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Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsreibungskupplung mit Füllungsregelung
zum Antrieb von Gebläsen, insbesondere Kühlgebläsen von Verbrennungskraftmaschinen,
welche eine Antriebswelle sowie ein gegenüber dieser drehbares, geschlossenes Gehäuse
aufweist, das mit einem Gebläserad versehen ist sowie durch eine Trennwand in einen
Flüssigkeitsbehälter und eine Antriebskammer unterteilt ist, wobei die Antriebskammer
eine fest mit der Antriebswelle verbundene Antriebsscheibe aufnimmt und der Flüssigkeitsbehälter
sowie die Antriebskammer über in der Trennwand befindliche Öffnungen miteinander
in Verbindung stehen, von welchen die zum Durchtritt von Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter
in die Antriebskammer dienende öffnung in Abhängigkeit von derÄnderung einerZustandsgröße
ventilgesteuert ist.
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Bei einer bekannten Flüssigkeitsreibungskupplung diseer Art (USA.-Patentschrift
2 902127) sind zur Bildung des Gebläserades an der Rückseite ihres Gehäuses radial
nach außen gerichtete Arme angeschraubt, an welchen Gebläseschaufeln befestigt sind.
Bei dem Antrieb des Gehäuses durch die Antriebswelle unter Vermittlung der Kupplungsorgane
sowie der Kupplungsflüssigkeit wird durch die Gebläseschaufeln ein Luftstrom erzeugt,
welcher auf den Kühler einer Verbrennungskraftmaschine kühlend einzuwirken vermag.
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Bei dem Antrieb des Gehäuses der bekannten Flüssigkeitsreibungskupplung
finden in dessen Antriebskammer sowie in seinem Flüssigkeitsbehälter Flüssigkeitsströmungen
statt. Ferner erfolgen bei dem Antrieb des Gehäuses dieser Flüssigkeitsreibungskupplung
Relativbewegungen zwischen diesem sowie seiner Trennwand einerseits und zwischen
der mit der Antriebswelle verbundenen Antriebsscheibe andererseits, welche die Kupplungsflüssigkeit
in entsprechende Bewegungen versetzen. Hierdurch wird innerhalb des Gehäuses der
Flüssigkeitsreibungskupplung Wärme erzeugt. Ein Teil dieser Wärme wird durch die
Gehäusewandungen nach außen abgeleitet. Von der hinteren Gehäusewandung aus erfolgt
dann eine weitere Ableitung von Wärme durch die an dessen Rückseite angeschraubten,
die Gebläseschaufeln tragenden Arme. Um eine zu starke Erwärmung der Kupplungsflüssigkeit
sowie einen schnellen Verschleiß der Kupplungsteile zu vermeiden, kommt der Wärmeableitung
aus dem Gehäuse große Bedeutung zu.
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Die Wärmeableitung aus dem Gehäuse läßt bei der bekannten Flüssigkeitsreibungskupplung
jedoch zu wünschen übrig.- Ein Grund hierfür liegt darin, daß bei der bekannten
Flüssigkeitsreibungskupplung die Trennwand allseitig von den Gehäusewandungen umgeben
ist und einen von diesen unabhängigen Teil ; darstellt. Ein weiterer Grund hierfür
ist der, daß bei der bekannten Flüssigkeitsreibungskupplung die Arme, welche die
Gebläseschaufeln tragen, als von dem Gehäuse unabhängige Teile an der hinteren Gehäusewandung
angeschraubt sind. Dabei ist zu berücksichtigen, daß bei der Wärmeleitung durch
sich lediglich berührende Teile an den Berührungsflächen derselben ein erheblicher
Temperaturabfall entsteht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei t einer Flüssigkeitsreibungskupplung
der eingangs genannten Art die Wärmeableitung aus dem Gehäuse derselben zu verbessern.
Hierzu sieht die Erfindung vor, daß bei einer derartigen Flüssigkeitsreibungskupplung
die Trennwand einstückig mit ihr verbundene, aus dem Gehäuse ragende Arme aufweist,
an denen die Gebläseschaufeln befestigt sind.
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Die Verbesserung der Wärmeableitung beruht bei der erfindungsgemäßen
Ausbildung der Flüssigkeitsreibungskupplung einerseits darauf, daß bei ihr infolgedessen,
daß die Trennwand durch die Gehäusewandungen nach außen geführt ist, ein unmittelbarer
Wärmeübergang von der Trennwand an die Außenluft stattfindet. Ferner hat die Verbesserung
der Wärmeableitung bei der Ausbildung der Flüssigkeitsreibungskupplung gemäß der
Erfindung ihren Grund darin, daß dadurch, daß bei ihr die Arme für die Gebläseschaufeln
einstückig mit der Trennwand verbunden sind, eine direkte Wärmeübertragung von der
Trennwand in die Arme der Gebläseschaufeln erfolgt, wobei zu berücksichtigen ist,
daß die Arme der Gebläseschaufeln besonders gute Eignung für die Wärmeabgabe an
die umgebende Luft besitzen.
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Abgesehen davon zeichnet sich die neue Flüssigkeitsreibungskupplung
infolge ihrer Ausbildung durch besondere Einfachheit aus, da bei ihr von den übrigen
Teilen derselben unabhängige Arme sowie ein Anschrauben dieser Arme an ihr Gehäuse
nicht erforderlich sind.
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In der Zeichnung ist eine zum Antrieb eines Kühlgebläses einer Verbrennungskraftmaschine
dienende Flüssigkeitsreibungskupplung gemäß der Erfindung beispielsweise veranschaulicht,
und zwar zeigt F i g. 1 die Flüssigkeitsreibungskupplung in Vorderansicht, F i g.
2 die Flüssigkeitsreibungskupplung im Schnitt gemäß Linie 2-2 der F i g. 1 sowie
in größerer Darstellung, F i g. 3 die Antriebsscheibe der Flüssigkeitsreibungskupplung
in Vorderansicht.
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Die in der Zeichnung dargestellte Flüssigkeitsreibungskupplung weist
ein Gehäuse 10 auf, welches mittels einer Nabe 11 auf einer Antriebswelle 12 drehbar
angeordnet ist. Die Antriebswelle 12 besitzt eine innere Höhlung 12 a, die mit Fett
oder einem ähnlichen Schmiermittel gefüllt sein kann, das durch radial nach außen
gerichtete Kanäle 12 b geführt wird. Die Kanäle 12 b versorgen ein in üblicher Weise
abgedichtetes Lager 14, welches zur drehbaren Lagerung des Gehäuses 10 auf der Antriebswelle
12 dient, mit Schmiermittel. Eine Stauscheibe 13 schließt das offene Ende der Höhlung
12 a ab. Die Antriebswelle 12 ist ferner mit einem Kupplungsflansch 15 zur Verbindung
derselben mit irgendeinem sich drehenden Teil einer Verbrennungskraftmaschine, wie
einer die Wasserpumpe- antreibenden Riemenscheibe, versehen.
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Das Gehäuse 10 ist mit einem Verschlußdeckel 18 versehen, der an seinem
Rand eine Trennwand 19 (F i g. 2) berührt, die ihrerseits gegen eine Ringfläche
20 in der Nähe des Umfangs des Gehäuses 10 anliegt. Der Verschlußdeckel 18, die
Trennwand 19 und das Gehäuse 10 werden mittels Schrauben 20a zusammengehalten,
wobei Dichtungsringe 20b das Innere dieser Anordnung abdichten. Die Trennwand 19
weist in ihrem Mittelbereich einen Durchlaß auf und besitzt mit ihr aus einem Stück
bestehende sowie verbundene Arme 19 a, die aus dem Gehäuse 10 herausragen und als
Träger von nicht dargestellten Gebläseschaufeln ausgebildet sind. Die Gebläseschaufeln
können an dem Teil 19 b der Arme 19 a angeschraubt
oder
anderweitig befestigt sein. Die Trennwand 19 bildet mit ihren Armen
19 a einen Gebläseläufer, dessen flacher, mittlerer Teil das Innere des Gehäuses
10 überspannt. Der Verschlußdeckel 18 ist so ausgebildet und angeordnet,
daß er sich in Abstand von der Trennwand 19 befindet und daß zwischen ihm und der
Trennwand 19 ein Flüssigkeitsbehälter 23 gebildet wird. Das Gehäuse 10 besitzt
im Bereich der Trennwand 19 eine Ausnehmung, so daß zwischen ihm und der Platte
19 eine Antriebskammer 24 vorliegt, in der eine Antriebsscheibe 26 angeordnet
ist. Gemäß F i g. 2 ist die Antriebsscheibe 26 mittels Schrauben 26 a am
Stirnende der Antriebswelle 12 befestigt. Sie dreht sich somit zusammen mit
der Antriebswelle 12.
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Die in der Nähe des Umfangs der Antriebsscheibe 26 befindlichen Teile
derselben sind mit bogenförmigen Belägen 28 und 51 versehen, die, wie F i g. 3 zeigt,
in Abstand voneinander angeordnet sind, um zwischen sich Nuten oder Kanäle
30 zu bilden, die sich von den Außenrändern der Beläge 28 und
51
über deren ganze Breite nach innen erstrecken. Im Anschluß an die inneren
Enden der Nuten 30 weist die Antriebssoheibe 26 Öffnungen 32 auf. Durch diese
Öffnungen 32 und die Nuten 30 sowie um den äußeren Rand der Antriebsscheibe
26 ergibt sich bei der Benutzung der Kupplung eine Ringströmung der Kupplungsflüssigkeit.
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Zur Steuerung des Flüssigkeitsstromes von dem Flüssigkeitsbehälter
23 in die Antriebskammer 24 dient eine länglich ausgebildete Ventilplatte
34, deren äußeres Ende eine in der Trennwand 19 befindliche Öffnung 35 überdeckt.
Obgleich die Ventilplatte 34 auch an dem Verschlußdeckel 18 befestigt sein
könnte, ist sie an der Vorderseite der Trennwand 19 angenietet. Die Ventilplatte
34 ist etwas federnd ausgebildet und besitzt eine Vorspannung, die sie von
der Trennwand 19 hinwegzudrücken sucht. Sie nimmt somit in unbetätigtem Zustand
etwa eine Stellung ein, wie sie in F i g. 2 gestrichelt dargestellt ist.
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An der Außenseite des Verschlußdeckels 18 ist ein im wesentlichen
U-förmiger Halter 61 angebracht, der an jedem Ende nach außen vorspringende Teile
62 aufweist. Der Mittelabschnitt jedes dieser nach außen vorspringenden Teile 62
ist ausgeschnitten, um die Enden eines ein temperaturabhängiges Element darstellenden
Bimetallstreifens 63 aufzunehmen. Der Bimetallstreifen 63 ist so angeordnet, daß
seine sich stärker ausdehnende Seite nach außen liegt.
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Bei dieser Anordnung biegt sich der mittlere Teil des Bimetallstreifens
63 bei einem Ansteigen der ihn umgebenden Temperatur nach außen, wie dies in F i
g. 2 durch den Pfeil h angedeutet ist. Im Bereich des Mittelteils des Bimetallstreifens
63 weist der Verschlußdeckel 18 einen Durchlaß auf. Um diesen Durchlaß herum
ist der Verschlußdeckel19 mit einer nabenförmigen Verdickung 66 versehen. Der Durchlaß
dient zur Aufnahme eines Druckgliedes 67, das sich mit seinem einen Ende gegen die
Innenseite des Bimetallstreifens 63 abstützt und mit seinem anderen Ende gegen die
Ventilplatte 34 drückt. Wie F i g. 2 zeigt, ist der Bimetallstreifen 63 bezüglich
des Druckgliedes 67 so ausgelegt, daß er normalerweise auf die Ventilplatte 34 einen
Druck ausübt, der groß genug ist, um die Ventilplatte 34 entgegen der dieser innewohnenden,
entgegengesetzt wirkenden Federkraft auf die Öffnung 35 zu drücken. Der von dem
Bimetallstreifen 63 auf die Ventilplatte 34 ausgeübte Druck, der dazu dienen soll,
die Ventilplatte 34 dichtend auf die Öffnung 35 zu drücken, ist somit
der Umgebungstemperatur des Bimetallstreifens 63 umgekehrt proportional.
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Die Drehzahl des Gehäuses 10 in bezug auf die Drehzahl der
Antriebswelle 12, d. h. das Kupplungsverhältnis dieser beiden Teile, hängt von der
in der Antriebskammer 24 befindlichen Kupplungsflüssigkeitsmenge ab. Die in der
Kammer 24 befindliche Flüssigkeitsmenge ist ihrerseits wiederum abhängig
von dem Maß der Flüssigkeitsströmung aus dem Flüssigkeitsbehälter 23 durch die Öffnung
35 in die Kammer 24.
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Um die Flüssigkeit aus der Antriebskammer 24
ausfließen zu lassen,
sind Mittel vorgesehen, die u. a. aus einer in der Trennwand 19 in der Nähe
des Umfangs derselben angeordneten Öffnung 45 bestehen. Wie sich aus F i
g. 1 ergibt, ist die Öffnung 45 nicht völlig kreisförmig, sondern besitzt
noch einen zusätzlichen Öffnungsteil 45 a, der im Querschnitt
halbkreisförmig ist und eine Verbindung zwischen der Antriebskammer 24 und dem Flüssigkeitsbehälter
23 bildet.
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In der Öffnung 45 ist ein zylindrischer Block 46
aus
verschleißfestem Werkstoff frei beweglich angeordnet. Mittels einer kleinen Druckfeder
46 a, die sich zwischen einer Vertiefung in dem Block 46 und der gegenüberliegenden
Innenseite des Verschlußdeckels 18 befindet, wird der Block 46 mit
der Vorderseite der Antriebsscheibe 26 in Berührung gehalten. Die Kupplungsflüssigkeit
kann aus dem Flüssigkeitsbehälter 23 durch die Öffnung 35, wenn diese unverschlossen
ist, in die Antriebskammer 24 einströmen und aus dieser durch den Teil 45
a der Öffnung 45 in den Flüssigkeitsbehälter 23 zurückfließen.
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Der unter Federdruck gegen die Vorderseite der Antriebsscheibe 26
anliegende Block 46 dient dazu, die Kupplungsflüssigkeit durch die Ablauföffnung
45 a zu zwingen. Die Beläge 28, die der Rückseite der
Trennwand 19 gegenüberliegend an der Antriebsscheibe 26 angeordnet sind,
erstrecken sich nicht ganz bis zur Umfangskante der Antriebsscheibe 26, sondern
lassen an deren Oberfläche einen Randteil frei, gegen den sich der Block
46 unmittelbar anlegen kann. Bei der Drehung des Gehäuses 10 bewirkt
die Fliehkraft, daß sich die Kupplungsflüssigkeit in der Antriebskammer
24 im Bereich vor dem Block 46 ansammelt, wodurch ein Druck entsteht,
der ausreicht, um eine Strömung der Flüssigkeit durch den Öffnungsteil 45 a zu bewirken.
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Zur Benutzung der Kupplung wird deren Flüssigkeitsbehälter 23 mit
Kupplungsflüssigkeit, z. B. einem Öl, so weit gefüllt, daß dieses ausreicht, um
beim Arbeiten der Kupplung die Räume in der Antriebskammer 24 zwischen den
einander gegenüberliegenden Flächen der Beläge 28 und 51 einerseits sowie den benachbarten
Wandungen der Trennwand 19 und des Gehäuses 10 andererseits auszufüllen und
in dem Flüssigkeitsbehälter 23 den gleichen Flüssigkeitsstand wie in der Antriebskammer
24 aufrechtzuerhalten.
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Wenn die Antriebswelle 12 zusammen mit der Verbrennungskraftmaschine
bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen in der Größenordnung von etwa 38° C umläuft,
bleibt die Öffnung 35 der Trennwand 19 im wesentlichen durch die Ventilplatte 34
geschlossen. Dabei staut sich die Flüssigkeit im Bereich des Umfangs der Antriebskammer
24 und strömt durch die Ablauföffnung 45 in den Flüssigkeitsbehälter
23.
Wenn dann nur noch eine geringe Menge an Kupplungsflüssigkeit in der Antriebskammer
24 verbleibt, verringert sich das Kupplungsverhältnis zwischen der Antriebsscheibe
26 und dem Gehäuse 10 auf einen verhältnismäßig geringen Wert, woraus eine geringe
Drehzahl des Gehäuses 10 und eine entsprechend geringe Leistung der Gebläseschaufeln
resultieren.
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Bei derart geringen Temperaturen reicht die Federkraft des Bimetallstreifens
63 aus, um die Eigenfederung der Ventilplatte 34 zu überwinden und diese in einer
die Öffnung 35 verschließenden Stellung zu halten. Steigt jedoch die Temperatur
an, so nimmt die von dem Bimetallstreifen 63 auf die Ventilplatte 34 ausgeübte Schließkraft
ab. Bei Abnahme der Schließkraft des Bimetallstreifens 63 bewirkt die Eigenfederung
der Ventilplatte 34 eine Freigabe der Öffnung 35. Steigt die Temperatur weiter
an, so verringert sich die Schließkraft des Bimetallstreifens 63 immer mehr, und
die Ventilplatte 34 gibt infolgedessen die Öffnung 35 immer weiter frei. Je weiter
die Öffnung 35 freigegeben wird, um so mehr Kupplungsflüssigkeit kann aus deren
Flüssigkeitsbehälter 23 in die Antriebskammer 24 gelangen und dort zur Erzielung
einer Reibungskupplung zwischen der Antriebsscheibe 26 und dem Gehäuse 10 beitragen.
Damit wächst das Kupplungsverhältnis zwischen dem Gehäuse 10 und der Antriebswelle
12, wenn die Temperatur, welche den Bimetallstreifen 63 beeinfiußt, ansteigt. Umgekehrt
tritt die entgegengesetzte Wirkung ein, wenn die den Bimetallstreifen 63 beeinflussende
Temperatur absinkt. Da sich die Trennwand 19 aus dem Gehäuse 10
heraus
nach außen erstreckt und an ihrem äußeren Rand die einstückig mit ihr verbundenen
Arme 19 a für die Gebläseschaufeln aufweist, findet bei der Benutzung der
Kupplung eine sehr gute Ableitung von im Innern des Gehäuses 10 entstehender Wärme
durch die Trennwand 19 und deren Arme 19 a nach außen statt.