DE1945228C3 - Steuerung eines Kühlgebläses mit Flüssigkeitsscherkupplung für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Steuerung eines Kühlgebläses mit Flüssigkeitsscherkuppluns für eine flüssigkeitsgekühite Brennkraftmaschine in der Weise, daß in Abhängigkeit vom Zustand der Kühlflüssigkeit die Menge der Scherflüssigkeit in der Kupplungskammer mittels einer von einem Stößel betätigten, langgestreckten Metallfeder verändert wird.

Einer derartige Steuerung ist aus der US-PS 32 62 528 bekannt. Bei dieser bekannten Steuerung wirkt auf den Stößel ein sogenanntes thermisches Ausdehnungselement ein. Dieses Ausdehnungselement weist eine geschlossene Kapsel und einen Antriebskolben auf. Diese geschlossene Kapsel wird von der Kühlflüssigkeit umspült, und in dieser Kapsel ist ein thermisch ausdehnbares Material angeordnet. Wenn die Temperatur der Kühlflüssigkeit zunimmt, so dehnt sich das Ausdehnungsmaterial innerhalb der Kapsel aus und verschiebt einen Arbeitskolben, der dann seinerseits auf den Stößel einwirkt. Es handelt sich bei diesem thermischen Ausdehnungselement um ein auf Temperaturen ansprechendes, kompliziert aufgebautes und störanfälliges Element.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine derartige Steuerung so zu gestalten, daß diese in sicherer Weise ohne Verwendung eines thermisch ausdehnbaren Materials arbeiten kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Stößel von einem vom Druck der Kühlflüssigkeit beaufschlagten Druckübertragungsbalgen betätigbar ist.

In vorteilhafter und neuartiger Weise wird zur Steuerung nicht mehr die Temperatur der Kühlflüssigkeit verwendet, was eine Wärmeübertragung voraussetzt, sondern direkt der Druck der Kühlflüssigkeit, der eine eindeutige Funktion der Temperatur ist, so daß man ohne Zwischenschaltung eines speziell abgekapselten Ausdehnungsmittels das Kühlmittel selbst zur Steuerung arbeiten lassen kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfingung soll unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht einer Steuerung des Antriebs einer Gebläsekupplung für ein Kühlsystem einer Brennkraftmaschine und

F i g. 2 eine vergrößerte Teilansicht eines Teiles der Fig. 1.

In Fig. I ist die Steuerung 10 dargestellt. Die dargestellte Steuerung 10 wird bei einer Brennkraftmaschine verwendet, die mit einer Flüssigkeit gekühlt wird, die durch Hohlräume im Motorblock strömt. Mit 12 ist eine von mehreren im allgemeinen V-förmigen Riemenscheiben bezeichnet, von denen jede über einen flexiblen Antriebsriemen 14 angetrieben wird. Die Riemen 14 werden von einer Ausgangswelle der Brennkraftmaschine angetrieben. Mit 16 ist eine Nabe bezeichnet, an der der innere Abschnitt der Riemenscheibe 12 befestigt ist Die Nabenbaugruppe weist einen zentralen Nabenabschnitt 18 auf, der zweiteilig ausgebildet ist, wobei die beiden Teile miteinander verspannt sind. Der rechte Teil der Nabenbaugruppe weist eine Öffnung 20 auf, die der Öffnung 21 im linken Abschnitt entspricht und die eine Welle 22 aufnimmt Eine Mittelbohrung 24 erstreckt sich über die gesamte Länge der Welle 22 in dieser, und am linken Abschnitt weist die Welle eine Membran oder einen Balgen 26 auf. Der Balgen begrenzt zusammen mit dem linken Abschnitt der Welle 22 einen Hohlraum 30.

Ein Lager 32 trägt die Welle 22. Ein Pumpenlaufrad 34 ist am rechten Abschnitt der Welle 22 befestigt, und zwar beispielsweise mittels eines Preßsitzes. Eine Pumpenkammer 36 kann mit einem flüssigen Kühlmittel gefüllt werden. Ein Einlaß zur Pumpenkammer 38 ist vorgesehen, und der gesamte linke Abschnitt des Pumpengehäuses ist mit 40 gekennzeichnet Das flüssige !tühlmittel kann durch das Pumpenlaufrad 34 umgewälzt werden, und zwar durch die verschiedenen hohlräume innerhalb des Motorblockes.

Eine Drehrichtung 42 ist zwischen der Pumpenkammer 36 und dem Innenraum des Gehäuses 40 vorgesehen, welches die Welle 22 und das Lager 32 aufnimmt.

Mit 50 ist ein Kolben bezeichnet, der einen verbreiterten rechten Abschnitt aufweist, dessen Umfang eine Dichtung oder eine Führung 52 trägt. Der Kolben 50 kann unter der Einwirkung der Membran 26 eine begrenzte Hin- und Herbewegung in einer Bohrung 21 durchführen. Mit 54 ist eine langgestreckte Metallfeder oder ein Metallstreifen bezeichnet, gegen dessen Mittelabschnitt das linke Ende des Kolbens 50 anliegt. Der obere Teil des Metallstreifens 54 ist derart ausgebildet und angeordnet, daß dieser eine Öffnung 56 schließen kann. Der Metallstreifen 54 kann eine zweite Stellung einnehmen, die bei 58 dargestellt ist. In dieser Stellung 58 ist die Öffnung 56 zwischen der Kammer 60 und der Kammer 62 geöffnet, und eine viskose Flüssigkeit, wie beispielsweise eine Silikonflüssigkeit, kann aus der Kammer 60 in die Kammer 62 gelangen. Wenn die Öffnung 56 geschlossen ist, findet ein Druchgang der Silikonflüssigkeit von der Kammer 62 zur Kammer 60 statt, und zwar durch den Kanal 70 in der gleichen Weise, wie es in der US-PS 31 79 221 beschrieben wird. Eine verhältnismäßig dünne Scheibe 64 ist vorgesehen, die am linken Ende der Nabe 18 befestigt ist und die sich mit der Welle 22 dreht. Die radial äußeren Abschnitte der Scheibe 64 sind derart ausgebildet und angeordnet, daß sie über eine Flüssigkeitsscherungskupplung in Reibungseingriff mit entsprechenden Abschnitten eines Nabenteiles 66 gelangen können. Hierbei hängt der Grad des Nachschleifens von der Menge der Silikonflüssigkeit ab, die aus der Kammer 60 durch die Öffnung 56 in die Kammer 62 gelangt. Ein Gebläse 68 ist vorgesehen, welches Luft über die Brennkraftmaschine hinwegblasen kann, und dieses Gebläse ist in üblicher Weise an dem Nabenbauteil 66 montiert.

Die Betriebsweise der im Vorstehenden beschriebenen Vorrichtung ist die folgende. Es sei zuerst angenommen, daß die Brennkraftmaschine mit einer verhältnismäßig geringen Belastung arbeitet und bei verhältnismäßig niedrigen Umgebungstemperaturen

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und daß der Druck der Kühlflüssigkeit innerhalb der Kammer 36 gering ist Demzufolge ist auch der Druck innerhalb der Kammer 30 niedrig, was bewirkt, daß die Kraft, die durch das Kühlmittel in der Kammer gegen den Kolben 50 ausgeübt wird, vernachlässigbar ist In diesem Fall nimmt der Metallstreifen 54 die Stellung ein, die durch ausgezogene Linien dargestellt ist. Die öffnung 56 wird blockiert, und nur eine geringe Menge an Silikonflüssigkeit kann aus der Kammer 60 zu den Zwischenflächen zwischen der Scheibe 64 und dem Nabenteil 6b gelangen. Wenn an dieser Stelle nur eine geringe Flüssigkeitsmenge oder keine Flüssigkeitsmenge vorhanden ist, führt eine Drehung der Welle 22 und damit eine Drehung der Scheibe 24 lediglich zu einer begrenzten Drehung des Gebläses 68 mit verhältnismä-Big niedrigen Drehzahlen. Bei verhältnismäßig niedrigen Drehzahlen ist die Kraft, die die Schaufeln des Gebläses 68 auf die Luft ausüben, vernachlässigbar und deshalb wird praktisch kein Gegendrehmoment durch die Nabe 66 auf die Welle 22 übertragen. Deshalb wird durch das Gebläse 68 der Drehung der Riemenscheiben 12 nur ein geringer Widerstand entgegengesetzt

Es sei nun angenommen, daß sich entweder die Betriebsbedingungen oder die Umgebungstemperaturen oder beide ändern, so daß die Temperatur des Kühlmittels in der Kammer 36, das durch den Motor hindurchläuft ganz erheblich ansteigt. In diesem Fall bewirkt die erhöhte Temperatur eine entsprechende Druckerhöhung im gesamten geschlossenen Kühlmittelsystem, und dieser Druck wird auf alle Teile des hydraulischen Kühlmittelsystems übertragen, einschließlich der Kammer 30. Eine Zunahme des Druckes in der Kämmer 30 führt zu einer Bewegung des Kolbens 50 nach links, und dabei wird der Widerstand der Federkraft des Streifens 54 überwunden. Der Streifen wird jetzt in die gestrichelt dargestellte Stellung 58 bewegt und dadurch wird der Kanal 56 geöffnet und Silikonflüssigkeit kann aus der Kammer 60 in die Kammer 62 strömen. Die Erhöhung der Menge der Silikonflüssigkeit in den Räumen 62 zwischen der Scheibe 64 und der Aussparung in der Nabe 66 führt zu einem größeren Kupplungskoeffizienten zwischen diesen Teilen. Das Gebläse 68 wird gedreht, und dadurch wird ein größerer Drehwiderstand auf die Welle 22 übertragen und damit auf die Brennkraftmaschine, und zwar durch die Arbeit der Schaufeln des Gebläses, weld je die Umgebungsluft gegen den Motor drücken, um diesen zu kühlen.

Wenn die Temperatur und die Betriebsbedingungen sich ändern, so daß nicht langer eine Kühlung des Motors durch das Gebläse erforderlich ist, so nimmt der Druck innerhalb der Kammer 30 ab, und die Federkraft des Armes 54 drückt den Kolben 50 in die dargestellte Lage zurück, und die öffnung zwischen der Kammer 60 und der Kammer 62 wird wieder verschlossen. Die Silikonflüssigkeit, die sich in den radial äußeren Abschnitten dieser Kammern befindet, strömt durch den Kanal 70 in die Kammer 60 zurück. Wenn die Strömung der Silikonflüssigkeit aus der Kammer 60 durch die öffnung 56 hindurch unterbrochen ist, so wird auch die Flüssigkeitskupplung unterbrochen und das Gebläse befindet sich wieder in der Ruhestellung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Steuerung eines Kühlgebläses mit Flüssigkeitsscherkupplung für eine flüssigkeitsgekühltc Brennkraftmaschine in der Weise, daß in Abhängigkeit vom Zustand der Kühlflüssigkeit die Menge der Scherflüssigkeit in der Kupplungskammer mittels einer von einem Stößel betätigten langgestreckten Metallfeder verändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (50) von einem vom Druck der Kühlflüssigkeit beaufschlagten Druckübertragungsbalgen (26) betätigbar ist