DE19650002A1 - Visko-Lüfterkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Viskosekupplung für einen Lüfter mit einem in einer Arbeitskammer eines Gehäuses rotierenden, dreh­ fest mit einer Welle verbundenen Läufer, wobei die Welle mit einem umlaufenden Bauteil eines Verbrennungsmotors verbindbar und das Drehmoment des Läufers auf das Gehäuse übertragbar ist.

Eine solche Visko-Lüfterkupplung ist beispielsweise aus der DE 44 35 490 A1 bekannt. Visko-Lüfterkupplungen werden vorzugsweise verwendet, um in großen Dieselmotoren, beispielsweise in Nutz­ fahrzeugen oder großen PKW die Belüftung des Kühlers bzw. Motors zu übernehmen. Der Läufer wird direkt oder indirekt permanent über die Kurbelwelle des Motors angetrieben. In der Arbeitskam­ mer ist er so angeordnet, daß zwischen ihm und den Kammerwänden ein Scherspalt besteht. Gehäuse und Antriebswelle des Lüfters sind über ein Wälzlager drehbar zueinander gelagert. Über in der Arbeitskammer befindliche viskose Flüssigkeit (Silikonöl) wird die Drehbewegung des Läufers auf das ggf. Kühlrippen aufweisende Gehäuse übertragen. Die Menge der Flüssigkeit in der Arbeitskam­ mer bestimmt den Schlupf, der sich zwischen Lüfter und Gehäuse einstellt, und somit die Drehzahl des Gehäuses. Mit zunehmender Flüssigkeitsmenge sinkt der Schlupf. Beispielsweise über ein Bimetall wird der Flüssigkeitsstrom, der in die Arbeitskammer gelangen soll, gesteuert.

Bei der bekannten Visko-Lüfterkupplung erfolgt die drehfeste Verbindung des Läufers mit der Welle über eine Rändelung (Verzahnung). Nachteilig an der Rändelung ist, daß sie einer­ seits durch einen separaten Arbeitsgang sowohl auf der Welle und entsprechend entgegengesetzt auch im Läufer eingearbeitet werden muß. Die Ausbildung einer Rändelung im Läufer kann auch erst bei der Montage des Läufers auf die gerändelte Welle erfolgen. Ande­ rerseits muß, da die Wälzlagerung auf die Welle auf schiebbar sein muß, der Sitz des Wellenlagers einen anderen Durchmesser aufweisen als der durch die Rändelung gebildete Sitz des Läufers. Damit müssen auf der Welle zwei unterschiedliche Zen­ trierungen geschaffen werden, die ebenfalls entsprechend kosten­ intensiv bei der Fertigung sind.

Aus Festigkeitsgründen muß die Welle aus Stahl gefertigt sein. Unkritisch ist die Rändelung-Verbindung zwischen Läufer und Wel­ le, wenn der Läufer ebenfalls aus Stahlblech ausgebildet ist. Dann ist die Festigkeit im Sitz ausreichend, um das Drehmoment zu übertragen. Zunehmende Fahrzeugoptimierung stellt aber an alle Bauteile die Forderung, daß sie möglichst leicht und kom­ pakt ausgebildet werden. Hierzu bietet es sich an, den Läufer aus Aluminium auszubilden. Die Festigkeit des Aluminiums ist jedoch nicht ausreichend, um die Kräfte über die Rändelung zu übertragen, ohne den Sitz des Läufers zu verbreitern. Um die Kraftübertragung zu ermöglichen, müßte der Läufer folglich aus einem Gußteil gefertigt werden, das im Bereich der Rändelung zu einem Flansch verbreitert wird, um die Flächenpressung zu redu­ zieren. Gegenüber einer Lüfterkupplung mit Stahlblech-Läufer baut folglich eine Lüfterkupplung mit Aluminium-Läufer in axia­ ler Richtung länger. Diese Konsequenz ist vielfach nicht akzep­ tabel.

Aus der DE 30 29 992 C2 ist eine Lüfterkupplung bekannt, bei der der Läufer mit der Welle verschraubt ist. Nachteilig hieran ist, daß entweder Platz für die Schraubköpfe in axialer Richtung vor­ gesehen sein muß, oder der Läufer entsprechend breit ausgebildet wird, damit die Schrauben in ihm versenkt werden können.

Von dieser Problemstellung ausgehend, soll die eingangs be­ schriebene Visko-Lüfterkupplung verbessert werden.

Die Problemlösung erfolgt dadurch, daß die Verbindung zwischen Läufer und Welle kraftschlüssig erfolgt und die Kraft unmittel­ bar von der Welle auf den Läufer einleitbar ist.

Durch diese Maßnahme entfällt einerseits die Rändelung und damit die notwendige doppelte Zentrierstelle auf der Welle. Gleichzei­ tig wird die Montage wesentlich vereinfacht. Es sind keine zu­ sätzlichen Bauteile (Schrauben) notwendig, die nicht nur eine entsprechende Lagerhaltung erfordern, sondern auch das Gewicht negativ beeinflussen. Die Verbindung zwischen Läufer und Welle erfolgt unmittelbar durch die Welle. Der Läufer kann auf demsel­ ben Durchmesser gelagert werden, auf dem die Wellenlagerung auf­ gebracht ist. Eine doppelte Bearbeitung der Welle entfällt folg­ lich.

Vorzugsweise ist die Welle mit einem radialen Vorsprung verse­ hen, der beim Verbinden der Welle mit dem umlaufenden Bauteil gegen den Läufer gepreßt wird, wobei sich der Läufer über einen auf der Welle sitzenden Zwischenring am Wellenlager abstützt.

Da die Hauptkrafteinleitung in axialer Richtung erfolgt, kann der Läufer beispielsweise aus Aluminiumblech ausgebildet sein, das gegenüber dem herkömmlich verwendeten Läufer aus Stahlblech keinerlei Veränderungen in den Abmaßen erfahren muß. Das Gewicht der Kupplung kann folglich reduziert werden.

Eine einfache Verbindung und Befestigung der Welle mit dem Bau­ teil ist gegeben, wenn eine Zentralverschraubung eingesetzt wird.

Vorzugsweise ist zwischen dem Läufer und der Welle eine Press­ passung vorgesehen, um eine Zentrierung zu bewirken. Durch die axiale Verschraubung wird der Läufer zwischen Schraube (Vor­ sprung) eingespannt. Dadurch wird die Schirmung und die Durch­ messervergrößerung durch Aufweitung des Läufers wirksam unter­ bunden.

Anstatt einen radialen Vorsprung an der Welle auszubilden, kann statt dessen eine Scheibe verwendet werden, die sich radial in­ nen gegen die Verschraubung (Schraubkopf) und radial außen gegen den Läufer abstützt. Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn sie in Verbindung mit einer Zentralverschrau­ bung Verwendung findet und die Welle mit der Lüfterkupplung ver­ bunden wird.

Mit Hilfe einer Zeichnung sollen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung nachfolgend näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäß ausgebildeten Visko-Lüfterkupplung im Längsschnitt;

Fig. 2 den Längsschnitt in Teildarstellung einer Visko-Lüf­ terkupplung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Die Visko-Lüfterkupplung besteht im wesentlichen aus dem Gehäuse 2, dem auf der Welle 10 aufgesetzten, in der Arbeitskammer 14 umlaufenden Läufer 3, der Wellenlagerung 4 und der Zentralver­ schraubung 6. Über das Bimetall 8 erfolgt die Steuerung der Flüssigkeit vom hier nicht näher bezeichneten Vorratsraum in den Arbeitsraum 14 innerhalb des Gehäuses 2. Über die Bohrungen l, von denen eine Mehrzahl regelmäßig über den Umfang beabstandet vorgesehen ist, kann der hier nicht näher dargestellte Lüfter mit der Lüfterkupplung verbunden werden. Über die Zentralver­ schraubung 6 wird die Lüfterkupplung mit der Wasserpumpenwelle 5 des hier nicht gezeigten Verbrennungsmotors verbunden. Über ei­ nen Deckel 12 wird das Gehäuse 2 verschlossen.

Zur Fixierung des Läufers 3 auf der Welle 10 ist diese mit einem radial nach außen gerichteten Vorsprung 7 versehen. Zwischen dem Läufer 3 und dem Innenring der Wellenlagerung 4 ist eine Zwischenscheibe 11 angeordnet. Zur Zentrierung des Läufers 3 und insbesondere um Unwuchten zu vermeiden, ist zwischen Läufer 3 und Welle 10 eine leichte Preßpassung vorhanden.

Wird die Lüfterkupplung mit der Wasserpumpenwelle 5 über die Zentralverschraubung 6 verbunden, wird beim Eindrehen des Schraubkopfes 9 der Vorsprung 7 gegen den Läufer 3 gepreßt, der sich über die Zwischenscheibe 11 am Innenring des Wellenlagers 4 abstützt. Durch eine entsprechende Vorspannung erfolgt die kraftschlüssige Verbindung zwischen Läufer 3 und Welle 10.

Wie Fig. 2 zeigt, kann statt eines Vorsprungs an der Welle auch eine Scheibe 13 vorgesehen sein, die sich einerseits gegen den Schraubkopf 9 der Zentralverschraubung 6 und andererseits gegen den Läufer 3 abstützt. Auch hier stützt sich der Läufer 3 über eine Zwischenscheibe 11 gegen den Innenring des Wellenlagers 4 ab.

Bezugszeichenliste

1

Bohrung

2

Gehäuse

3

Läufer

4

Wellenlager

5

Wasserpumpenwelle/Bauteil

6

Zentralverschraubung

7

Vorsprung

8

Bimetall

9

Schraubkopf

10

Welle

11

Zwischenscheibe

12

Deckel

13

Scheibe

14

Arbeitskammer

Claims (7)

1. Visko-Lüfterkupplung mit einem in einer Arbeitskammer (14) eines Gehäuses (2) rotierenden drehfest mit einer Welle (10) verbundenen Läufer (3), wobei die Welle (10) mit einem umlaufenden Bauteil (5) eines Verbrennungsmotors verbindbar und das Drehmoment des Läufers (3) auf das Gehäuse (2) übertragbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Läufer (3) und Welle (10) kraftschlüssig erfolgt und die Kraft unmittelbar von der Welle (10) auf den Läufer (3) einleitbar ist.

2. Visko-Lüfterkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Welle (10) mit einem radialen Vorsprung (7) versehen ist, der beim Verbinden der Welle (10) mit dem umlaufenden Bauteil (5) gegen den Läufer (3) gepreßt wird, und sich der Läufer (3) über einen auf der Welle (10) sit­ zenden Zwischenring (11) am Wellenlager (4) abstützt.

3. Visko-Lüfterkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Welle (10) über eine Zentralverschraubung (6) mit dem Bauteil (5) verbindbar ist.

4. Visko-Lüfterkupplung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Läufer (3) und der Welle (10) eine Preßpassung vorgesehen ist.

5. Visko-Lüfterkupplung nach einem oder mehreren der vorste­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (3) aus Aluminium besteht.

6. Visko-Lüfterkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Läufer (3) über seinen Durchmesser eine kon­ stante Breite aufweist.

7. Visko-Lüfterkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Welle (10) über eine Zentralverschraubung (6) mit der Lüfterkupplung verbindbar ist und zwischen dem Kopf (9) der Zentralverschraubung (6) und dem Läufer (3) eine Scheibe (13) angeordnet ist, die beim Verbinden gegen den Läufer (3) gepreßt wird, und sich der Läufer (3) außerdem über einen auf der Welle (10) sitzenden Zwischenring (11) am Wellenlager (4) abstützt.