DE19502326A1 - Brennkraftmaschine mit einer Vorrichtung zur Belastung einer Abtriebswelle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zur Belastung einer Abtriebswelle, um hierdurch die Warmlaufphase zu verkür­ zen und/oder Nutzwärme zu gewinnen.

Aus der DE-OS 29 40 643 ist eine Einrichtung zum Aufhei­ zen von Brennkraftmaschinen bekannt, bei der eine Hydrau­ likpumpe das Schmieröl der Brennkraftmaschine aus dem Öl­ sammelbehälter entnimmt und durch ein Arbeitselement, beispielsweise eine Drossel leitet, wodurch zum einen das Schmieröl beschleunigt erwärmt wird und zum anderen auf­ grund der quasi überflüssig geleisteten Pumpenarbeit die die Hydraulikpumpe antreibende Brennkraftmaschinen-Ab­ triebswelle verstärkt belastet wird, wodurch sich zusätz­ lich eine beschleunigte Erwärmung bzw. höhere Wärmeabgabe der Brennkraftmaschine einstellt.

Eine weitere vorteilhafte Vorrichtung zur Belastung einer Brennkraftmaschinen-Abtriebswelle zu den genannten Zwecken aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfin­ dung.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die Vor­ richtung als Flüssigkeitsreibungskupplung mit innerer Bi­ metallabschaltung ausgebildet ist, deren Antriebsseite und Abtriebsseite sich hinsichtlich der Rotationsge­ schwindigkeit unterscheiden. Vorteilhafte Aus- und Wei­ terbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß kommt eine Flüssigkeitsreibungskupplung mit innerer Bimetallabschaltung zum Einsatz, bei der es sich um ein erprobtes und bewährtes Bauteil handelt. Bei bislang üblichen Brennkraftmaschinen dienen diese Flüs­ sigkeitsreibungskupplungen, von denen eine in der DE 41 15 299 A1 beschrieben ist, zum Antrieb eines Kühlerlüf­ ters. Eine derartige Flüssigkeitsreibungskupplung kommt nun erfindungsgemäß bei einer Brennkraftmaschine und ins­ besondere bei einer solchen ohne mechanisch angetriebenen Kühlerlüfter als sog. Belastungs-Vorrichtung zum Einsatz. Dabei kann diese Flüssigkeitsreibungskupplung in einen Hilfsaggregateantrieb der Brennkraftmaschine integriert sein oder auch direkt mit einer Brennkraftmaschinen-Ab­ triebswelle in Dreh-Antriebsverbindung stehen.

Die an sich bekannte Funktionsweise einer Flüssigkeits­ reibungskupplung mit innerer Bimetallabschaltung ist durch geeignete Abstimmung des Bimetallelementes bzw. der Bimetallelemente, anstelle derer selbstverständlich auch andere gleichartige Schaltelemente zum Einsatz kommen können, derart auszulegen, daß bei niedrigen Temperaturen sowohl der Brennkraftmaschine als auch der Umgebung die Kupplung zugeschaltet ist. Da sich die Abtriebsseite und die Antriebsseite der Flüssigkeitsreibungskupplung hin­ sichtlich ihrer Rotationsgeschwindigkeit unterscheiden, wird somit innerhalb der Flüssigkeitsreibungskupplung Energie vernichtet, so daß die Brennkraftmaschinen-Ab­ triebswelle zusätzlich belastet wird. Dies hat eine be­ schleunigte Erwärmung bzw. eine Nutzwärme-Erzeugung in/an der Brennkraftmaschine zur Folge. Hat sich schließlich nach einer gewissen Zeit das sich innerhalb der Flüssig­ keitsreibungskupplung befindende Arbeitsfluid bis zu einer gewissen Temperatur erwärmt, so wird die Flüssig­ keitsreibungskupplung unter Einfluß des sog. "inneren Bi­ metallelementes" geöffnet, wodurch die Abtriebswelle der Brennkraftmaschine nicht weiter zusätzlich belastet wird. In diesem Zeitpunkt ist aber auch keine weitere zusätzli­ che Belastung der Abtriebswelle erforderlich, da zu die­ sem temperaturgesteuerten Öffnungszeitpunkt der Flüssig­ keitsreibungskupplung die Warmlaufphase der Brennkraftma­ schine bereits abgeschlossen ist bzw. die Brennkraftma­ schine bereits so weit erwärmt ist, daß keine zusätzliche Nutzwärme gewonnen werden muß. Vielmehr genügt zu diesem Zeitpunkt die generell vorhandene Brennkraftmaschinen-Ab­ wärme zu Nutzzwecken.

Es bestehen verschiedene Möglichkeiten zur Realisierung unterschiedlicher Rotationsgeschwindigkeiten an der An­ triebsseite sowie der Abtriebsseite der Flüssigkeitsrei­ bungskupplung. So kann die Abtriebsseite beispielsweise starr angebunden, d. h. blockiert sein, so daß die Rota­ tionsgeschwindigkeit den Wert "0" annimmt. Beispielsweise kann die Abtriebsseite starr mit dem Brennkraftmaschinen- Gehäuse verbunden sein. Es ist aber auch möglich, diese Verbindung schaltbar auszubilden, d. h. die Abtriebsseite der Flüssigkeitsreibungskupplung nur wahlweise blockieren zu können. Bevorzugt wird hierzu eine elektromagnetische Festhaltekupplung vorgesehen, mit Hilfe derer die Ab­ triebsseite der Flüssigkeitsreibungskupplung entweder blockiert wird oder frei rotierbar geschaltet wird.

Für die Funktion der Flüssigkeitsreibungskupplung kann es erforderlich sein, daß deren Abtriebsseite rotieren, d. h. eine Drehbewegung ausführen kann. In diesen Fällen empfiehlt es sich, eine Dreh-Antriebsverbindung zwischen der Abtriebsseite der Flüssigkeitsreibungskupplung sowie einem anderen rotierenden Element der Brennkraftmaschine herzustellen. Hierbei kann es sich beispielsweise um die Kühlmittelpumpe der Brennkraftmaschine handeln. Die Dreh- Antriebsverbindung kann mittels eines üblichen endlosen Zugmittelgetriebes erfolgen; dabei ist lediglich dafür Sorge zu tragen, daß sich die Drehzahl bzw. Rotationsge­ schwindigkeit des anderen rotierenden Elementes von der­ jenigen der Antriebsseite der Flüssigkeitsreibungskupp­ lung unterscheidet.

Besonders vorteilhaft ist es, eine wärmeübertragende Ver­ bindung zwischen dem Kühlflüssigkeitskreislauf der Brenn­ kraftmaschine sowie der Flüssigkeitsreibungskupplung her­ zustellen. Hiermit kann die in der Flüssigkeitsreibungs­ kupplung vernichtete, d. h. in Wärme umgewandelte Brenn­ kraftmaschinen-Abtriebsenergie der Brennkraftmaschine wieder als Nutzwärme zugeführt werden, so daß sich eine nochmalige Beschleunigung der Warmlaufphase ergibt bzw. eine noch größere Nutzwärmemenge bereitgestellt wird. Ferner stellt diese Maßnahme sicher, daß die Flüssig­ keitsreibungskupplung nach dem Zeitpunkt des bimetallge­ steuerten Öffnens geöffnet bleibt, da durch den dann er­ wärmten Kühlflüssigkeitskreislauf ein beschleunigtes Ab­ kühlen des Arbeitsfluids in der Flüssigkeitsreibungskupp­ lung verhindert wird.

Ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung ist nicht ge­ zeigt, da gemäß den obigen Erläuterungen dem Fachmann be­ kannte, übliche Bauelemente, zum Einsatz kommen. Völlig unüblich und dabei höchst wirkungsvoll ist es jedoch, eine zumindest teilweise blockierbare Flüssigkeitsrei­ bungskupplung als sog. Zuheizer an einer Brennkraftma­ schine vorzusehen.

Claims (6)

1. Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zur Belastung einer Abtriebswelle, um hierdurch die Warmlaufphase zu verkürzen und/oder Nutzwärme zu gewinnen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung als Flüssigkeitsreibungskupplung mit innerer Bimetallab­ schaltung ausgebildet ist, deren Antriebsseite und Abtriebsseite sich hinsichtlich der Rotationsge­ schwindigkeit unterscheiden.

2. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 ohne einen mecha­ nisch angetriebenen Kühlerlüfter, dadurch gekennzeichnet, daß als Flüssigkeitsrei­ bungskupplung diejenige eines üblichen Kühlerlüfter­ antriebes verwendet wird und in den Hilfsaggregate­ antrieb der Brennkraftmaschine integriert ist.

3. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebsseite der Flüssigkeitsreibungskupplung starr mit dem Gehäuse der Brennkraftmaschine verbunden ist.

4. Brennkraftmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebsseite der Flüssigkeitsreibungskupplung über eine elektromagne­ tische Festhaltekupplung blockierbar ist.

5. Brennkraftmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebsseite der Flüssigkeitsreibungskupplung mit einem anderen ro­ tierenden Element der Brennkraftmaschine in Dreh-An­ triebsverbindung steht.

6. Brennkraftmaschine nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsrei­ bungskupplung mit dem Kühlflüssigkeitskreislauf der Brennkraftmaschine in wärmeübertragender Verbindung steht.