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Einrichtung zum Anpassen der Kühlluftlieferung an den jeweiligen Bedarf
einer Brennkraftmaschine, insbesondere bei Kraftfahrzeugen Die Erfindung betrifft
eine Einrichtung zum Anpassen der Kühlluftlieferung an den jeweiligen Bedarf einer
Brennkraftmaschine, insbesondere bei Kraftfahrzeugen, mit einer derart regelbaren
hydrodynamischen Kupplung zwischen Brennkraftmaschine und Lüfter, daß mit steigender
Antriebsdrehzahl der Schlupf der Kupplung selbsttätig wächst, wobei der Zufluß der
Kupplungsflüssigkeit durch ein von der Kühlmitteltemperatur abhängiges Einstellglied
verstellbar ist und für den Abfluß ein oder mehrere feststehende Schöpfrohre vorgesehen
sind, denen ein bestimmter Durchflußwiderstand im Abfluß zugeordnet ist, nach Patentanmeldung
D 23774 I a / 46 c 4.
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Mit der Hauptpatentanmeldung wurde bereits die oben angegebene Einrichtung
vorgeschlagen, bei der für den Lüfterantrieb eine durch -starre Schöpfrohre und
einen in den Abfluß der Kupplungsflüssigkeit eingeschalteten Durchflußwiderstand
selbsttätig regelnde hydrodynamische Kupplung verwendet wird. Diese Kupplung regelt
sich selbst bei steigender Antriebsdrehzahl auf einen wachsenden Schlupf ein, wobei
der Einsatzpunkt dieser selbsttätigen Regelung nach dem Vorschlag der Hauptpatentanmeldung
durch eine Regelung der Zulaufmenge zur Kupplung eingestellt wird.
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Die Erfindung hat eine Verbesserung der Anordnung nach .der Hauptpatentanmeldung
insbesondere hinsichtlich der Begrenzung der Lüfterhöchstdrehzahl zur Aufgabe. Diese
Aufgabe wird dadurch gelöst, daß für eine Begrenzung der Lüfterhöchstdrehzahl dem
Durchflußwiderstand im Abfluß ein überdruckventil parallel geschaltet ist.
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Es sind natürlich starre Schöpfrohre an sich bekannt. Ebenfalls bekannt
ist die Anordnung von Ventilen im Zu- und Abfluß der Kupplung, die durch einen Wärmefühler
gesteuert werden. Um ein Pendeln einer solchen Steuerung zu verhindern, müssen meist
zusätzliche und umständliche Maßnahmen getroffen werden. Außerdem bieten diese bekannten
Anordnungen keinen Schutz gegen überschreiten der zulässigen Lüfterhöchstdrehzahl,
da eine solche Steuerung durch einen Wärmefühler sehr träge arbeitet.
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Durch die Erfindung wird unterhalb des öffnungsdruckes des Überdruckventils
die vorteilhafte Regelung der Anordnung nach der Hauptpatentanmeldung voll beibehalten.
Bei einer bestimmten Antriebsdrehzahl öffnet sich aber das 'Überdruckventil. Dadurch
wird die Höchstdrehzahl des Lüfters auf einen bestimmten Wert begrenzt und vermieden,
daß infolge zu großer Leistungsaufnahme des Lüfters der für die Kupplung vorgesehene
Keilriemenantrieb überlastet wird. Zweckmäßig kann auch das überdruckventil selbst
zugleich den Durchflußwiderstand bilden, wobei der Ventilkörper bzw. der Ventilsitz
mit einer oder mehreren als Düse wirkenden öffnungen versehen ist.
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Eine andere Ausführung nach dem Vorschlag der Hauptpatentanmeldung
sah die Ausbildung der Schöpfrohre selbst als Durchflußwiderstand vor. In diesem
Fall wird in einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens mindestens ein Schöpfrohr
mit einem ungedrosselten, großen Querschnitt ausgeführt, an eine separate Abflußleitung
angeschlossen und in dieser separaten Abflußleitung das überdruckventil angeordnet.
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Wie die Erfindung im einzelnen ausgeführt werden kann, zeigt mit den
für sie wesentlichen Teilen das Ausführungsbeispiel der Zeichnung, und zwar F i
g. 1 die regelbare Kupplung und ihre Regelorgane im Schema und F i g. 2 ein Schaubild
des Drehlzahlverlaufes eines erfindungsgemäßen Lüfterantriebes.
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Nach F i g. 1 wird der Lüfter 10 über eine hydrodynamische Kupplung
11 und einen Keilriemenantrieb, z. B. von der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine,
angetrieben. Die hydrodynamische Kupplung 11 ist auf einem feststehenden Achsstumpf
13 montiert, der an einem Ende im Motorblock 14 oder einem anderen starren Gehäuseteil
festgelegt ist. Auf den Achsstumpf 13 ist die Primärschale 15 der Kupplung und die
Sekundärschale 16 vom freien Ende her aufgeschoben. An der Sekundärschale 16 ist
über eine Hohlwelle 17 der Lüfter 10 befestigt, während die Primärschale
15 selbst die Keilriemenscheibe
12 bildet. Die Kupplung
11 ist als Doppelkupplung ausgebildet, wobei die Primärschale 15 aus einem Gehäuseteil
und einem Deckel besteht, die je einen Schaufelkranz aufweisen und die spiegelbildlich
zueinander liegenden Schaufelkränze der Sekundärschale 16 umfassen.
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Auf dem Achsstumpf 13 ist ein ebenfalls feststehender Schöpfrohrträger
18 mit mehreren Schöpfrohren19 befestigt. Die Mündung20 der Schöpfrohre kann
in an sich bekannter Weise außerhalb des größten Schaufeldurchmessers der Kupplung
liegen. Die Schöpfrohre sind durch eine Bohrung 21 im Achsstumpf 13 mit einer Düse
22 verbunden, die einen konstanten Querschnitt aufweist und gegebenenfalls auswechselbar
in dem der Befestigung des Achsstumpfes dienenden Gehäuseteil angeordnet ist.
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Parallel zu dieser Düse 22 liegt ein Überdruckventil 23, welches an
sich in beliebiger Weise aufgebaut sein kann. Es besteht aus einem Ventilkörper,
z. B. einer Platte 24, welche durch eine Feder 25 auf den Ventilsitz
26 gedrückt wird. Die Spannung der Feder 25 ist durch eine Scheibe 27 einstellbar.
Letztere kann Öffnungen 28 zum Abfluß der Kupplungsflüssigkeit aufweisen.
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Der Zulauf der Flüssigkeit zur Kupplung erfolgt durch eine z. B. zentrale
Bohrung 29 im feststehenden Achsstumpf 13. Im Zulauf ist ein Regelventil
30
angeordnet, welches durch einen in der Kühlflüssigkeit angeordneten Thermostaten
31 gesteuert werden kann. Das Regelventil 30 hat einen konischen Regelkolben 32,
in dem eine Bohrung 33 zur Aufrechterhaltung eines Mindestdurchlaufes an Kupplungsflüssigkeit
vorhanden ist. Eine Pumpe 34 dient als Druckmittelquelle für den Kreislauf
der Kupplungsflüssigkeit. Sie kann gleichzeitig auch den Schmierkreislauf versorgen.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Im normalen Betrieb wird durch die
Schöpfrohre 19 bei steigender Antriebsdrehzahl in zunehmendem Maß Kupplungsflüssigkeit
gegen den Durchflußwiderstand der Düse 22 aus der Kupplung herausgeschöpft, so daß
nach Fi g. 2 von einem bestimmten Punkt 35 ab die Kupplung einen wachsenden Schlupf
aufweist und die Drehzahl des Lüfters gemäß der Kurve 36 gegenüber der Motordrehzahl
zurückbleibt. Diese Regelung erfolgt also vollkommen selbsttätig. Ihr Beginn, d.
h. der Punkt 35 wird durch das im Zulauf liegende Regelventil 30 eingestellt und
z. B. bei steigender Kühlmitteltemperatur nach oben bis beispielsweise zum Punkt
35' bzw. 35" verschoben. Für jede Zulaufmenge gibt es entsprechend dem konstanten
Durchflußwiderstand 22 im Ablauf einen neuen Gleichgewichtszustand, so daß auch
die Charakteristik 36 der Lüfterdrehzahl erhalten bleibt und sich nur entsprechend
den Einsatzpunkten 35' bzw. 35" nach oben in die Kurven 36' und 36" verschiebt.
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Das Überdruckventil 23 ist auf einen bestimmten Höchstwert eingestellt.
Bei einer bestimmten Antriebsdrehzahl steigt der Druck in der Kupplung bis über
diesen Wert an. Das bedeutet, daß von dieser bestimmten Motordrehzahl ab, z. B.
am Punkt 37, die beschriebene Selbstregelung .der Kupplung ausgeschaltet wird, weil
die Düse 22 überbrückt wird und die Kupplungsflüssigkeit durch das überdruckventil
abströmt. Die Drehzahl des Lüfters wird also vom Punkt 37 ab entsprechend der Linie
38 auf einen dem Abblasdruck des Überdruckventils entsprechenden konstanten Wert
gehalten, bis sie am Ende wieder in die der jeweiligen Regelung entsprechende Kurve,
z. B. 36", übergeht.
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Die Höchstdrehzahl kann durch eine Einstellung der Feder 25 des Überdruckventils
geändert werden. Es kann beispielsweise vorteilhaft sein, das überdruckventil auf
einen Abblasdruck von 1,5 atü einzustellen. Es wird dadurch die Lüfterdrehzahl derart
begrenzt, daß die Leistungsaufnahme einen bestimmten Wert nicht überschreiten kann
und der Keilriemen- oder sonstige Antrieb geschont wird.