-
Flüssigkeitsreibungskupplung Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsreibungskupplung
mit Füllungsregelung mit einem gegenüber der Antriebswelle drehbaren, abgeschlossenen
Gehäuse, das durch eine Trennwand in eine Vorratskammer und eine Antriebskammer
mit darin befindlicher Antriebsscheibe unterteilt ist, und mit einer eine an der
Trennwand angeordnete Pumpeneinrichtung umfassenden überführungseinrichtung. Derartige
Flüssigkeitsreibungskupplungen werden zum Antrieb des Kühlventilators von Brennkraftmaschinen
verwendet, wobei die Füllungsregelung entweder durch die Temperatur der durch den
Kühler fließenden Luft oder durch die Temperatur des durch das Kühlsystem der Brennkraftmaschine
zirkulierenden Wassers gesteuert wird. Bei den bekannten Kupplungen erfolgt diese
Steuerung durch temperaturabhängige Einrichtungen, wie Bimetallelemente. Derartige
Steuereinrichtungen wirken vollständig selbsttätig und in den meisten Fällen zufriedenstellend.
Jedoch gibt es Sonderfälle, in denen es erwünscht ist, eine direkte oder manuelle
Steuerung der Kupplung durch den Fahrer des Fahrzeuges oder die Bedienungsperson
der Maschine zu ermöglichen.
-
Die Erfindung bezweckt, eine Flüssigkeitsreibungskupplung für Zusatzeinrichtungen
an Kraftfahrzeugen, beispielsweise Ventilatoren, Generatoren od. dgl. zu schaffen,
bei der die Füllungsregelung von der Bedienungsperson über eine Entfernung gesteuert
werden kann, ohne das Gehäuse durchbrechen zu müssen.
-
Um dies zu erreichen, sieht die Erfindung bei einer Flüssigkeitsreibungskupplung
mit Füllungsregelung mit einem gegenüber der Antriebswelle drehbaren, abgeschlossenen
Gehäuse, das durch eine Trennwand in eine Vorratskammer und eine Antriebskammer
mit darin befindlicher Antriebsscheibe unterteilt ist, und mit einer eine an der
Trennwand angeordnete Pumpeinrichtung umfassenden überführungseinrichtung vor, die
überführungseinrichtung durch einen Magneten zu steuern.
-
Dieser Magnet kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung mit der
Pumpeinrichtung zusammenwirken. Dabei kann, nach einem weiteren Merkmal der Erfindung,
die Pumpeinrichtung aus einem beweglich an der Trennwand gelagerten Anschlagglied
bestehen, das neben einer in der Trennwand angeordneten überströmöffnung liegt und
zwischen einer aktiven Stellung, in der es sich von der Oberfläche der Trennwand
in die Antriebskammer hinein erstreckt, und einer inaktiven Stellung, in der es
aus der Antriebskammer zurückgezogen ist, bewegbar ist, wobei die Stellung des Anschlaggliedes
durch den Magneten gesteuert wird.
-
Der Magnet kann, nach einem weiteren Merkmal der Erfindung, als Elektromagnet
ausgebildet sein, dessen Erregung einstellbar ist; er kann jedoch auch, nach einem
weiteren Merkmal der Erfindung ein Permanentmagnet sein, der außerhalb des Gehäuses
an einem verschiebbaren Träger befestigt ist.
-
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der Permanentmagnet
durch eine temperaturabhängige, außerhalb des Gehäuses angeordnete Einrichtung verstellbar
sein. Dabei kann der Permanentmagnet nach einem weiteren Merkmal der Erfindung unmittelbar
an der temperaturabhängigen Einrichtung befestigt sein.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Flüssigkeitsreibungskupplung dargestellt. In dieser Zeichnung zeigt F i g. 1 eine
Vorderansicht der Flüssigkeitskupplung gemäß der Erfindung, die zum Veranschaulichen
der inneren Ausbildung der Kupplung zum Teil aufgebrochen dargestellt ist, F i g.
2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 in F i g. 1, F i g. 3 einen Schnitt nach der
Linie 3-3 in F i g. 1, F i g. 3 a eine Vorderansicht der in der Kupplung verwendeten
Antriebsscheibe und F i g. 4 einen der F i g. 2 entsprechenden Schnitt durch eine
abgewandelte Ausführungsform der Erfindung.
Die in der Zeichnung
dargestellte Flüssigkeitskupplung umfaßt ein Gehäüseteil 102, das eine Nabe
11 zur drehbaren Lagerung des Gehäuses auf der Antriebswelle 12 trägt, die ein Lager
14 und eine Dichtung 14 a zur Lagerung des Gehäuses auf der Welle umgibt. Die Welle
12 kann einen einstückig mit ihr ausgebildeten Kupplungsflansch 15 zur Kupplung
der Antriebswelle 12 mit einem geeigneten Teil der Brennkraftmaschine besitzen.
Wird die Kupplung zum Antrieb eines Kühlventilators verwendet, so kann dieser durch
Bolzen mit dem Gehäuseteil 10
verbunden werden, die in mehrere über den Umfang
verteilt angeordnete Gewindebohrungen 16 eingeschraubt werden können, und die Kupplungsscheibe
15 kann mit der Riemenscheibe verbunden werden, die gewöhnlich die Wasserpumpe der
Brennkraftmaschine antreibt. Das Gehäuse 10 ist mit einer Abdeckhaube_18 versehen,
deren_Umfangsrand-am Umfang einer Trennplatte 19 (F i g. 2) anliegt, die in einem
Ringfalz 20 angeordnet ist, die in der Nähe des Umfanges des Gehäuses 10 ausgebildet
ist. Die Abdeckhaube 18 und die Platte 19 sind durch einen Ringflansch 21 fest mit
dem Gehäuse 10 verbunden, der umgebördelt oder in anderer Weise auf die äußere Oberfläche
der Abdeckhaube 18 aufgepreßt ist. Die Außenseite der Abdeckhaube 18 trägt Kühlrippen
oder Vorsprünge 18 a. Auch der äußere Umfang des Gehäuses 10 ist mit Kühlrippen
10 a versehen. Die Haube 18 liegt in einem Abstand von der Platte
19
und schafft auf diese Weise einen Flüssigkeitsvorratsbehälter 23 zwischen
der Haube 18 und der Platte 19.
-
Das Gehäuse 10 ist hinter der Platte 19 mit einer Ausnehmung versehen,
um eine Antriebskammer 24.
zu bilden, in der die Antriebsscheibe 26 liegt,
die auf das Ende der Welle 12 aufgepreßt ist. Die dem Rand benachbarten Seitenflächen
der Scheibe 26 sind mit bogenförmigen Belägen 28 und 51 versehen, die, wie aus F
i g. 3 a zu entnehmen ist, im Abstand voneinander angeordnet sind, um Nuten oder
Kanäle 30 zu bilden, die sich zwischen dem äußeren Teil der Beläge 28 und 51 einwärts
über die gesamte Breite der Beläge erstrecken. In der Nähe des inneren Randes der
Beläge 28 ist eine Zahl gleichmäßig verteilt angeordneter Bohrungen 32 vorgesehen,
die sich durch die Scheibe 26 hindurcherstrecken. Die Nuten 30 zusammen mit den
Bohrungen 32 schaffen eine Toroidalzirkulation der Flüssigkeit über den Randteil
der Platte 26.
-
Eine Pumpeinrichtung zum Überführen der Flüssigkeit zwischen dem Vorratsbehälter
23 und der Antriebskammer 24 umfaßt ein Anschlagglied 39. Das Anschlagglied 39 kann
beispielsweise zylindrisch ausgebildet sein und sich beweglich in eine Öffnung 39
a in die Platte 19 hineinerstrecken. Es ist selbstverständlich, daß das Glied 39
auch andere Formen besitzen kann. Wie am besten aus F i g. 1 zu entnehmen ist, umfaßt
die Öffnung 39 a einen weiteren einen Durchfluß 40 bildenden Öffnungsteil, der eine
Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Vorratsbehälter 23 und der Antriebskammer 24
bildet. Es muß hervorgehoben werden, daß das Anschlagglied 39 dicht neben der Öffnung
40, jedoch in Drehrichtung der Platte 19 gegenüber der Antriebsscheibe 26 hinter
der Öffnung angeordnet ist. Obwohl der Umlauf des Gehäuses, der Platte 19 und der
Antriebsscheibe 26 im Uhrzeigersinn erfolgt, wie dies in F i g. 1 durch einen unterbrochen
gezeichneten Pfeil angedeutet ist, läuft die Platte 19 und das Gehäuse relativ zur
Antriebsscheibe 26 entgegen dem Uhrzeigersinn um, da die Platte 19 und das
Gehäuse der Geschwindigkeit der Antriebsscheibe nacheilt. Um das Anschlagglied 39
beweglich zu tragen, dient ein elastisches Element in Form eines durch eine Niete
35 oder in anderer Weise an der Platte 19 befestigten Streifens 34. Das freie Ende
des Streifens 34 ist geschlitzt und erstreckt sich in eine Umfangsnut im Anschlagglied
39 hinein und schafft damit eine eine Bewegung übertragende Verbindung zwischen
dem Streifen 39 und dem Anschlagglied. Vor der äußeren Oberfläche der Abdeckhaube
18 und koaxial mit dieser ist eine Einheit 42
vorgesehen, die eine
übliche thermostatische Einrichtung oder einen manuell bedienbaren Mechanismus umfaßt,
der von einem entfernten Punkt aus gesteuert werden kann. Ein permanenter Magnet
43 kann durch eine Welle 44 mit dieser Einheit zur gemeinsamen Bewegung mit dieser
verbunden sein. Die aus den Teilen 42, 43 und 44 bestehende Einheit kann von einem
Teil der Maschine durch eine schematisch bei 45 angedeutete Konsole getragen werden.
Ist die Einheit 42 eine thermostatische Einrichtung, so wird sie den Magneten
43 außerhalb des Gehäuses bewegen, wenn die Temperaturen der die Einrichtung
umgebenden Luft ansteigen. Das gleiche wird eintreten, wenn ein hydraulisch oder
von einem entfernten Punkt manuell steuerbarer Mechanismus als Einheit 42 verwendet
wird. Wie aus F i g. 2 zu entnehmen-ist, ist der Streifen 34 derart angeordnet,
daß ihn seine Elastizität nach rechts in F i g. 2 der Zeichnung drückt. Der Magnet
43 ist so angeordnet, daß sein Magnetfeld den Streifen 34 normalerweise in der in
F i g. 2 dargestellten Lage hält.
-
Zum Betrieb ist der Vorratsbehälter 23 derart mit einem Medium, beispielsweise
mit Öl, angefüllt, daß die Zwischenräume in der Kammer 24 zwischen den sich gegenüberliegenden
Oberflächen der Beläge 28
und 51 und den benachbarten Wänden der Platte 19
und des Gehäuses 10 bis zu einem. ausreichenden Grad angefüllt sind. Dabei wird
jedoch ein Ölvolumen bevorzugt, das etwas größer als -die Mindestmenge ist, so daß
das Medium durch die Öffnungen 32 hindurchfließen kann, um die vorerwähnte Toroidale,
die Wärme verteilende Zirkulation des Mediums eintreten kann. Beim Umlaufen des
Gehäuses wird die Zentrifugalkraft -das Medium im Behälter 23 und in der Antriebskammer
24 auf ein gleichmäßiges Niveau bringen, wobei das Medium frei durch die Öffnung
40 fließen kann. Es ist klar, daß die Umlaufgeschwindigkeit des Gehäuses, verglichen
mit der Umlaufgeschwindigkeit der Welle 10, d. h. der Kupplungsgrad zwischen den
beiden von der in der Kammer 24 enthaltenen Menge an Medium abhängig ist.
-
Angenommen, die Einheit 42 sei eine thermostati sche Einrichtung-und
angenommen die Temperatur der diese Einrichtung umgebenden Luft sei relativ hoch
und zeigt an, daß der größtmögliche Kupplungsgrad zwischen dem Gehäuse und der Welle
12 erwünscht ist, so wird die Einheit 42 den Magneten 43 derart einstellen, daß
er den Streifen 34 anzieht, und damit das Anschlagglied 39 in die in F i g. 2 dargestellte
Stellung bewegen, die in einem größeren Maßstab auch in F i g. 3 veranschaulicht
ist. In dieser Stellung ragt die Stirnfläche des Anschlaggliedes 39 nicht über die
in der Zeichnung rechts dargestellte Fläche der Platte 19 hinaus und erstreckt sich
nicht in die Bahn des Mediums in der Antriebskammer hinein. Es wird also in dieser
Stellung keine Pumpenwirkung
des Anschlaggliedes 39 eintreten,
und die Zentrifugalkraft wird das Niveau des Mediums in der Kammer 24 und dem Behälter
23 gleichmäßig halten. Unter diesen Bedingungen befindet sich in der Antriebskammer
24 die größtmögliche Menge an Medium, und damit ist der Kupplungsgrad zwischen der
Welle 12 und dem Gehäuse 10 relativ hoch.
-
Sinkt die Temperatur der die Einheit 42 umgebenden Luft ab und zeigt
damit an, daß ein geringerer Kupplungsgrad zwischen der Welle 12 und dem Gehäuse
erwünscht ist, so wird die Einheit 42 den Magneten 43 in F i g. 2 nach links bewegen
und damit die Anziehungskraft des Magneten auf den Streifen 34 absenken, so daß
sich dieser nach rechts zu bewegen vermag. Der Anschlag 39 bewegt sich mit dem Streifen
und wird dabei so eingestellt, daß er über die Oberfläche der Platte 19 hinaus in
die Antriebskammer 24 und damit in die Bahn des in dieser Kammer enthaltenen Mediums
hineinragt.
-
In dieser Stellung wirkt das Anschlagglied 39 als Pumpe und erhöht
den Druck des Mediums in dem genau vor dem Anschlag liegenden Bereich. Dieser Druckanstieg
in dem Bereich treibt oder pumpt das Medium von der Antriebskammer 24 durch die
Öffnung 40 hindurch in den Behälter 23 hinein. Die Menge des Mediums in der Kammer
24 wird auf diese Weise verringert, was den Kupplungsgrad zwischen der Welle 12
und dem Gehäuse 10 herabsetzt. In dieser Stellung übt das Anschlagglied 39 somit
eine Pumpenwirkung aus, die das Medium von der Kammer 24 über die Öffnung 40 in
den Behälter 23 überführt.
-
Es ist selbstverständlich, daß, wenn die Einheit 42 hydraulisch oder
manuell bedient wird, der Magnet 43 in jede Stellung gebracht werden kann,
um den gewünschten Kupplungsgrad zwischen der Welle 12 und dem Gehäuse 10 zu erreichen.
-
In F i g. 4 der Zeichnung ist eine andere Ausführungsform der Kupplung
dargestellt, wobei für die gleichen Teile dieselben Bezugszeichen verwendet werden,
wie sie in F i g. 1, 2, 3 und 3 a benutzt werden. In dieser Ausführungsform entspricht
das Anschlagglied 50 dem Anschlag 39 der F i g. 2 und ist ebenfalls in einer in
der Haube 18 vorgesehenen Bohrung verschiebbar gelagert. Der Anschlag 50 wird durch
eine Schraubenfeder 52 in F i g. 4 nach rechts gedrückt. Ein Elektromagnet 55 liegt,
getragen von einer mit der Brennkraftmaschine verbundenen Konsole 56, außerhalb
der Abdeckhaube 18 in unmittelbarer Nähe des Anschlages 5. Der Elektromagnet 55
kann erregt und entregt werden, um den Anschlag 50 nach links oder nach rechts zu
bewegen und damit den gewünschten Grad der Kupplung zwischen der Welle 12 und dem
Gehäuse 10 einzustellen. Dabei kann der Stromkreis zum Erregen des Magneten 55 thermostatisch
oder manuell, wie dies schematisch bei 57 angedeutet ist, zum Verändern des Kupplungsgrades
gesteuert werden. Es ist dabei selbstverständlich, daß der Anschlag 50 aus
magnetisch anziehbarem Werkstoff gefertigt ist, um durch das vom Elektromagneten
55 erzeugte Magnetfeld angezogen werden zu können.