DE1222326B

DE1222326B - Hydrodynamische Kupplung, insbesondere zum Ankuppeln eines Luefters an seinen Antrieb bei einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE1222326B
Application number: DED28370A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Manfred Burckhardt
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1958-06-24
Filing date: 1958-06-24
Publication date: 1966-08-04

Description

Hydrodynamische Kupplung, insbesondere zum Ankuppeln eines Lüfters an seinen Antrieb bei einer Brennkraftmaschine Die Erfindung betrifft eine hydrodynamische Kupplung, insbesondere zum Ankuppeln eines Lüfters an seinen Antrieb bei einer Brennkraftmaschine, deren Arbeitsraum ständig von der Kupplungsflüssigkeit durchströmt wird und bei der für den Abfluß aus der Kupplung mindestens ein feststehendes Schöpfrohr vorgesehen ist.
Es ist bereits bekannt, die Füllung derartiger hydrodynamischer Kupplungen durch besondere Ventile im Kreislauf oder aber durch eine besondere Pumpe, die in einen Vorratsraum Flüssigkeit hinein-oder herauspumpt, zu regeln. Es ist auch bekannt, bei hydrodynamischen Kupplungen die Füllung selbsttätig durch im Zulauf angeordnete Kreiselpumpen- oder Schöpfrohranordnungen, durch die ein Gegendruck zum Fülldruck erzeugt wird, in Abhängigkeit von der Drehzahl der Kupplungsräder zu steuern. Abgesehen von dem großen baulichen Aufwand, ergibt sich hierdurch aber eine quadratische Steuerungscharakteristik, die bei Verwendung der Kupplung zum Ankuppeln des Lüfters an seinen Antrieb bei einer Brennkraftmaschine ungünstig ist, da die Steigerung der Motordrehzahl in diesem Fall eine zu starke Verminderung der Füllung der Kupplung und damit von einem bestimmten Punkt ab ein starkes Absinken der Lüfterdrehzahl zur Folge hat.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydrodynamische Kupplung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine selbsttätige Begrenzung und angenäherte Konstanthaltung der Antriebsdrehzahl bei steigender Motordrehzahl auf einen bestimmten Höchstwert mit baulich einfachen Mitteln erzielt wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß für eine selbsttätige Begrenzung der Drehzahl des mit dem Turbinenrad verbundenen Lüfters die zulaufende Kupplungsflüssigkeit durch eine an der treibenden Welle vorgesehene Rückförder-Schneckenpumpe geleitet wird, durch welche ein mit steigender Drehzahl des Pumpenrades selbsttätig etwa linear wachsender Durchfiußwiderstand bewirkt wird, und in der Ablaufleitung außer dem Leitungswiderstand ein weiterer konstanter Durchfiußwiderstand angeordnet ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, daß die Lüfterdrehzahl auch dann nicht über einen bestimmten Wert wächst, wenn die Motordrehzahl weiter steigt, was z. B. in den unteren Gängen sehr häufig der Fall ist. Der Lüfterantrieb kann daher nicht überlastet werden. Dies wird durch eine sehr einfache Ausbildung des Antriebes der Kupplung ohne besonderen Aufwand erreicht. Der Durchfiußwiderstand in der Ablaufleitung kann aus einer auswechselbaren Düse bestehen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, daß dieser Durchflußwiderstand durch das oder die Schöpfrohre selbst gebildet wird.
Die Schnecke wird gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform durch ein in die mit dem Pumpenrad umlaufende Welle eingeschnittenes Außengewinde gebildet und wird von einem zur Befestigung der Kupplung dienenden feststehenden Hohlzapfen umgeben. Gemäß einer anderen Ausführung ist vorgesehen, daß die Schnecke durch ein in einen zur Befestigung der Kupplung dienenden feststehenden Hohlzapfen eingeschnittenes Innengewinde gebildet wird.
Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispieles einer hydrodynamischen Kupplung für einen Lüfterantrieb näher erläutert.
Nach der Zeichnung ist die Kupplung 10 auf einem feststehenden Hohlzapfen 11 drehbar gelagert, der am Motorblock oder einem anderen festen Gehäuseteil befestigt ist. Die Kupplung 10 ist als Doppelkupplung ausgebildet und demnach etwa spiegelbildlich aufgebaut. Sie besteht aus einem ersten Gehäuseteil 12 mit einer Pumpenradschale 13, einem zweiten Gehäuseteil 14 mit einer Pumpenradschale 15 und einem Deckel 16. Der Deckel 16 bildet gleichzeitig die Keilriemenscheibe 17 für den Antrieb der Kupplung.
Die drei Teile 13, 15 und 16 sind durch Schrauben 18 gegeneinander festgelegt und bilden das Antriebsgehäuse für die Kupplung. Durch einen, z. B. den zweiten Gehäuseteil 14, ist dieses Antriebsgehäuse an einem Flansch 19 einer zentralen Welle 20 befestigt und mit dieser Welle innerhalb des Hohlzapfens 11 gelagert. Zwischen den beiden Pumpenradschalen 13 und 15 ist die spiegelbildlich ausgebildete Turbinenradschale 21 angeordnet und mit einem Nabenteil 22 auf der Welle 20 gelagert. Am Nabenteil 22 ist der Lüfter 23 befestigt, z. B. verschraubt. Für den Zulauf der Kupplungsflüssigkeit ist in die Welle 20 eine Schnecke 24 nach Art eines Außengewindes eingeschnitten. Diese Schnecke 24 läuft mit der Welle um, und sie bildet den mit der Drehzahl wachsenden Durchflußwiderstand im Zulauf. Die Schneckengänge müssen gegeneinander abgedichtet sein, und daher ist die Schnecke gut in die Bohrung des Hohlzapfens 11 cingepaßt. An einem Ende dieser Schnecke mündet eine Bohrung 25 im Hohlzapfen 11. Durch diese Bohrung 25 tritt die Kupplungsflüssigkeit in die Schnecke 24 ein.
Am anderen Ende der Schnecke 24 sind in der Welle 20 Querbohrungen 26 angeordnet, die in eine zentrale Längsbohrung 27 münden. Durch diese Bohrungen gelangt die Kupplungsflüssigkeit auf die Stirnseite der Welle 20 und von dort über den Ringraum 28 und die Bohrung 29 in die Arbeitsräume zwischen den Kupplungsschalen.
Die Steigung der Schnecke 24 ist so gewählt, daß bei Drehung. der Welle 20 in Betriebsrichtung auf die Kupplungsflüssigkeit eine entgegen der Zuströmrichtung wirkende Kraft ausgeübt wird, die natürlich bei steigender Drehzahl wächst. Die Kupplungsflüssigkeit durchströmt die Schnecke 24 von rechts nach links. Durch die Rotation der Schnecke versucht die Schnecke aber die Kupplungsflüssigkeit entgegengesetzt, d. h. also von links nach rechts, zu bewegen, wodurch die normale Strömung erschwert wird. Dieser Widerstand der Schnecke gegen das Zuströmen der Kupplungsflüssigkeit wächst etwa linear mit der Antriebsdrehzahl, und entsprechend verringert sich die in die Kupplung eintretende Flüssigkeitsmenge.
Der Deckel 16 bildet gleichzeitig einen Raum 30, in dem mehrere feste Schöpfrohre 31 für das Ausschöpfen der Kupplung angeordnet sind. Der Arbeitsraum der Kupplung steht durch Bohrungen 32 mit diesem Raum 30 in Verbindung. Im Ablauf von den Schöpfrohren, der über die Bohrungen 33, 34 erfolgt, ist ein konstanter Durchflußwiderstand, z. B. eine gegebenenfalls auswechselbare Düse, eingeschaltet. Dieser Durchflußwiderstand kann auch durch die Schöpfrohre selbst gebildet werden. Die aus der Kupplung ausgeschöpfte Menge wächst etwa mit dem Quadrat der Antriebsdrehzahl. Bei einer bestimmten Antriebsdrehzahl wird sich also ein Gleichgewicht zwischen Abflußmenge und Zuflußmenge einstellen.
Diese Drehzahl ist nun die obere Grenzdrehzahl für den getriebenen Teil der Kupplung, d. h. also für den Lüfter. Wächst die Antriebsdrehzahl weiter, dann verringert sich die Zuflußmenge, während die Abflußmenge wächst. Dadurch wird die Kupplung entleert, d. h., sie regelt sich selbsttätig auf wachsenden Schlupf ein. Sie kann daher eine bestimmte Höchstdrehzahl und Höchstleistung niemals überschreiten, so daß der Keilriemen nicht überlastet werden kann. Durch Auswechseln der Düse im Ablauf gegen eine solche mit anderem Querschnitt kann eine andere Höchstdrehzahl gewählt werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Hydrodynamische Kupplung, insbesondere zum Ankuppeln eines Lüfters an seinen Antrieb bei einer Brennkraftmaschine, deren Arbeitsraum ständig von der Kupplungsflüssigkeit durchströmt wird und bei der für den Abfluß aus der Kupplung mindestens ein feststehendes Schöpfrohr vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß für eine selbsttätige Begrenzung der Drehzahl des mit dem Turbinenrad (21) verbundenen Lüfters (23) die zulaufende Kupplungsflüssigkeit durch eine an der treibenden Welle (20) vorgesehene Rückförder-Schneckenpumpe (11, 20, 24) geleitet wird, durch welche ein mit steigender Drehzahl des Pumpenrades (13, 15) selbsttätig etwa linear wachsender Durchflußwiderstand bewirkt wird, und in der Ablaufleitung (31, 33, 34) außer dem Leitungswiderstand ein weiterer konstanter Durchflußwiderstand angeordnet ist.
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußwiderstand in der Ablaufleitung aus einer auswechselbaren Düse besteht.
3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußwiderstand in der Ablaufleitung durch das oder die Schöpfrohre (31) gebildet ist.
4. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (24) durch ein in die mit dem Pumpenrad umlaufende Welle (20) eingeschnittenes Außengewinde gebildet ist und von einem zur Befestigung der Kupplung dienenden feststehenden Hohlzapfen (11) umgeben ist.
5. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke durch ein in einen der Befestigung der Kupplung dienenden feststehenden Hohlzapfen (11) eingeschnittenes Innengewinde gebildet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 556 351, 587 616, 732 467, 897 501; deutsche Auslegeschrift B 265841a/46C4 (bekanntgemacht am 5.4.1956-); österreichische Patentschrift Nr. 192 704; USA.-Patentschrift Nr. 1938 357.