DE1961107A1

DE1961107A1 - Viskositaetskupplung,insbesondere zum Ankuppeln eines Luefters an seinen Antrieb bei einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE1961107A1
Application number: DE19691961107
Authority: DE
Inventors: Gerhard Pabinger; Guenter Dipl-Ing Perrin
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1969-12-05
Filing date: 1969-12-05
Publication date: 1971-06-09
Also published as: US3688884A; FR2072919A5; JPS4925299B1; GB1296604A

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 8073/4

Stuttgart - Untertürkheim 27.11.1969

¹¹ "Viskositätskupplung, insbesondere zum Ankuppeln eines Lüfters an seinen Antrieb bei einer Brennkraftmaschine "

Die Erfindung betrifft eine Viskositätskupplung, insbesondere zum Ankuppeln eines Lüfters an seinen Antrieb bei einer Brennkraftmaschine, mit einem Arbeitsraum, der einander mit geringen Spalten gegenüberliegende Mitnahmeflächeη an beiden zu kuppelnden Teilen aufweist und der durch eine bzw. mehrere Öffnungen mit einem Vorratsraum für die Viskoseflüssigkeit verbunden ist, aus welchem die Viakoseflüssigkeit in Abhängigkeit von einer Verstellgröße in den Arbeitsraum zurückgeführt wird.

Viskositätskupplungen der obigen Art sind bekannt und u.a_o für Lüfterantriebe bei Kraftfahrzeugen gebräuchlich, Als Verstellgröße dient in diesem Fall meistens die Temperatur des Kühlmittels, d.h. der Verstellweg wird von einem Temperaturweggeber abgenommen«, Bei einer bekannten Kupplung dieser Art wird der Arbeitsraum und der Vorratsraum durch eine Scheibe getrennt, die am inneren Umfang gegen den Vorratsraum hin vorgewölbt ist. In diese Wölbung reicht ein Zulaufstutzen hinein und die Viskoseflüssigkeil; tritt damit am inneren Umfang des Arbeitsraumes in diesen ein.

Diese Viskosfctätskupplung ist nachteilig, denn es hat sich herausgestellt, daß vor allem in dem hauptsächlich interessierenden Verstellbereich bei konstant bleibender Primärdrehzahl auf der Sekundärseite ohne die geringste Veränderung des Verstellweges plötzlich Drehzahlsprünge auftreten, die bis zu 3/4 des zu verstellenden Drehzahlbereiches überhaupt ausmachen können. Auf diese Weise wird eine exakte wegabhängige Regelung unmöglich gemachte Wahrscheinlich ist diese nachteilige Erscheinung auf eine ungleichmäßige und vor allem

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nicht beherrschbare Verteilung der viskosen !Flüssigkeit im Arbeitsraum zurückzuführen

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile zu vermeiden, d.h. also, eine Viskositätskupplung zu schaffen, mit der sich eine exakte wegabhängige Regelung darstellen läßto Diese Aufgabe wird bei den eingangs genannten Viskositätskupplungen dadurch gelöst, daß zwischen dem Vorratsraum und dem Arbeitsraum eine Zwischenkammer angeordnet ist, in welche die Zuleitung vom Vorratsraum aus mündet und welche mit dem Arbeitsraum derart verbunden ist, daß die Viskoseflüssigkeit aus der Zwischenkammer dem Arbeitsraum jeweils nicht weiter innen, als am inneren Umfang des dort befindlichen Flüssigkeitsringes zuströmt. Bei der vorstehend geschilderten bekannten Viskositätskupplung bevorzugt die Erfindung eine Lösung, wonach zwischen der Antriebsscheibe und dem Vorratsraum ein die Zwischenkammer bildender Soheibenteil angeordnet ist, dessen der Antriebsscheibe zugekehrte erste Wandung gleichmäßig über ihre Fläche verteilte Zulauföffnungen aufweist.

Durch die Erfindung wird der Vorteil erreicht, daß die zulaufende Menge der viskosen Flüssigkeit stets nicht weiter innen, ala am inneren Umfang des im Arbeitsraum befindlichen Flüssigkeitsringes in den Arbeitsraum eintritt. Dieser Flüssigkeitsring im Arbeitsraum kann sich daher gewissermaßen von seinem inneren Umfang her aufbauen, d.h. also vergrößern, und es wird auf diese Weise vermieden, daß unkontrollierbare - z.B. spiralförmige - Flüssigkeitsstreifen im Arbeitsraum vorhanden sind. Außerdem wird durch die Zwischenkammer eine eventuell stoßförmig zulaufende Flüssigkeitsmenge gewissermaßen erst verteilt, sodaß sie kontinuierlich in der geschilderten Weise in den Arbeitsraum eintritt. Auf diese Weise läßt sich eine exakte Regelung in Abhängigkeit vom Verstellweg erzielen, was insbesondere für den vorstehend gesohilderten Anwendungsfall von besonderer Bedeutung ist.

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Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung sind die Zulauföffnungen in der ersten Wandung der Zwischenkammer spiralförmig von innen nach außen verlaufend angeordnet. Ebenso wäre an sich eine radiale oder auch eine andere Anordnung denkbar, wobei lediglich die gleichmäßige Verteilung über die ganze Fläche wichtig ist. Ferner wird mit der Erfindung noch vorgeschlagen, daß in der ersten Wandung der Zwischenkammer in an sieh bekannter Weise Eücklauföffnungen an einer dem äußeren Durchmesser des Arbeitsraumes entsprechenden Stelle angeordnet sind und daß die dem Vorratsraum zugewandte zweite Wandung der Zwischenkammer radial zwischen diesen Rücklauföffnungen und den äußersten Zulauföffnungen mit der ersten Wandung dichtend verbunden ist.

Die Zwischenkammer kann erfindungsgemäß scheibenförmig ausgebildet sein, sie kann sich aber auch mit größer werdendem Durchmesser erweitern oder verengen^ Wenn der Querschnitt der Zwischenkammer sich mit dem Durchmesser ändert, kann die Relation zwischen der vom Schöpfrohr in die Zwischenkammer geförderten Flüssigkeitsmenge und der Flüssigkeitsringbreite in den Arbeitsspalten kontinuierlich verändert werden. Damit kann die vom Verstellweg des Schöpfrohres abhängige Charakteristik der Kupplung abgewandelt werden. Ein ähnlicher Effekt kann übrigens auch durch entsprechende Gestaltung des Vorratsraumes, dann sogar auch ohne Zwischenkammer, erzielt werden,

Es ist bekannt, im Vorratsraum derartiger Viskositätskupplungen ein oder mehrere Schöpfrohfe anzuordnen, die nicht umlaufen, aber zur Änderung der Stärke der Flüssigkeitsförderung vom Vorrats- zum Arbeitsraum bewegbar sind«, Hierfür schlägt die Erfindung dann noch vor, daß der vom inneren Schöpfrohrende in die Zwischenkammer führende Zulaufstutzen im wesentlichen im inneren Bereich derselben mündet. Hierbei ist es dann zweckmäßig, wenn nach einem weiteren Vorschlag" der Erfindung für ein sioheres Auffangen der aus dem Zulaufstutzen austragenden Arbeitsflüssigkeit die erste Wandung der Zwischenkammer am inneren Rand entsprechend konisch verläuft. Es wäre auch denk-

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bar, diese erste Wandung überhaupt ohne zentrale Öffnung, d.ho also geschlossen auszubilden? jedoch ist dies vielfach aus Montagegründen nicht möglich. Für eine gleichmäßigere Verteilung der viskosen Flüssigkeit in den Arbeitsspalten zu beiden Seiten der Antriebsscheibe schlägt die Erfindung dann noch vor, daß in der Antriebsscheibe mehrere radial verlaufende Schlitze oder über die ganze Fläche gleichmäßig verteilte Bohrungen angeordnet sind.

Einzelheiten der Erfindung zeigen die Ausführungsbeispiele der Zeichnung, und zwar zeigt:

Fig_o1 eine im Schnitt dargestellte Viskositätskupplung für den Lüfterantrieb einer Brennkraftmaschine und

Fig.2 eine andere Ausführungsform einer solchen Kupplung im Teilschnitt .

Nach Fig.1 ist an einer Antriebswelle 10 - die in nicht dargestellter Weise über einen Riementrieb von der Kurbelwelle des Antriebsmotors her angetrieben werden kann - mittels eines Flansches 11 eine Antriebsscheibe 12 befestigt. Diese läuft in einem Arbeitsraum 13 um, der vom Gehäuse 14 gebildet wird. Zwischen der Antriebsscheibe 12 und der Gehäusewandung sowie der Zwischenscheibe 22 liegen in bekannter Weise die Arbeitsspalte 15.

Am Gehäuse 14 ist mit Schrauben 16 ein weiterer Gehäuseteil befestigt, der den Vorratsraum 18 bildet. In diesem sammelt sich die Viskoseflüssigkeit in Form eines mehr oder weniger starken Flüssigkeitsrimges 19. Zwischen dem Arbeitsraum 13 und dem Vorratsraum 18 befindet sich eine Zwischenkammer 20, die von einem Scheibenteil 2t gebildet wird, der eine dem Arbeitsraum zugekehrte erste Wandung 22 und eine dem Vorratsraum zugekehrte zweite Wandung 23 aufweist, die zueinander parallel verlaufen. Die erste Wandung 22 ist über den Arbeits-

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raum hinaus radial nach, außen verlängert und dient zur Befestigung des Zwischenteiles 21 zwischen dem Gehäuse 14 und dem Teil 17. Außerdem weist diese erste Wandung im äußersten Bereich des Arbeitsraumes Rücklauföffnungen 24 auf.

In der ersten Wandung 22 befinden sich Zulaufoffnungen 25, die gleichmäßig über die ganze Fläche verteilt sind. Im vorliegenden Pail sind sie spiralförmig angeordnet. Die zweite Wandung 23 des Scheibenteils 21 ist mit ihrem äußeren Rand zwischen den Rücklauföffnungen 24 und den äußersten Zulauföffnungen 25 an der ersten Wandung 22 befestigt, z.B. angeschweißt. Diese zweite Wandung ist im inneren Bereich nach dem Vorratsraum 18 hin vorgezogen, um den Zulaufstutzen eines Schöpfrohres 27 aufzunehmen, welches nicht umläuft und welches im Vorratsraum so in Abhängigkeit von einem Temperaturweggeber bewegt werden kann, daß es mehr oder weniger in den Flüssigkeitsring 19 eintaucht· Die erste Wandung 22 ist im inneren Bereich mit einer konischen Schrägfläche 28 versehen, um zu verhindern, daß die aus dem Zulaufstutzen 26 austretende Flüssigkeitsmenge etwa unmittelbar in den Arbeitsraum 13 eintreten könnte.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Wenn vom Temperaturweggeber her bei steigender Temperatur des Kühlmittels ein Verstellimpuls kommt, so taucht das Schöpfrohr 27 tiefer in den Flüssigkeitsring 19 ein. Bs schöpft daher Flüssigkeit« aus dem Vorratsraum 18 heraus, und diese Flüssigkeit läuft durch den Zulaufstutzen 26 in die Zwischenkammer 20. Dort verteilt sie sich gleichmäßig und tritt dann jeweils durch die Öffnung 25 in den Arbeitsraum 13 ein, welche am inneren Rand des dort umlaufenden Flüssigkeitsringes liegt. Dieser wird daher von seinem inneren Umfang aus vergrößert, wobei sich die zulaufende Flüssigkeitsmenge durch die Schlitze 29 in der Antriebsscheibe 12 gleichmäßig auf beide Arbeitsspalte 15 verteilen kann· Da der Flüssigkeitsring im Arbeitsraum 13 größer wird, vermag die Kupplung auch ein größeres

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Drehmoment zu übertragen, und die'Sekundärdrehzahl steigt, bis sich, wieder ein G-leichgewichtszustand zwischen der zulaufenden und der durch die RücklaufÖffnungen 24 rücklaufenden !Flüssigkeitsmenge eingestellt hat.

Nach Fig.2 zeigt die Zwischenkammer 20a einen sich nach außen erweiternden Querschnitt. Dies wird durch eine entsprechende Formgebung der zweiten Wandung 23a erreicht, die hier konisch geneigt ist. Die aus dem Stutzen 26 zulaufende Menge tritt daher - ;je nach wirksamem Durchmesser - mehr oder weniger schnell in den Arbeitsraum über. In der Antriebsscheibe 12 sind gleichmäßig verteilte Bohrungen 30 anstelle der Schlitze 29 vorgesehen.

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Claims

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Ansprüche:

_β-Viskositätskupplung, insbesondere zum Ankuppeln eines Lüfters an seinen Antrieb bei einer Brennkraftmaschine, mit einem Arbeitsraum, der einander mit geringen Spalten gegenüberliegende Mitnahmeflächen an beiden zu kuppelnden Teilen aufweist und der durch eine bzwo mehrere Öffnungen mit einem Vorratsraum für die Viskoseflüssigkeit verbunden ist, aus welchem diese Viskoseflüssigkeit in Abhängigkeit von einer Verstellgröße in den Arbeitsraum zurückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Vorratsraum (18) und dem Arbeitsraum (13) eine Zwischenkammer (20) angeordnet ist, in welche die Zuleitung (26) vom Vorratsraum (18) aus mündet und welche mit dem Arbeitsraum (13) derart verbunden ist, daß die Viskoseflüssigkeit aus der Zwischenkammer (20) dem Arbeitsraum (13) jeweils nicht weiter innen, als am inneren Umfang des dort befindlichen Flüssigkeitsringes zuströmt.
2. Viskositätskupplung nach Anspruch 1, mit einer Antriebsscheibe, die in einem mit dem Abtrieb verbundenen oder diesen bildenden Gehäuse angeordnet ist, welches auch die Vorratskammer aufnimmt oder bildet, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Antriebsscheibe (12) und dem Vorratsraum (18) ein die Zwischenkammer (20) bildender Scheibenteil (21) angeordnet ist, dessen der Antriebsscheibe zugekehrte erste Wandung (22) gleichmäßig über ihre Fläche verteilte Zulauföffnungen aufweistο
3. Viskositätskupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulauföffnungen (25) in der ersten Wandung (22) spiralförmig angeordnet sind.
4. Viskositätskupplung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Wandung (22) der Zwischenkammer (20) in an sich bekannter Weise Rücklauföffnungen (24) an

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einer dem äußeren Durchmesser des Arbeitsraumes (13) entsprechenden Stelle angeordnet sind, und daß die dem Vorratsraum (18) zugewandte zweite Wandung (23) der Zwischenkammer radial zwischen den Rücklauföffnungen (24) und den äußeren Zulauföffnungen (25) mit der ersten Wandung (22) dichtend verbunden ist.
5. Viskositätskupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, und mit einem nicht umlaufenden, zur Änderung der Stärke der ITüssigkeitsförderung vom Vorratszum Arbeitsraum bewegbaren Schöpfrohr, dadurch gekennzeichnet, daß der vom inneren Schöpfrohrende in die Zwischenkammer (20) führende Zulaufstutzen (26) im wesentlichen im inneren Bereich der Zwischenkammer mündet.
6. Viskositätskupplung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß für ein sicheres Auffangen der aus dem Zulaufstutzen (26) austretenden Arbeitsflüssigkeit die erste Wandung (22) der Zwischenkammer (20) am inneren Rand entsprechend konisch verläuft.
7. Viskositätskupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Antriebsscheibe (12) mehrere radial verlaufende Schlitze (29) oder über die ganze Fläche gleichmäßig verteilte Bohrungen angeordnet sind*
8. Viskositätskupplung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenkammer (20,20a) einen scheibenförmigen oder z.B. durch entsprechende Formgebung der zweiten Wandung (23a) einen sich nach außen oder innen erweiternden Querschnitt aufweist.
9. Viskositätskupplung, insbesondere nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsraum einen sich nach außen oder innen erweiternden Querschnitt aufweist.

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