehen. Der variable Kanal 10 umfasst zumindest ein variables Ventil 60 vom Wachstyp, das automatisch den Ölzirkulationskanal schließt, wenn der Motor gestoppt wird oder wenn die Lüfterkupplung eine Betriebstemperatur überschreitet.
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Die Speicherkammer 20 ist ein Raum, in dem das Öl von der Betriebskammer 50 gesammelt wird, wenn die Lüfterkupplung nicht betrieben wird. Die Betriebskammer 50 ist ein Raum, in dem das Öl von der Speicherkammer 20 gesammelt wird, so dass die Rotationskraft von dem Lüfterkupplungsrotor 7 unter Verwendung der fluid-viskosen Reibungskraft des Öls übertragen wird, wenn die Lüfterkupplung betrieben wird.
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Der Ölzirkulationskanal weist zumindest eine Ölzuführungsbohrung 30 auf, die mit der Speicherkammer 20 kommuniziert, um einen Weg auszubilden, an dem entlang das Öl aus der Speicherkammer 20 fließt oder zu der Speicherkammer 20 zurückläuft, und zumindest eine Ölrückführbohrung 40, die mit der Ölzuführbohrung 30 verbunden ist und mit der Betriebskammer 50 kommuniziert.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Zahl der Ölrücklaufbohrungen 40 vorzugsweise zumindest vier, aber dies kann variieren, wenn es erforderlich ist.
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Das variable Ventil 60 vom Wachstyp ist an einer Verbindung installiert, so dass die Ölrücklaufbohrung 40 und die Ölzuführbohrung 30 miteinander kommunizieren, dabei die Verbindung zwischen der Ölrücklaufbohrung 40 und der Ölzuführbohrung 30 freigeben, wenn der Motor gestoppt wird oder wenn die Lüfterkupplung die Betriebstemperatur überschreitet.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform beträgt die Zahl der variablen Ventile 60 vom Wachstyp vorzugsweise zumindest vier, aber dies kann variieren, wenn es erforderlich ist.
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Typischerweise ist die Betriebstemperatur der Lüfterkupplung abhängig von einer Spezifikation der Lüfterkupplung, und ist daher nicht auf einen bestimmten Temperaturwert beschränkt.
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Des Weiteren zeigt die 2 eine detaillierte Konfiguration eines variablen Ventils 60 vom Wachstyp, das für den variablen Kanal 10 vorgesehen ist.
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Wie in 2 gezeigt, umfasst das variable Ventil 60 vom Wachstyp einen Kolben 61, der in einer Ventilbohrung 30-1 untergebracht ist und einen Bereich schließt oder öffnet, wenn die Ölrücklaufbohrung 40 und die Ölzuführungsbohrung 30 miteinander kommunizieren, eine Rückstellfeder 63, die den Kolben 61 schiebt, um einen Kommunikationsbereich zwischen der Ölrücklaufbohrung 40, der Ölzuführbohrung 30 zu schließen, und einen Kolbenschalthebel 65, damit der Kolben 61 den Kommunikationsbereich zwischen der Ölrücklaufbohrung 40 und der Ölzuführbohrung 30 schließt, wenn der Motor gestoppt wird, oder die Lüfterkupplung die Betriebstemperatur erreicht.
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Die Ventilbohrung 30-1 erstreckt sich von der Ölzuführungsbohrung 30 und ist entlang der Ölzuführungsbohrung 30 ausgebildet. Typischerweise wird auf der Basis einer Position, an der die Ölrücklaufbohrung 40 verbunden ist, eine Bohrung, die sich innerhalb der Lüfterkupplung erstreckt, als die Ölzuführungsbohrung 30 bezeichnet, und eine Bohrung, die sich außerhalb der Lüfterkupplung erstreckt, wird als die Ventilbohrung 30-1 bezeichnet.
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Der Kolben 61 hat eine Struktur, in der ein stufenförmiger Querschnitt in einer longitudinalen Richtung ausgebildet ist, und ist in eine Rückstellfeder 63 eingepasst unter Verwendung eines stufenförmigen Bereichs verwendet und mit dem Kolbenschalthebel 65 unter Verwendung eines anderen stufenförmigen Bereiches verbunden.
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Die Rückstellfeder 23 wird zusammengedrückt durch eine Zentrifugalkraft, die beim Betreiben der Lüfterkupplung verursacht wird. Entsprechend wird ein Betrag der Rückstellfeder 23 so festgelegt, um an die Stärke der Zentrifugalkraft angepasst zu sein.
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Wachs, das ein Temperaturreaktionsmaterial darstellt und auf eine Temperatur so reagiert, um den Kolben 61 aufgrund einer Ausdehnungskraft aufgrund einer gegebenen Temperatur zu schieben, wird an den Kolbenschalthebel 65 angefügt. Alternativ kann anstelle des Temperaturreaktionsmaterials ein Bimetall oder ein elektronische Aktuator, der mit dem Temperaturreaktionsmaterial verbunden ist, an den Kolbenschalthebel 65 angelegt werden, was im Folgenden im Detail beschrieben wird.
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3 zeigt einen Zustand, bei dem, wenn der Motor gestoppt wird, der variable Kanal 10 der Lüfterkupplung durch das variable Ventil 60 vom Wachstyp geschlossen ist.
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Wie in 3 gezeigt, wenn der Motor gestoppt wird, wird der Kommunikationsbereich zwischen der Ölrücklaufbohrung 40 und der Ölzuführungsbohrung 30 durch das variable Ventil 60 vom Wachstyp geschlossen. Hierdurch wird verhindert, dass das Öl von der Speicherkammer 20 in die Betriebskammer 50 fließt. Wenn ein Kaltstart durchgeführt wird, nachdem der Motor gestoppt wurde, wird daher die Rotation der Lüfterkupplung minimiert oder verhindert. Dadurch ist es möglich, ein nicht erforderliches Einschalten des Kühlerlüfters, eine Reduktion bei der Kaltstartcharakteristik und der Startbeschleunigungsfähigkeit, und den Lärm des Kühlerlüfters zu verhindern.
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Wenn der Motor gestoppt wird, kann z. B. die Stärke der Zentrifugalkraft der Lüfterkupplung, mit der das variable Ventil 60 vom Wachstyp beaufschlagt wird, reduziert werden. Durch Überwinden der Zentrifugalkraft drückt und schiebt die Rückstellfeder 63 den Kolben 61 (ausgedrückt als Federkraft a), und das Schieben des Kolbens 61 (ausgedrückt als Kolbenvorwärtsbewegung b) führt zu einer Bewegung des Kolbens 61 gegen einen Innenraum der Lüfterkupplung. Wenn das Wachs seine Ausdehnungstemperatur noch nicht erreicht hat, wird auf den Kolbenschalthebel 65 keine Kraft, die durch die Ausdehnung des Wachses verursacht wird, ausgeübt.
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Aufgrund des Schiebens des Kolbens 61 wird der Kommunikationsbereich zwischen der Ölrücklaufbohrung 30 und der Ölzuführungsbohrung 40 durch den Kolben 61 geschlossen. Hierdurch ist es möglich den Ölströmungsweg, der von der Speicherkammer 20, der Ölrücklaufbohrung 30 und der Ölrücklaufbohrung 40 gebildet wird, zu schließen.
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4 zeigt einen Zustand, bei dem, wenn der Motor im Betrieb ist, der variable Kanal 10 der Lüfterkupplung durch das variable Ventil 60 vom Wachstyp geschlossen wird.
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Wie in 4 gezeigt, wenn der Motor betrieben wird, wird der Kommunikationsbereich zwischen der Ölrücklaufbohrung 40 und der Ölzuführungsbohrung 30 nicht durch das variable Ventil 60 vom Wachstyp geschlossen. Hierdurch kann das Öl von der Speicherkammer 20 in die Betriebskammer 50 fließen. Wenn der Motor betrieben wird, kann der Kühlerlüfter daher normal betrieben werden in Synchronisation mit den Umdrehungen pro Minute (rpm).
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Zum Beispiel, wenn der Motor betrieben wird, vergrößert sich die Stärke der Zentrifugalkraft c der Lüfterkupplung, mit der das variable Ventil 60 vom Wachstyp beaufschlagt wird. Aufgrund der Zentrifugalkraft c wird der Kolben 61 aus der Lüfterkupplung nach außen (ausgedrückt als Kolbenrückführungsbewegung b-1) geschoben, und die Rückstellfeder 63 wird durch den Kolben 61, der nach außen geschoben ist, zusammengedrückt (ausgedrückt als Federkompression a-1). Wenn das Wachs noch nicht seine Ausdehnungstemperatur erreicht hat, wird auf den Kolbenschalthebel 65 eine Kraft, die durch die Ausdehnung des Wachses verursacht ist, nicht ausgeübt.
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Aufgrund des nach außen Schiebens des Kolbens 61 wird der Kommunikationsbereich zwischen der Ölzuführungsbohrung 30 und der Ölrücklaufbohrung 40 durch den Kolben 61 nicht geschlossen. Als Ergebnis fließt das Öl von der Speicherkammer 20 nach der Ölzuführungsbohrung 30 und der Ölrücklaufbohrung 40 in die Betriebskammer 50. Hierbei kann der Lüfterkupplungsrotor 7 in einen Zustand überführt werden, bei dem die Rotationskraft durch die fluid-viskose Reibungskraft übertragen wird.
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5 zeigt einen Zustand, bei dem die Lüfterkupplung die Betriebstemperatur nicht überschreitet, der variable Kanal 10 der Lüfterkupplung ist durch Schließen des variablen Ventils 60 vom Wachstyp und durch den Nichtbetrieb des Kolbenschalthebels 65 geöffnet.
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Wie in 5 gezeigt, wenn die Lüfterkupplung die Betriebstemperatur nicht überschreitet, wird das variable Ventil vom Wachstyp 60 in einen geschlossenen Zustand überführt, aber die Ölrücklaufbohrung 40 wird offen gehalten.
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Dies wird verursacht durch ein Verfahren, bei dem die Zentrifugalkraft c, die durch den Betrieb der Lüfterkupplung zusammen mit dem Betrieb des Motors vergrößert wird, den Kolben 61 aus der Lüfterkupplung drückt (ausgedrückt als Kolbenrückführbewegung W-1), und die Rückstellfeder 63 durch den geschobenen Kolben 61 (ausgedrückt als Federkompression A-1) zusammengedrückt wird, und hierdurch wird der Kommunikationsbereich zwischen der Ölrückführbohrung 30 und der Ölrücklaufbohrung 40 geöffnet. Wenn das Wachs seine Ausdehnungstemperatur noch nicht erreicht hat, wird auf den Kolben 65 keine Kraft, die durch die Ausdehnung des Wachses verursacht wird, ausgeübt.
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Als Ergebnis fließt das Öl von der Speicherkammer 20 zu der Ölzuführungsbohrung 30 und der Ölrücklaufbohrung 40 in die Betriebskammer 50. Hierbei kann der Lüfterkupplungsrotor 7 in einen Zustand überführt werden, bei dem die Rotationskraft durch die fluid-viskose Reibungskraft übertragen wird.
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6 zeigt einen Zustand, bei dem die Lüfterkupplung die Betriebstemperatur überschreitet, und der variable Kanal 10 der Lüfterkupplung wird geschlossen durch Öffnen des variablen Ventils 60 vom Wachstyp und durch Betrieb des Kolbenschalthebels 65.
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Wie in 6 gezeigt, wenn die Lüfterkupplung die Betriebstemperatur überschreitet, erhalten der Kolben 61 und die Rückstellfeder 63 die Zentrifugalkraft c von der Lüfterkupplung ohne einen Verlust. Allerdings dehnt sich aufgrund der Betriebstemperatur der Lüfterkupplung das Wachs aus. Wenn das Wachs sich ausdehnt, wird der Kolbenschalthebel 65 in einen Betriebszustand überführt (ausgedrückt als Betriebskraft für den Ventilaktuator d-1).
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Aus diesem Grund wird der Kolben 61 durch den Kolbenschalthebel 65 gedrückt. Dabei bewegt sich der Kolben 61 in das Innere der Lüfterkupplung (ausgedrückt als Kolbenvorwärtsbewegung b).
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Daher schließt der Kolben 61 den Kommunikationsbereich zwischen der Ölzuführungsbohrung 30 und der Ölrücklaufbohrung 40. Hierdurch ist es möglich, einen Ölströmungsweg, der durch die Speicherkammer 20, die Ölzuführbohrung 30 und die Ölrücklaufbohrung 40 gebildet wird, zu schließen.
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Insbesondere aufgrund dieses Verfahrens, wenn die Lüfterkupplung die Betriebstemperatur überschreitet, wird die Ölrücklaufbohrung 40 fest verschlossen. Wenn das Einschalten zwischen der Lüfterkupplung und dem Kühlerlüfter erforderlich ist, kann das Öl rasch in die Betriebskammer 50 eingeführt werden. Hierbei ist eine Zeit, die für das Einschalten zwischen der Lüfterkupplung und dem Kühlungslüfter erforderlich ist, abhängig von der Durchmessergröße der Ölzuführungsbohrung 30 und der Ölrücklaufbohrung 40, in welche das Öl eingespeist wird.
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7A und 7B zeigen eine Modifikation des variablen Ventils vom Wachstyp 60, das verschiedene Konfigurationen aufweist und auf der Grundlage der 1–6 beschrieben wird.
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7A zeigt ein variables Ventil vom Bimetalltyp 60-1. Das variable Ventil vom Bimetalltyp 60-1 umfasst einen Kolben 61, eine Rückstellfeder 63, einen Kolbenschalthebel 65 und ein Bimetall 67, das mit dem Kolbenschalthebel 65 verbunden ist, und ist teilweise unterschiedlich zu der Konfiguration des variablen Ventils vom Wachstyp 60, bei dem der Kolbenschalthebel 65 aus Wachs geformt ist.
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In diesem Fall wird das Bimetall 67 durch eine Temperatur deformiert, wenn die Lüfterkupplung ihre Betriebstemperatur überschreitet. Hierbei wird der Kolbenschalthebel 65 in das Innere der Lüfterkupplung geschoben und der geschobene Kolbenschalthebel 65 ist an einem Verbindungsbereich zwischen der Ölzuführungsbohrung 30 und der Ölrücklaufbohrung 40 angeordnet. Daher kann die Ölrücklaufbohrung 40 fest verschlossen werden.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform wird das Bimetall 67 deformiert, um eine Rotationskraft oder eine Druckkraft auf den Kolbenschalthebel 65 auszuüben. Zu diesem Zweck wird ein typisches Verfahren angewendet.
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7B zeigt ein variables Wachselektronik-Ventil 60-2. Das variable Ventil 60-2 mit einer Wachselektronik umfasst einen Kolben 61, eine Rückstellfeder 63, einen Kolbenschalthebel 65 vom Wachstyp und einen elektronischen Aktuator 69, der mit dem Kolbenschalthebel 65 verbunden ist, und ist teilweise unterschiedlich zu der Konfiguration des variablen Ventils 60 vom Wachstyp oder des variablen Ventils vom Bimetalltyp 60-1 auf der Grundlage eines Bimetalls.
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In diesem Fall wird der elektronische Aktuator 69 betrieben, wenn die Lüfterkupplung ihre Betriebstemperatur überschreitet. Hierdurch wird der Kolbenschalthebel 65 in das Innere der Lüfterkupplung geschoben und der geschobene Kolbenschalthebel 65 ist an einem Verbindungsbereich zwischen der Ölzuführungsbohrung 30 und der Ölrücklaufbohrung angeordnet. Daher kann die Ölrücklaufbohrung 40 fest verschlossen werden.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der elektronische Aktuator 69 eine Komponente, die die Wärme eines heißen Drahtes direkt an das Wachs des Kolbenschalthebel 65 anlegt, Wärme der Lüfterkupplung an das Wachs des Kolbenschalthebels 65 weitergibt, oder ein elektrisches Signal entsprechend einer detektierten Temperatur erzeugt, um es zu dem Wachs des Kolbenschalthebels 65 zu übertragen. Zu diesem Zweck wird ein typisches Verfahren angewendet.
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8A zeigt einen Zustand, bei dem, wenn der Motor gestoppt wird oder die Lüfterkupplung ihre Betriebstemperatur überschreitet, der variable Kanal 10 der Lüfterkupplung durch einen Betrieb des variablen Ventils 60-1 vom Bimetalltyp geschlossen wird. Dieser Betrieb ist der gleiche wie in den 3 und 6, und ist nur unterschiedlich dahingehend, dass die Deformation des Bimetalls 67 auf den Kolbenschalthebel 65 wirkt.
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Zum Beispiel, wenn der Motor gestoppt wird, ist das Bimetall 67 nicht im Betrieb, und daher kann das gleiche Verfahren wie in den 3 und 6 durchgeführt werden. Im Gegenteil, wenn die Lüfterkupplung ihre Betriebstemperatur überschreitet, wird eine Druckkraft, die der Kolbenschalthebel 65 von dem Bimetall 67 erhält (ausgedrückt als Betriebskraft des Ventilaktuators d-1) an den Kolben 61 angelegt mit einer größeren Stärke als die Zentrifugalkraft der Lüfterkupplung. Dadurch kann sich der Kolben 61 in das Innere der Lüfterkupplung bewegen (ausgedrückt als Kolbenvorwärtsbewegung b).
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Daher können das variable Ventil 60-1 vom Bimetalltyp unter Verwendung des Kolbenschalthebels 65 und das Bimetall 67 einen Ölströmungsweg, der durch die Speicherkammer 20, die Ölzuführungsbohrung 30 und die Ölrücklaufbohrung 40 gebildet wird, schließen.
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8b zeigt einen Zustand, bei dem, wenn der Motor gestoppt wird oder die Lüfterkupplung ihre Betriebstemperatur überschreitet, der variable Kanal der Lüfterkupplung durch den Betrieb des variablen Ventils vom Wachstyp 60-2 geschlossen wird. Dieses Verfahren ist das gleich wie in den 3, 6 und 8a, aber es ist nur unterschiedlich dahingehend, dass der elektronische Aktuator 69 den Kolbenschalthebel 65 schiebt.
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Zum Beispiel, wenn der Motor gestoppt wird, ist der elektronische Aktuator 69 nicht in Betrieb, und daher wird das gleiche Verfahren wie in den 3, 6 und 8a durchgeführt. Im Gegensatz dazu, wenn die Lüfterkupplung ihre Betriebstemperatur überschreitet, erzeugt der Kolbenschalthebel, der zusammen mit dem elektronischen Aktuator 69 betrieben wird, eine größere Kraft als die Zentrifugalkraft der Lüfterkupplung (ausgedrückt als Betriebskraft des Ventilaktuators d-1). Hierbei bewegt sich der Kolben 61 in das Innere der Lüfterkupplung (ausgedrückt als Kolbenvorwärtsbewegung b).
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Daher kann das variable Ventil 60-2 mit einer Wachs-Elektronik unter Verwendung des Kolbenschalthebels 65 und des elektronischen Aktuators 69 einen Ölströmungsweg, der durch die Speicherkammer 20, Ölzuführungsbohrung 30 und die Ölrücklaufbohrung 40 gebildet wird, schließen.
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9a zeigt ein Verfahren des variablen Ventils 60-1 vom Bimetalltyp, wenn der Motor in Betrieb ist oder wenn die Lüfterkupplung ihre Betriebstemperatur nicht überschreitet, und 9b zeigt ein Verfahren des variablen Ventils 60-0 mit einer Wachs-Elektronik, wenn der Motor betrieben wird oder die Lüfterkupplung ihre Betriebstemperatur nicht überschreitet.
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Wie gezeigt, ergibt sich, dass ein Verfahren des variablen Ventils 60-1 vom Bimetalltyp der 9a und ein Verfahren des variablen Ventils 60-2 mit einer Wachs-Elektronik der 9b die gleichen sind wie in den 4 und 5, wobei der Kolbenschalthebel 65 vom Wachstyp nicht betrieben wird. Dies ist so, weil das Bimetall 67 oder der elektronische Aktuator 69 nicht betrieben werden und daher der Kolbenschalthebel 65 nicht schaltet.
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Wie im obigen beschrieben, umfasst eine variable Lüfterkanalkupplung entsprechend der vorliegenden Erfindung die Speicherkammer 20 und die Betriebskammer 50, in der das Öl, das die Rotationskraft des Lüfterkupplungsrotors 7 unter Verwendung der fluid-viskosen Reibungskraft überträgt, gesammelt wird, und den Ölzirkulationskanal, der die Speicherkammer 20 und die Betriebskammer 50 verbindet und an dem entlang das Öl zirkuliert. Die variablen Ventile 60, 60-1 oder 60-2 weisen den Kolben 61 auf, der durch die von der Rückstellfeder 63 erhaltenen Kraft bewegt wird, und der Kolbenschalthebel 65 ist in dem Ölzirkulationskanal angeordnet. Hierdurch, wenn der Motor gestoppt wird, schließt der Kolbenschalthebel 65 den Ölzirkulationskanal, so dass es möglich ist, eine Reduzierung bei der Kaltstartcharakteristik und der Startbeschleunigungsfähigkeit, und den Lärm des Kühlerlüfters zu verhindern. Insbesondere, wenn die Lüfterkupplung ihre Betriebstemperatur überschreitet, verschließt der Kolbenschalthebel 65 den Ölzirkulationskanal, und daher wird das Öl im Wesentlichen nicht in die Betriebskammer eingeführt, so dass sowohl die Betriebsfähigkeit der Lüfterkupplung als auch die Kraftstoffeffizienz des Kraftfahrzeuges verbessert wird.
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Wenn der Motor gestoppt wird, wird das Phänomen, dass das Öl unnötigerweise in die Betriebskammer eingeführt wird, im Wesentlichen verhindert durch das automatische Schließen der Ölrücklaufbohrung. Hierdurch ist es möglich, ein unnötiges Einschalten des Kühlerlüfters, der gestoppt sein sollte, zu verhindern, die Kaltstartcharakteristik sowie die Starkbeschleunigungsfähigkeit zu verbessern, und Lärm des Kühlerlüfters zu verhindern.
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Weiterhin, wenn der Kühlerlüfter seine Betriebstemperatur überschreitet, wird die Ölrücklaufbohrung automatisch geschlossen, und eine Strömungsrate des Öls, die erforderlich ist, wenn der Kühlerlüfter betrieben wird, wird rasch gesteuert, um eine Antwortcharakteristik zu verbessern. Daher ist es möglich, die Einschaltungszeit zu verbessern und den Lärm des Kühlerlüfters zu verringern.
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Zusätzlich wird die Ölrücklaufbohrung automatisch geschlossen basierend auf der Betriebstemperatur der Lüfterkupplung. Hierdurch, wenn die Betriebstemperatur der Lüfterkupplung ansteigt, kann die Anzahl der Inbetriebnahmen der Lüfterkupplung und des Kühlerlüfters reduziert werden, und die sich ergebende Kraftstoffeffizienz des Kraftfahrzeugs wird verbessert.
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Für das Verständnis bei der Erklärung der präzisen Definition in den anliegenden Ansprüchen, werden die Begriffe „oben“, „unten“, „innen“, „außen“ verwendet, um Eigenschaften der beispielhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Positionen dieser Eigenschaften wie in den Figuren dargestellt zu verwenden.
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Die vorangehenden Beschreibungen der spezifischen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind dargelegt worden zum Zwecke der Veranschaulichung und der Beschreibung. Sie beabsichtigen nicht, die Erfindung auf die präzisen offenbarten Formen einzugrenzen oder zu limitieren und offensichtlich sind viele Modifikationen und Variationen im Licht der oben genannten Lehre möglich. Die beispielhaften Ausführungsbeispiele wurden ausgewählt und beschrieben, um verschiedene Grundsätze der Erfindung zu erklären und deren praktische Anwendung, um hierdurch dem Fachmann zu ermöglichen, die verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung herzustellen und zu gebrauchen, wie auch verschiedene Alternativen und Modifikationen davon. Es ist beabsichtigt, dass der Schutzbereich der Erfindung durch die anliegenden Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2013-0108918 [0001]
