DE10311347A1

DE10311347A1 - Temperaturgesteuerte Fluidkupplung

Info

Publication number: DE10311347A1
Application number: DE10311347A
Authority: DE
Inventors: Masayoshi Usui; Hiroshi Inoue
Original assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Current assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2003-10-09
Also published as: FR2838171A1; US20030230460A1; CN1448642A; GB0306871D0; GB2388649B; FR2838171B1; KR20030078745A; GB2388649A; CN1309968C; KR100963813B1; US6814206B2

Abstract

Eine temperaturgesteuerte Fluidreibungskupplung (10) wird von einem Strom von hochviskosem Fluid in Scherspalte der Fluidreibungskupplung (10) hinein oder aus diesen heraus betätigt. Erfindungsgemäß ist ein Betätigungsstift (11) in Richtung parallel zu einer Oberfläche eines Teilers (7) bewegbar angeordnet. Ein schwingender Ventilhebel (13) steht in Wirkverbindung mit dem Betätigungsstift (11) nahe einem Fußende des Ventilhebels (13) und das schwingende Ende des Ventilhebels (13) ist derart gleitend angeordnet, daß es in Kontakt mit der Oberfläche des Teilers ist, der eine Ventilöffnung (12) aufweist. In Abhängigkeit von einer Deformation eines temperatursensitiven Elementes (20) aufgrund einer Änderung einer Lufttemperatur, bewegt sich der Betätigungsstift (11) in Richtung parallel zur Oberfläche des Teilers (7), woraufhin sich das schwingende Ende des Ventilhebels (13) bewegt und die Ventilöffnung (12) öffnet oder schließt. Dies steuert einen Fluidstrom von einer Reservoirkammer (8) zu einer Drehmomentübertragungskammer (9).

Description

Die Erfindung betrifft eine temperaturgesteuerte Fluidreibungskupplung zum diskontinuierlichen Antreiben eines Kühlgebläses, insbesondere einer Innenbrennkraftmaschine, folgendes umfassend, eine Antriebseingangswelle mit einem darauf angeordneten Scheibenrotor, ein Gehäuse, welches drehbar an der Antriebseingangswelle angeordnet ist und ein Kühlgebläse trägt, wobei das Gehäuse einen Körper und einen Deckel aufweist, einen Teiler zum Unterteilen eines Innenraumes des Gehäuses in eine Drehmomentübertragungskammer und eine Reservoirkammer, einen Ventilhebel zum Öffnen und Schließen einer in dem Teiler angeordneten Ventilöffnung, ein temperatursensitives Element, welches außerhalb des Deckels angeordnet ist, und einen Betätigungsstift, welcher sich durch ein in dem Deckel ausgebildetes Führungsloch erstreckt, wobei der Betätigungsstift mit einem Ende mit dem temperatursensitiven Element und mit einem gegenüberliegenden Ende mit dem Ventilhebel verbunden ist, gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

US-Patent 4 662 495 (Brunken) offenbart eine typische Ausführungsform einer temperaturgesteuerten Fluidreibungskupplung. Gemäß dieser Ausführungsform ist ein Gehäuse drehbar auf einer Antriebseingangswelle angeordnet, welche zum Verbinden mit einer Innenbrennkraftmaschine ausgebildet ist. Der Innenraum dieses Gehäuses ist mittels eines Teilers in eine Reservoirkammer und eine Fluidarbeitskammer unterteilt. Auf der Antriebseingangswelle ist ein Rotor derart befestigt, daß dieser gegenseitig gegenüberliegende Scherspalte zwischen dem Gehäuse und dem Rotor ausbildet. Auf dem Gehäuse ist ein Kühlgebläse für den Kühler angeordnet. An der Außenfläche des Gehäuses ist ein temperatursensitives Element mit einer Bimetallplatte angeordnet, welche sich in Abhängigkeit von einer Änderung der Umgebungstemperatur biegt. In dem Teiler ist eine Ventilöffnung vorgesehen, welche von einem mit der Bimetallplatte verbundenen Betätigungsstift geöffnet, verengt oder geschlossen wird. Wenn sich die Bimetallplatte unter dem Einfluß einer sich verändernden Umgebungstemperatur deformiert, wird der Betätigungsstift derart betätigt, daß die Ventilöffnung geöffnet, verengt oder geschlossen wird. Dann fließt das hochviskose Fluid in die Scherspalte hinein oder aus diesen heraus, um eine Drehmomentübertragung herzustellen oder zu unterbrechen.

Die von dem temperatursensitiven Element gemessene Temperatur ist im wesentlichen die Temperatur der Luft, welche von einem Gebläse der Innenbrennkraftmaschine kommt. Beispielsweise bleibt die Bimetallplatte in einem flachen Zustand, wenn die Temperatur einen Wert unterhalb eines vorbestimmten Wertes von beispielsweise 60 Grad Celsius hat, so daß der Ventilhebel die Ventilöffnung schließt, wodurch die Drehmomentkopplung in einem offenen Zustand ist (AUS). Andererseits verbiegt sich die Bimetallplatte, wenn die Temperatur einen Wert über 60 Grad Celsius steigt, so daß der Ventilhebel die Ventilöffnung öffnet, wodurch die Drehmomentkopplung in einem geschlossenen Zustand ist (AN).

Im Stand der Technik ist der Ventilhebel im wesentlichen durch eine längliche, flache Platte ausgebildet und das freie Ende desselben bewegt sich entlang der axialen Richtung der Kupplung, wodurch die Ventilöffnung in dem Teiler geöffnet und geschlossen wird.

Diese Art der axialen Kontaktierung und getrennten Bewegung kann jedoch keine zuverlässige Funktionssicherheit zur Verfügung stellen. Beispielsweise in dem Moment, wenn der offene Bereich der Ventilöffnung einen engen Grenzbereich erreicht, tendiert der Ventilhebel dazu, von dem Teiler angezogen zu werden oder an diesem anzuhaften. Andererseits tendiert der Ventilhebel dazu, von dem Teiler weg zu stark ausgelenkt zu werden, wenn sich der offene Bereich der Ventilöffnung einem großen Grenzwert nähert. Diese unerwünschten Phänomene sind im Stand der Technik als "jagen" bekannt, was bedeutet, daß eine irreguläre Rotation des Gebläses oder Fluktuation einer Drehzahl des Gebläses auftritt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fluidkupplung der o. g. Art zur Verfügung zu stellen, welche irreguläre Drehzahlen aufgrund von "jagen" eliminiert, einen präzisen Betrieb beim Öffnen, Verengen und Schließen der Ventilöffnung im Teiler sowie eine bessere Leistung, eine höhere Temperaturempfindlichkeit und einen größeren Steuerbereich erzielt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Fluidkupplung der o. g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.

Bei einer Fluidreibungskupplung der o. g. Art ist es erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Betätigungsstift bewegbar in Richtung parallel zur Oberfläche des Teilers angeordnet ist, und daß der Ventilhebel nahe eines Fußendes mit dem Betätigungsstift verbunden ist, wobei ein schwingendes Ende des Ventilhebels derart ausgebildet und angeordnet ist, daß dieses aufgrund seiner inhärenten Spannung in gleitender Verbindung mit der Oberfläche des die Ventilöffnung aufweisenden Teilers steht, wodurch sich der Betätigungsstift in Abhängigkeit von einer Deformation des temperatursensitiven Elementes aufgrund einer Änderung der Umgebungstemperatur in eine Richtung parallel zur Oberfläche des Teilers bewegt, so daß sich das schwingende Ende des Ventilhebels parallel zur Oberfläche des Teilers bewegt und dabei in Kontakt mit der Oberfläche bleibt, so daß sich der offene Bereich der Ventilöffnung ändert, was einen Fluidstrom von der Reservoirkammer zu der Drehmomentübertragungskammer steuert.

Aufgrund dieser Konstruktion wird der schwingende Ventilhebel nicht in axialer Richtung bzgl. der Kupplung bewegt, sondern gleitet zum Öffnen und Schließen der Ventilöffnung entlang der Umfangsrichtung der Kupplung und ist dabei in Kontakt mit der Oberfläche des Teilers. Dies hat den Vorteil, daß ein präziser Betrieb beim Öffnen, Verengen und Schließen der Ventilöffnung im Teiler erzielt wird. Die Fluidkupplung erzielt eine bessere Leistung und eine höhere Temperaturempfindlichkeit sowie einen größeren Steuerbereich.

Da der Ventilhebel um einen Schwenkpunkt nahe des feststehenden Endes schwenkt, wird es möglich, den Hebel bzw. die Hebelwirkung eines Verbindungsmechanismus zwischen dem temperatursensitiven Element und dem Ventilhebel zu vergrößern, so daß eine bzgl. der Temperatur noch empfindlichere Steuerung realisiert werden kann.

Im Falle eines temperatursensitiven Elementes in Form einer rechtwinklig ausgebildeten Bimetallplatte kam es bei im Stand der Technik bekannten Anordnungen dazu, daß die Bimetallplatte durch eine Wärmeabstrahlung des Deckel erwärmt wurde, da die Bimetallplatte parallel zur Oberfläche des Deckels angeordnet ist. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt nun darin, daß die Bimetallplatte rechtwinklig zum Deckel angeordnet ist, so daß diese nicht in ihrer vollen Breite der Wärmeabstrahlung des Deckels ausgesetzt ist, was ihre Temperaturempfindlichkeit verbessert.

Der temperatursensitive Steuermechanismus der vorliegenden Erfindung kann auf verschiedene Weise modifiziert werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:
Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fluidkupplung in vertikaler Schnittansicht;
Fig. 2a, 2b, 2c einen Steuerverbindungsmechanismus zwischen einem temperatursensitiven Element und einem Ventilhebel in Schnittansichten;
Fig. 3 die erfindungsgemäße Fluidkupplung in Aufsicht;
Fig. 4 eine alternative bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fluidkupplung in Aufsicht;
Fig. 5a, 5b eine alternative bevorzugte Ausführungsform eines Verbindungsmechanismus in Aufsichten;
Fig. 6a, 6b, 6c, 6d eine weitere alternative bevorzugte Ausführungsform eines Verbindungsmechanismus in Schnittansichten;
Fig. 7 eine weitere alternative bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fluidkupplung in Aufsicht;
Fig. 8a, 8b eine weitere alternative bevorzugte Ausführungsform eines Verbindungsmechanismus in Schnittansichten;
Fig. 9a, 9b eine weitere alternative bevorzugte Ausführungsform eines Verbindungsmechanismus in Schnittansichten;
Fig. 10 eine weitere alternative bevorzugte Ausführungsform eines Verbindungsmechanismus in vertikaler Schnittansicht;
Fig. 11 eine weitere alternative bevorzugte Ausführungsform eines Verbindungsmechanismus in Schnittansichten.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine erste bevorzugte Ausführungsform einer temperaturgesteuerten Fluidkupplung 10. Fig. 1 zeigt einen entkuppelten bzw. ausgekuppelten Zustand (AUS), Figur. 2a bis 2c zeigen eine Funktion des Temperatursteuermechansimus und Fig. 3 zeigt in Aufsicht einen Aufbau der Fluidkupplung.
Die Kupplung 10 umfaßt eine Antriebseingangswelle 1 mit einem Scheibenrotor 2 und einem abgedichteten Gehäuse 6, welches mittels eines Lagers 3 drehbar an der Antriebseingangswelle 1 angeordnet ist. Das Gehäuse 6 umfaßt einen Körper 5 und einen Deckel 4, die dichtend miteinander verbunden sind.
Die Kupplung 10 umfaßt ferner einen Teiler 7 zum Unterteilen eines Innenraumes des Gehäuses 6 in eine Drehmomentübertragungskammer 9 und eine Reservoirkammer 8, einen schwingenden Ventilhebel 13 zum Öffnen und Schließen einer Ventilöffnung 12, die in dem Teiler 7 ausgebildet ist, ein plattenförmiges, temperatursensitives Element (Bimetall) 20, welches außerhalb des Deckels 4 angeordnet ist, und einen Betätigungsstift 11, welcher sich durch ein Führungsloch 16 in dem Deckel 4 erstreckt.
Ein Ende des Betätigungsstiftes 11 ist mit dem temperatursensitiven Element 20 und das andere Ende des Betätigungsstiftes 11 ist mit dem Ventilhebel 13 verbunden.
Nahe dem Mittelabschnitt des Teilers 7 ist ein Fluidkanal 15 zum Herstellen einer Verbindung zwischen der Drehmomentübertragungskammer 9 und der Reservoirkammer 8 ausgebildet. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind an beiden Seiten des Gehäuses 6 mehrere Kühlrippen 18 angeordnet. Außerhalb des Gehäuses 6 ist ein Kühlgebläse 19 (Fig. 1) für einen nicht dargestellten Kühler mit dem Gehäuse 6 verbunden.
Wie aus Fig. 2a und 2b ersichtlich, erstreckt sich der Betätigungsstift 11 durch das Führungsloch 16, welches in dem Deckel 4 ausgebildet ist, und ist in Richtung parallel zur Oberfläche des Teilers 7 bewegbar ausgebildet. An einem Verbindungspunkt 24 ist ein Fußende des Ventilhebels 13 bewegbar mit dem Betätigungsstift 11 mittels eines eingeschobenen Verbindungsstiftes verbunden und das schwingende Ende des Ventilhebels 13 ist gleitend bewegbar ausgebildet und bleibt durch dessen inhärente Spannung in Kontakt mit der Oberfläche des Teilers 7 im Bereich der Ventilöffnung 12. Ferner ist ein Zwischenabschnitt des Ventilhebels von einer Erhebung 14 gestützt, die auf dem Teiler 7 ausgebildet ist. Die Erhebung 14 stellt einen Schwenkpunkt (Nietenkopf) 26 zur Verfügung und mittels des Schwenkpunktes 26 kann sich das schwingende Ende des Ventilhebels 13 parallel zur Oberfläche des Teiles 7 bewegen und dabei mit der Oberfläche in Kontakt bleiben.
In Abhängigkeit von einer Deformation des temperatursensitiven Elementes 20 aufgrund einer Änderung der Lufttemperatur bewegt sich der Betätigungsstift 11 in eine Richtung parallel zur Oberfläche des Teilers 7, so daß sich das schwingende Ende des Ventilhebels 13 parallel zur Oberfläche des Teilers 7 bewegt und dabei in Kontakt mit der Oberfläche des Teilers 7 bleibt, und ändert dadurch einen Öffnungsbereich der Ventilöffnung 12. Dies ergibt eine stabile und präzise Steuerung des Fluidstromes von der Reservoirkammer 8 zur Drehmomentübertragungskammer 9, wobei dieser Strom von einer Zentrifugalkraft des Fluids erzwungen wird.
Schließlich strömt hochviskoses Fluid in Scherspalte und überträgt Drehmoment von dem Scheibenrotor 2 zu dem Gehäuse 6, was eine Drehung des mit der Außenseite der Kupplung verbundenen Gebläses 19 bewirkt.
Fig. 2a bis 2c veranschaulichen eine Ventilbetätigung durch den Verbindungsmechanismus zwischen dem Bimetallelement 20 und dem Ventilhebel 13. Fig. 2a zeigt einen AUS-Zustand, bei dem der Ventilhebel 13 die Ventilöffnung 12 schließt, Fig. 2b zeigt einen AN-Zustand, bei dem der Ventilhebel 13 die Ventilöffnung 12 öffnet, und Fig. 2c zeigt eine Seitenansicht von Fig. 2a.
In diesen Figuren ist jedes Ende des Bimetalls 20 beweglich innerhalb einer Klammer 17 gestützt, die von dem Deckel 4 getragen ist. Der Betätigungsstift 11 ist mittels einer Niete mit dem Mittelabschnitt des Bimetalls 20 verbunden und der Stift 11 erstreckt sich durch das Führungsloch 16 des Deckels 4 in die Kupplung 10 hinein. Das innere Erde des Stiftes 11 ist innerhalb des Verbindungsabschnittes 24 angeordnet.
Die von dem Bimetall 20 gemessene Temperatur, beispielsweise einer von einem Gebläse kommenden Luft, liegt in Fig. 2a beispielsweise unterhalb von 60 Grad Celsius und das Bimetall 20 bleibt in einem flachen Zustand, so daß der Ventilhebel 13 die Ventilöffnung 12 verschließt, so daß sich die Kupplung um AUS-Zustand befindet.
In Fig. 2b steigt die Temperatur über 60 Grad Celsius und das Bimetall 20 biegt sich in einen gekrümmten Zustand, so daß sich der Ventilhebel 13 im Uhrzeigersinn in Umfangsrichtung R um den Schwenkpunkt 26 bewegt, wodurch die Ventilöffnung 12 geöffnet wird, so daß sich die Kupplung nun in einen AN-Zustand befindet.
Fig. 3 ist eine linksseitige Aufsicht der Fluidkupplung 10 von Fig. 1. Zur besseren Illustration sind einige Abschnitte weggebrochen. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind mehrere Kühlrippen 18 radial an der Außenseite des Deckels 4 angeordnet. Der Stift 11 ist nach links und rechts bewegbar entlang des Mittelabschnittes des Deckels 4 dargestellt.
Fig. 4 zeigt eine Aufsicht einer alternativen bevorzugten Ausführungsform einer Fluidkupplung 30. Einige Teile sind weggebrochen. In dieser Ausführungsform ist der Mittelabschnitt des Ventilhebels 33 verlängert, so daß der Verbindungsabschnitt 24 zwischen Stift 11 und Ventilhebel 33 um einen Versatz S von der Mitte des Deckels 4 an einen anderen Ort versetzt ist. Hierdurch ist ein Hebel zum Schwenken des Ventilhebels 33 in Umfangsrichtung R zum Öffnen und Schließen der Ventilöffnung 12 vergrößert, da der Abstand vom schwingenden Ende des Ventilhebels 33 zum Schwenkpunkt 26 größer ist als in Fig. 3.
Dadurch ist die Empfindlichkeit der Fluidkupplung erheblich verbessert. Da die Hebellänge des Ventilhebels 33 vergrößert ist, ist auch eine Relativgeschwindigkeit zwischen Bimetall 20 und Luft erhöht, so daß eine schnellere Ansprechgeschwindigkeit erzielt wird.
Fig. 5a und 5b veranschaulichen eine weitere bevorzugte Ausführungsform mit einem Bimetall 40 das einseitig eingespannt ist. In dieser Ausführungsform ist das Bimetall 40 in einer einzigen Klammer 42 gehaltert und an dem Deckel 4 einseitig eingespannt fixiert.
In Fig. 5a behält das Bimetall 40 seinen flachen Zustand und der Ventilhebel 13 schließt eine raketenförmige Ventilöffnung 46, was die Kupplung in den AUS-Zustand bringt.
In Fig. 5b ist die Temperatur gestiegen und des Bimetall 40 biegt sich in einen gekrümmten Zustand, so daß das Bimetall 40 den Betätigungsstift 41 in axialer Richtung bewegt. Dann bewegt sich das schwingende Ende des Ventilhebels 13 im Uhrzeigersinn in Umfangsrichtung R um den Schwenkpunkt 26, wodurch dieser die Ventilöffnung 46 verläßt bzw. freigibt und die Kupplung in den AN-Zustand bringt.
Fig. 6a bis 6d veranschaulichen einen Verbindungsmechanismus mit Stützfeder gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform. Fig. 6a ist eine geschnittene Aufsicht, Fig. 6b ist eine vertikale Schnittansicht entlang Linie B-B von Fig. 6a, Fig. 6c ist eine vertikale Schnittansicht entlang Linie C-C von Fig. 6a und Fig. 6d ist eine teilweise Schnittansicht entlang der Linie D-D von Fig. 6c.
In dieser Ausführungsform ist ein Schwingarm 54 mit dem Fußende eines blattfederartigen Ventilhebels 53 verbunden und eine Stützfeder 55 ist zwischen dem Schwingarm 54 und dem Deckel 4 zum Stützen des von dem Betätigungsstift 11 bewegten Schwingarmes 54 eingesetzt. Der Ventilhebel 53 ist auf einer Erhebung 58 getragen, die auf dem Deckel 4 derart ausgebildet ist, daß sich das schwingende Ende des Ventilhebels 53 parallel zur Oberfläche des Teilers 7 bewegen und mit der Oberfläche in Kontakt bleiben kann.
Im Stand der Technik ist diese Art der Stützfeder nicht vorgesehen, was zu einer hüpfenden Bewegung oder Vibration des Ventilhebels führt. Diese Vibration führt zu unerwünschtem "Jagen" während Öffnungs- und Schließoperationen der Ventilöffnung 56. Bei dieser Ausführungsform hält die Stützfeder 55 den Ventilhebel 53 in seiner korrekten Position, so daß ein derartiges "Jagen" eliminiert ist.
Fig. 7 zeigt eine Fluidreihungskupplung 60, welche mit einem thermopelletartigen (Thermowachs) temperatursensitiven Element 62 ausgestattet ist, gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform. Einige Teile sind weggebrochen. In dieser Ausführungsform, ähnlich zu Fig. 4, ist der Ventilhebel 33 verlängert ausgebildet, so daß der Verbindungsabschnitt 24 zwischen dem Stift 11 und dem Ventilhebel 33 um einen Versatz S vom Zentrum des Deckels 4 verschoben ist. Die Hebelwirkung zum Schwenken des Ventilhebels 33 im Uhrzeigersinn in Umfangsrichtung R ist verbessert. Daher ist die Empfindlichkeit der Fluidkupplung verbessert.
Die Verwendung des thermopelletartigen (Thermowachs) temperatursensitiven Elementes 62 bei dieser Ausführungsform erlaubt die Anordnung des Elementes in einem kleinen Bereich, um einen großen Ausschlag zu erzielen. Dies verbessert die Empfindlichkeit der Fluidkupplung.
Fig. 8a und 8b veranschaulichen einen Verbindungsmechanismus für die Temperatursteuerung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform. Fig. 8a zeigt den AUS-Zustand, bei dem der blattfederartige Ventilhebel 73 die Ventilöffnung 12 schließt, und Fig. 8b zeigt den AN-Zustand, bei dem der Ventilhebel 73 die Ventilöffnung 12 öffnet.
In diesen Figuren ist jedes Ende des Bimetalls 20 beweglich von einer Klammer 17 gehalten und bzgl. des Deckels 4 fixiert. Ein Ende des Betätigungsstiftes 11 stößt gegen den Mittelabschnitt des Bimetalls 20 und das andere Ende des Stiftes 11 erstreckt sich durch das Führungsloch 16 in dem Deckel 4 in die Kupplung 10 hinein, wo es gegen eine Vertikalplatte 70 stößt, die nahe dem Fußende des Ventilhebels 73 befestigt ist. Dadurch ist ein Anschlagabschnitt 74 zwischen dem Stift 11 und dem Ventilhebel 73 ausgebildet.
Der AUS-Zustand gemäß Fig. 8a wird durch Zusammenwirken einer Rückholfeder 72, die mit dem Ventilhebel 73 verbunden ist, und einer Stopplatte (Stopper) 71 hergestellt. Der Ventilhebel 73 stößt gegen den Stift 11 mittels der Vertikalplatte 70 nahe dem Fußende des Ventilhebels 73, der von der Feder 72 vorgespannt ist. Das schwingende Ende des Ventilhebels 73 wird durch deren inhärente Spannung in Kontakt mit der Oberfläche der Ventilöffnung 12 gehalten. Das Fußende des Ventilhebels 73 ist von dem Schwenkpunkt 26 der auf dem Teiler 7 angeordneten Erhebung 14 derart getragen, daß der Ventilhebel 73 parallel zur Oberfläche des Teilers 7 bewegbar ist.
Wenn die Temperatur cler von dem Gebläse kommenden Luft über 60 Grad Celsius steigt, dann biegt sich das Bimetall 20, wie in Fig. 8b gezeigt, und der Stift 11wird nach links gedrückt, woraufhin der Ventilhebel 73 im Uhrzeigersinn in Umfangsrichtung R verschwenkt, wodurch das schwingende Ende des Ventilhebels 73 die Ventilöffnung 12 verläßt bzw. freigibt und die Kupplung in den AN-Zustand bringt.
Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß ein für das Bimetall 20 und den Ventilhebel 73 erforderlicher Bauraum relativ klein wird, so daß ein kompakter Aufbau des Verbindungsmechanismus erzielt wird. Zusätzlich wird die Hebelwirkung zum Verschwenken des Ventilhebels 73 groß, wenn der Abstand P zwischen dem Schwenkpunkt 26 und der Achse des Stiftes 11 relativ klein wird, so daß die Empfindlichkeit der Kupplung verbessert ist.
Fig. 9a und 9b veranschaulichen einen Verbindungsmechanismus für die Temperatursteuerung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform. Fig. 9a zeigt den AUS-Zustand, bei dem der blattfederartige Ventilhebel 73 die Ventilöffnung 12 schließt, und Fig. 8b zeigt den AN-Zustand, bei dem der Ventilhebel 73 die Ventilöffnung 12 öffnet.
Im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß Fig. 8, bei der das Bimetall 20 und der Ventilhebel 73 sich vertikal kreuzen, sind bei der Ausführungsform gemäß Fig. 9 das Bimetall 20 und der Ventilhebel 73 parallel zueinander angeordnet. Die jeweilige Funktion der Vertikalplatte 70, des Anschlagabschnittes 74, der Rückholfeder 72 und der Stopplatte 71 entsprechen derjenigen gemäß Fig. 8. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 9 ist der für das Bimetall 20 und den Ventilhebel 73 erforderliche Bauraum weiter verringert.
Fig. 10 veranschaulicht eine weitere alternative bevorzugte Ausführungsform einer temperaturgesteuerten Fluidreibungskupplung 80 im AUS-Zustand. Fig. 11 veranschaulicht einen Verbindungsmechanismus für die Temperatursteuerung. Der grundsätzliche Aufbau dieser Fluidkupplung 80 ist derselbe wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1, wobei lediglich der Verbindungsmechanismus für die Temperatursteuerung unterschiedlich ist.
Auch in dieser Ausführungsform, die auf der Deformation des Bimetalls 20 beruht, bewegt sich der Betätigungsstift 11 in Richtung parallel zur Oberfläche des Teilers 7, wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1.
Das Charakteristische dieser Ausführungsform liegt darin, daß der Ventilhebel 83 in Form einer länglichen, rechtwinkligen Platte ausgebildet ist, die in ihrem Mittelabschnitt um 90 Grad verdreht bzw. verdrillt ist. Das Fußende des Ventilhebels 83 ist an einem Ankerblock 84 befestigt, der an dem Teiler 7 fixiert ist. Nahe dem Fußende des Ventilhebels 83 stößt in einem Abstand P vom Ankerblock 84 der Stift 11 gegen den Ventilhebel 83. Das schwingende Ende des Ventilhebels 83 bewegt sich in Umfangsrichtung bzgl. der Kupplung 80 und bleibt dabei in Kontakt bzw. Berührung mit der Oberfläche des Teilers 7, der die Ventilöffnung 12 aufweist.
Fig. 11a und 11b veranschaulichen den Verbindungsmechanismus für die Steuerung gemäß Fig. 10. Fig. 11a zeigt den AUS-Zustand, bei dem der verdrehte Ventilhebel 83 die Ventilöffnung 12 verschließt, und Fig. 11b zeigt den AN-Zustand, bei dem der Ventilhebel 83 die Ventilöffnung 12 öffnet.
In diesen Figuren ist jedes Ende des Bimetalls 20 bewegbar von einer am Deckel 4 befestigten Klammer 17 getragen. Ein Ende des Betätigungsstiftes 11 stößt gegen den Mittelabschnitt des Bimetalls 20 und das andere Ende des Stiftes 11 erstreckt sich durch das Führungsloch 16 in dem Deckel 4 in die Kupplung 80 hinein und stößt dort gegen den Ventilhebel 83.
Wenn die Temperatur von der vom dem Gebläse kommenden Luft 60 Grad Celsius übersteigt, dann biegt sich das Bimetall 20, wie in Fig. 11b dargestellt, und der Stift 11 wird nach oben gezogen, woraufhin der Ventilhebel 83 entgegen dem Uhrzeigersinn in Umfangsrichtung L aufgrund seiner inhärenten Spannung verschwenkt, wodurch das schwingende Ende des Ventilhebels 83 die Ventilöffnung 12 freigibt und die Kupplung in den AN-Zustand bringt.
Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß der Stift 11 direkt mit dem Hauptkörper des Ventilhebels 83 verbunden ist, so daß der Verbindungsmechanismus relativ einfach ist, wobei ein kompakter Aufbau des Verbindungsmechanismus erzielt wird. Zusätzlich wird die Hebelwirkung zum Verschwenken des Ventilhebels 83 vergrößert, wenn der Abstand P zwischen der Kante des Ankerblockes 84 und der Achse des Stiftes 11 relativ klein wird, so daß die Empfindlichkeit der Kupplung verbessert ist.
Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung eine temperaturgesteuerte Fluidreibungskupplung 10, die von einem Strom von hochviskosem Fluid in Scherspalte der Fluidreibungskupplung 10 hinein oder aus diesen heraus betätigt wird. Erfindungsgemäß ist ein Betätigungsstift 11 in Richtung parallel zu einer Oberfläche eines Teilers 7 bewegbar angeordnet. Ein schwingender Ventilhebel 13 steht in Wirkverbindung mit dem Betätigungsstift 11 nahe einem Fußende des Ventilhebels 13 und das schwingende Ende des Ventilhebels 13 ist derart gleitend angeordnet, daß es in Kontakt mit der Oberfläche des Teilers ist, der eine Ventilöffnung 12 aufweist. In Abhängigkeit von einer Deformation eines temperatursensitiven Elementes 20 aufgrund einer Änderung einer Lufttemperatur, bewegt sich der Betätigungsstift 11 in Richtung parallel zur Oberfläche des Teilers 7, woraufhin sich das schwingende Eide des Ventilhebels 13 bewegt und die Ventilöffnung 12 öffnet oder schließt. Dies steuert einen Fluidstrom von einer Reservoirkammer 8 zu einer Drehmomentübertragungskammer 9.

Claims

1. Temperaturgesteuerte Fluidreibungskupplung zum diskontinuierlichen Antreiben eines Kühlgebläses, insbesondere einer Innenbrennkraftmaschine, folgendes umfassend,
eine Antriebseingangswelle (1) mit einem darauf angeordneten Scheibenrotor (2),
ein Gehäuse (6), welches drehbar an der Antriebseingangswelle (1) angeordnet ist und ein Kühlgebläse (19) trägt, wobei das Gehäuse (6) einen Körper (5) und einen Deckel (4) aufweist,
einen Teiler (7) zum Unterteilen eines Innenraumes des Gehäuses (6) in eine Drehmomentübertragungskammer (9) und eine Reservoirkammer (8), einen Ventilhebel (13) zum Öffnen und Schließen einer in dem Teiler (7) angeordneten Ventilöffnung (12),
ein temperatursensitives Element (20), welches außerhalb des Deckels (4) angeordnet ist, uni
einen Betätigungsstift (11), welcher sich durch ein in dem Deckel (4) ausgebildetes Führungsloch (16) erstreckt,
wobei der Betätigungsstift (11) mit einem Ende mit dem temperatursensitiven Element (20) und mit einem gegenüberliegenden Ende mit dem Ventilhebel (13) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Betätigungsstift (11) bewegbar in Richtung parallel zur Oberfläche des Teilers (7) angeordnet ist, und
daß der Ventilhebel (13) nahe eines Fußendes mit dem Betätigungsstift (11) verbunden ist, wobei ein schwingendes Ende des Ventilhebels (13) derart ausgebildet und angeordnet ist, daß dieses aufgrund seiner inhärenten Spannung in gleitender Verbindung mit der Oberfläche des die Ventilöffnung (12) aufweisenden Teilers (7) steht, wodurch sich der Betätigungsstift (11) in Abhängigkeit von einer Deformation des temperatursensitiven Elementes aufgrund einer Änderung der Umgebungstemperatur in eine Richtung parallel zur Oberfläche des Teilers (7) bewegt, so daß sich das schwingende Ende des Ventilhebels (13) parallel zur Oberfläche des Teilers (7) bewegt und dabei in Kontakt mit der Oberfläche bleibt, so daß sich der offenen Bereich der Ventilöffnung ändert, was einen Fluidstrom von der Reservoirkammer (8) zu der Drehmomentübertragungskammer (9) steuert.

2. Fluidkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das temperatursensitive Element (20) eine bimetallische Platte ist, die rechtwinklig zum Deckel (4) angeordnet ist.

3. Fluidkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fußende des Ventilhebels (13, 33) mit dem Betätigungsstift (11) beweglich verbunden ist und daß sich ein Mittelabschnitt des Ventilhebels (13, 33) auf einer auf dem Teiler ausgebildeten Erhebung (14) abstützt.

4. Fluidkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein hinteres Ende nahe dem Fußende des Ventilhebels (53, 73) unter dem Einfluß eines Federmittels (55, 72) den Betätigungsstift (11) kontaktiert und daß das Fußende des Ventilhebels (53, 73) von einer auf dem Teiler (7) oder dem Deckel (4) ausgebildeten Erhebung (14, 58) getragen ist.

5. Fluidkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilhebel (83) in Form einer rechtwinkligen Platte ausgebildet ist, die in ihrem Mittelabschnitt um 90 Grad verdreht ist, wobei ein hinteres Ende nahe dem Fußende des Ventilhebels (83) den Betätigungsstift (11) kontaktiert und das Fußende des Ventilhebels (83) von einem auf dem Teiler (7) ausgebildeten Ankerblock (84) getragen ist.