-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Viskokupplung zur Übertragung
eines Drehmomentes von einem Eingangselement auf ein Ausgangselement über ein
viskoses Fluid und insbesondere auf eine Viskokupplung, die im Antriebsmechanismus
für einen
Kühlventilator
eines Wärmetauschers
eines Motors vorgesehen ist.
-
Eine
herkömmliche
Viskokupplung, dieser Art umfasst ein Eingangselement, das eine
drehbare Welle und einen drehbaren scheibenartigen Rotor aufweist,
der mit der Welle verbunden ist, ein Ausgangselement, das drehbar
auf der Welle vorgesehen ist und eine erste Kammer, in der der Rotor
angeordnet ist sowie eine zweite Kammer, die mit der ersten Kammer über eine
Verbindungseinrichtung in Verbindung ist, eine Drehmoment-Übertragungseinrichtung zum Übertragen
des Rotationsdrehmoments von dem Eingangselement auf das Ausgangselement über das
viskose Fluid, das zwischen einer inneren Wand der ersten Kammer
und der gegenüberliegenden
Fläche
des Rotors vorgesehen ist, einem Pumpmechanismus zum Pumpen des
viskosen Fluids von der ersten in die zweite Kammer in Übereinstimmung
mit der Relativdrehung zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement
sowie einer Ventileinrichtung zum Öffnen und Schließen der Verbindungseinrichtung
entsprechend der Temperatur, die um die Kupplung herum vorliegt.
-
Viskoses
Fluid ist in die erste und die zweite Kammer bis zu einem bestimmten
Level eingefüllt und
das Drehmoment des Rotors wird mittels Scherkräften im viskosen Fluid, das
zwischen der inneren Wand der ersten Kammer und der gegenüberliegenden
Fläche
des Rotors vorliegt, wenn der Rotor gedreht wird, auf das Ausgangselement übertragen. Die
Ventileinrichtung regelt die Menge an viskosem Fluid, das zwischen
der Innenwand der ersten Kammer und der gegenüberliegenden Fläche des
Rotors vorliegt, sodass diese erhöht wird im Ansprechen auf die
Temperatur, die um die Kupplung herum vorliegt. Dadurch wird die
Drehzahl des Kühlgebläses des Wärmetauschers,
das mit dem Ausgangselement verbunden ist, in Abhängigkeit
von der Temperatur geregelt.
-
Bei
der oben erwähnten
Kupplung kommt das viskose Fluid im unteren Bereich der Kupplung zum
Stehen, wenn während
eines Außerbetriebs-Zustandes
die Kupplung nicht aktiviert wird, sodass das viskose Fluid die
erste und zweite Kammer füllt. Wenn
der Betrieb aufgenommen wird, wird das Drehmoment von der Eingansseite
von dem viskosen Fluid, das die erste Kammer füllt, aufgenommen. Das Gebläse rotiert
fortwährend
mit einer unerwünscht hohen
Drehzahl, bis das viskose Fluid von der ersten Kammer in die zweite
Kammer umgepumpt ist. In einem solchen Fall ist für den Fall,
dass die Umgebung entsprechend hohe Temperaturen aufweist und die Ventileinrichtung
offen gehalten wird, kein Problem zu befürchten. Weist jedoch die Umgebungsatmosphäre eine
niedrige Temperatur auf, entstehen Probleme wie Beeinträchtigungen
des Motors hinsichtlich des Aufwärmbetriebes
und auch hinsichtlich der Wirksamkeit der Heizeinrichtung oder hinsichtlich Geräuschentwicklung,
die durch das Gebläse
sofort nach Wiederinbetriebnahme verursacht wird.
-
Eine
herkömmliche
Viskokupplung wurde in der japanischen Patentanmeldung Offenlegungsnummer
63(1988)-180727 offenbart, um die oben erwähnten Nachteile zu beseitigen.
Bei dieser Kupplung ist das Ausgangselement weiterhin mit einer
dritten Kammer versehen, und die erste Kammer ist zwischen der zweiten
und dritten Kammer in axialer Richtung vorgesehen. Die dritte Kammer
ist mit der ersten Kammer über
eine Öffnung
in Verbindung. Mit dieser Anordnung wird ein sog. Mitnahmephänomen beseitigt,
das auftritt, wenn der Motor gestartet wird, aufgrund der Menge
an viskosem Fluid in der ersten Kammer, die vermindert wird, wenn
die Drehung der Welle ausläuft.
Bei dieser Kupplung ist jedoch die Anzahl der Bauteile erhöht und die
Struktur wird daher kompliziert.
-
Außerdem wird
das Gewicht erhöht.
Entsprechend steigen die Produktionskosten. Weiterhin ist die axiale
Länge dieser
Kupplung größer, was
unerwünscht
ist aufgrund der Beschränkungen
bei der Installation einer Kupplung in einem Motorraum, der nur
beschränkten
Platz aufweist.
-
In
der japanischen Patentanmeldung Offenlegungsnummer
JP 2-8518
(A) (Patent Abstracts of Japan, M-951, 1990) wird eine
Fluidkupplung offenbart, in der ein Damm im Inneren einer Vorratskammer
für stillliegendes Öl in einem
außenseitigen
Umfangswandabschnitt in der radialen Richtung einer abgedichteten
Gehäuseseite,
dem Umfangswandabschnitt einer Antriebsscheibe gegenüberliegend,
angeordnet ist. Nach dem Starten des Motors wird Öl in eine
drehmomentübertragende
Kammer zur Vorratskammer für
stillliegendes Öl
hin freigesetzt und in der Kammer gespeichert. Da das Öl in der
Vorratskammer für
stillliegendes Öl
ohne einen Widerstand zu erfahren in der Kammer fließen kann, wird
ein Zurückfließen des Öls zur drehmomentübertragenden
Kammer verhindert. Dadurch wird ermöglicht, dass die angetriebene
Seite von ihrer Schleppbewegung abgehalten wird.
-
In
der deutschen Offenlegungsschrift
DE 3840455 A1 ist eine temperaturempfindliche
Flüssigkeitsventilatorkupplungsvorrichtung
offenbart, bei der zusätzliche
Rotationsübertragung
zur angetriebenen Seite innerhalb einer Zeitdauer so kurz wie möglich unmittelbar
nach dem Anlassen des Motors bzw., wenn der Motor stillsteht, in
einem Hochtemperaturbetriebszustand verhindert wird, wobei ein übermäßiger Ventilatorlärm verhindert
werden soll und darüber hinaus
eine Pumpfunktion des Umlaufkanals von einer äußeren Umfangsseite der Drehmomentübertragungskammer
ausgeführt
werden kann.
-
In
der deutschen Offenlegungsschrift
DE 3742623 A1 ist eine thermisch ansprechende
Flüssigkeits-Ventilatorkupplung
offenbart, die aus einer abgedichteten Kammer besteht, die in eine Ölsammelkammer
und eine Drehmomentübertragungskammer
geteilt wird, an der eine Antriebsscheibe angeordnet ist, und eine
Trennscheibe mit einer Ölflussregulierbohrung,
und einem Abstreifer in einem umlaufenden Durchlass, der die Drehmomentübertragungskammer
und die Ölsammelkammer
verbindet, und einem Ventilteil zum Öffnen und Schließen der Durchflussregulierbohrung
in Abhängigkeit
vom erzeugten Umgebungstemperaturwechsel, um die Drehmomentübertragung
von der Antriebsseite zur Gegenseite bei Wechsel der wirksamen Ölkontaktfläche in einem
Spalt zur Übertragung
des Drehmoments zwischen Antriebsscheibe und dem Gehäuse und
des Deckels zu steuern, wobei eine Überschussölsammelkammer mit einem Einleitungsspalt,
der wiederum mit der Drehmomentübertragungskammer verbunden
ist und die Überschussölsammelkammer weiter
außen
als der Abstreifer in radialer Richtung angeordnet ist, und Öleinleitungsmitteln,
die die Ölsammelkammer
und die Drehmomentübertragungskammer
nur dann miteinander verbinden, wenn der Motor außer Betrieb
ist.
-
In
der deutschen Offenlegungsschrift
DE 3927153 A1 ist eine temperaturgesteuerte
Ventilatorflüssigkeitskupplung
offenbart, die Kühlluft
zum Motor eines Automobils in Abhängigkeit von den allzeitigen
Betriebsbedingungen überträgt. Die
Kupplung weist eine Rotationswelle, eine Antriebsscheibe, die auf
der Welle befestigt ist, und ein geschlossenes Gehäuse auf,
das aus einem Deckel mit einem Gehäuseteil besteht. Die Kupplung
besitzt weiterhin einen Abstreifer zum Ölsammeln, einen Umlaufdurchgang,
ein Ventilglied zum Öffnen
und Schließen
einer Bohrung, die in einer Trennscheibe angeordnet ist und ein
temperaturempfindliches Element. Radial hervorstehende Rippen oder
zurückgesetzte
Wandungen sind vorgesehen, um das Öl zum Abstreifer zu treiben.
-
In
der europäischen
Offenlegungsschrift 106 581 A1 ist eine Fluidkupplungsvorrichtung
mit einem Regelventil offenbart. Die Kupplungsvorrichtung hat ein
Eingangskupplungselement und ein Ausgangskupplungselement, die zusammenwirken,
um eine Vielzahl von ringförmigen
Zungen definieren. Das Eingangselement definiert eine Rückfläche und
das Ausgangselement definiert eine angrenzende Fläche, wodurch
ein unterer Endabstand innerhalb der Kupplung definiert wird. Das
Eingangselement definiert des weiteren eine ringförmige querliegende
Fläche
und eine zylindrische Fläche,
die zusammenwirken, um eine ringförmige Aussparung zu definieren. Wenn
die Lufttemperatur steigt und die Operationskammer mit dem Fluid
gefüllt
wird, verhindert die ringförmige
Aussparung, dass der untere Endabstand in einer Weise mit viskosem
Fluid gefüllt
wird, die zu einer unerwünscht
schnellen Anstiegsrate der Geschwindigkeit des Ausgangskupplungselements führt. Die
Zungen, die durch das Eingangselement definiert sind, haben eine
Vielzahl von radialen Außenzungen,
die eine axiale Länge
haben, die kleiner ist als die nominale, axiale Länge L der
verbleibenden Zungen, um die Anstiegsrate des viskosen Schermoments
zu weiter reduzieren, dass zu dem Ausgangskupplungselement übertragen
wird.
-
In
der deutschen Offenlegungsschrift
DE 29 20 187 A1 ist eine mit Scherwirkung
arbeitende Flüssigkeitskupplung
offenbart. Die Kupplung hat eine treibende Welle und ein Gehäuse als
Ausgangsglied, eine Trennwand, die auf der Antriebswelle drehbar gelagert
ist und in dem Gehäuse
eine Behälterkammer
von einer Arbeitskammer trennt, eine Kupplungsscheibe, die auf der
Antriebswelle sitzt und in der Arbeitkammer liegt, einander in geringem
Abstand voneinander liegende Scherräume für eine viskose Flüssigkeit
bildende Flächen
an der Kupplungsscheibe und dem Gehäuse, Ein- und Auslassöffnungen
in der Trennwand, eine Pumpeneinrichtung in der Arbeitskammer, die
Flüssigkeit
aus dieser über die
Auslassöffnung
der Trennwand in die Behälterkammer
pumpt, ein mit der Trennwand und mit dieser umlaufenden Ventilglied,
das wahlweise den Zustrom von Flüssigkeit
aus der Behälterkammer
zu den Scherräumen
in der Arbeitskammer zum Kuppeln der Kupplungsscheibe mit dem Gehäuse freigibt.
Außerhalb
des Gehäuses
ist ein Elektromagnet zum Öffnen und
Schließen
der Einlassöffnung
in der Trennwand durch das Ventilglied angeordnet und über ein
Lager am Gehäuse
abgestützt.
Ein ortsfester Spulenkasten ist an diesem Lager abgestützt und
enthält
eine erregbare elektromagnetische Spule. Ein Zapfen erstreckt sich
verschieblich und drehbar coaxial zur Spule und dem Spulenkasten
durch eine Bohrung des Gehäuses
in die Behälterkammer.
Ein Anker ist am Zapfen innerhalb des Spulenkastens neben der Spule
befestigt und am Ende des Zapfens mit dem Ventilglied verbunden
und bei Erregen der Spule von der Einlassöffnung fortbewegbar. Eine mit
dem Ventilglied verbundene Feder belastet dieses in Richtung auf
die Trennwand, um bei Stromloswerden der Spule die Einlassöffnung zu
schließen.
-
In
der deutschen Offenlegungsschrift
DE 28 27 331 A1 ist eine Fluidkupplung offenbart.
Die Fluidkupplung hat ein erstes drehbares Organ, eine zusammen
mit dem ersten Organ eine Fluidkammer bildende Abdeckung, eine Ventilplatte,
die die Fluidkammer in eine Arbeitskammer und eine Speicherkammer
unterteilt, ein in der Arbeitskammer sitzendes und gegenüber dem
ersten Organ drehbares zweites Organ, das zu einer Drehachse der
beiden Organe im wesentlichen senkrechte erste und zweite Wandflächen sowie
eine zwischen den ersten und zweiten Wandflächen verlaufende, im wesentlichen ringförmige Außenfläche aufweist,
eine der Ventilplatte zugeordnete Ventilanordnung zum Steuern des
Fluidstroms zwischen der Speicherkammer und der Arbeitskammer, sowie
eine der Ventilanordnung zugeordnete Einrichtung, mittels deren
die Ventilanordnung in Abhängigkeit
von Änderungen
eines vorbestimmten Zustandes betätigbar ist. Das erste Organ
hat eine im wesentlichen ringförmige
Innenfläche und
mindestens ein größerer Teil
dieser Innenfläche bildet
mit der Drehachse einen ersten eingeschlossenen Winkel. Ein mindestens
größerer Teil
der Außenfläche des
zweiten Organs bildet mit der Drehachse einen zweiten eingeschlossenen
Winkel und der größere Teil
der Außenfläche und
der größere Teil
der Innenfläche
stehen über
mindestens einen Teil derselben in einem geringen gegenseitigem
Abstand und der zweite eingeschlossene Winkel ist ungefähr gleich
dem oder größer als
der erste eingeschlossene Winkel.
-
In
der deutschen Offenlegungsschrift
DE 28 03 975 A1 ist eine Fluidkupplung offenbart.
Die Fluidkupplung hat ein erstes drehbares Organ, eine zusammen
mit dem ersten Organ eine Fluidkammer bildende Abdeckung, eine Ventilplatte,
die die Fluidkammer in eine Arbeitskammer und eine Speicherkammer
unterteilt, ein in der Arbeitskammer sitzendes und gegenüber dem
ersten Organ drehbares zweites Organ, das zu der Drehachse der beiden
Organe im wesentlichen senkrechte erste und zweite Wandflächen und
eine Dicke T zwischen diesen Wandflächen hat, wobei die zweite
Wandfläche
des zweiten Organs gemeinsam mit einer benachbarten Oberfläche des
ersten Organs einen Scherraum begrenzt. Die Kupplung hat des weiteren
eine der Ventilplatte zugeordnete Ventilanordnung zum Steuern des
Fluidstroms zwischen der Speicherkammer und der Arbeitskammer, sowie
eine der Ventilanordnung zugeordnete temperaturempfindliche Einrichtung, mittels
deren die Ventilanordnung in Abhängigkeit von Änderungen
eines vorbestimmten Temperaturzustandes betätigbar ist. Das zweite Organ
hat eine im wesentlichen ringförmige
Außenfläche und
das erste Organ eine im wesentlichen ringförmige Innenfläche. Die
Außenfläche hat
einen der ersten Wandfläche
benachbart liegenden ersten Flächenteil,
der im wesentlichen zylindrisch ist, in geringem Abstand von der
ringförmigen
Innenfläche
liegt und sich in Axialrichtung über
einen Abstand von weniger als ungefähr T/3 erstreckt. Die Außenfläche ist
ferner mit einem an den ersten Flächenteil anschließenden und sich
in Richtung auf die zweite Wandfläche erstreckenden zweiten Flächenteil
versehen, der im wesentlichen kegelstumpfförmig ist und zusammen mit der
Drehachse einen eingeschlossenen Winkel zwischen ungefähr 15° und ungefähr 45° bildet.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Viskokupplung
zu schaffen, die die oben erwähnten
Nachteile nicht aufweist.
-
Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte
Kammer für
viskoses Fluid in einer solchen Kupplung zu schaffen, die das sog.
Mitnahmephänomen
verhindern kann, ohne dass die Anzahl der Bauteile oder deren Größe vergrößert wird.
-
Um
diese Aufgaben zu lösen,
wird eine verbesserte Viskokupplung vorgeschlagen, die ein Eingangselement
aufweist, das eine drehbare Welle und einen Rotor hat, der mit dieser
Welle verbunden ist; ein Ausgangselement, drehbar an der Welle vorgesehen,
mit einer ersten Kammer, in der der Rotor angeordnet ist, und einer
zweiten Kammer, die mit der ersten Kammer über eine Übertragungseinrichtung in Verbindung
ist; einer Drehmomentübertragungseinrichtung
zum Übertragen
eines Drehmomentes von dem Eingangselement auf das Ausgangselement über das
viskose Fluid, die zwischen einer inneren Wand der ersten Kammer
und einer gegenüberliegenden
Fläche
des Rotors vorgesehen ist; ein Pumpmechanismus zum Pumpen des viskosen
Fluids von der ersten Kammer in die zweite Kammer in Übereinstimmung
mit der Relativdrehung zwischen dem Eingangs- und dem Ausgangselement; und einer
Ventileinrichtung zum Öffnen
und Schließen
der Übertragungseinrichtung
entsprechend der Temperatur der umgebenden Atmosphäre, wobei
die Drehmoment-Übertragungseinrichtung
eine derartige radiale Erstreckung besitzt, dass das viskose Fluid
nicht in der Drehmoment-Übertragungseinrichtung
vorliegt, wenn die Welle während
eines geschlossenen Zustands der Ventileinrichtung gedreht wird.
-
Weitere
Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher von der detaillierten
Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, wenn diese
zusammen mit den beiliegenden Figuren studiert wird.
-
1 zeigt
einen Querschnitt eines Ausführungsbeispiels
der Viskokupplung in einem gestoppten Zustand in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung.
-
2 zeigt
einen Querschnitt des Ausführungsbeispiels
der Viskokupplung unter Betriebsbedingungen in Übereinstimmung mit der Erfindung.
-
3 ist
eine grafische Darstellung über
die Zeit, aufgetragen in der horizontalen Achse, die die Drehzahl
des Gebläses über die
vertikale Achse angibt, wenn der Motor bei niedrigen Temperaturen
gestartet wird.
-
Eine
Viskokupplung in Übereinstimmung
mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
folgend erläutert.
-
1 und 2 zeigen
eine Viskoskupplung 10, die in dem Kühlgebläse eines Kühlers (Wärmetauschers) eines Antriebsmechanismus
eines Motors (nicht dargestellt) vorgesehen ist. Wie aus den 1 und 2 zu
ersehen ist, ist ein Rotor 14 an einer Welle 11 befestigt,
die mittels des Motors angetrieben wird und Gehäuse 12 und 13 (Ausgangselement)
sind drehbar an der Welle 11 angeordnet. Das Gehäuse 12 ist
drehbar auf der Welle 11 über eine Lagerung 15 gelagert
und mit dem Gehäuse 13,
das einen hohlen Abschnitt aufweist, mittels Schrauben befestigt.
Eine Platte (16) (Ausgangselement) ist an dem benachbarten
Abschnitt des sich öffnenden
Endes des hohlen Abschnitts des Gehäuses 13 befestigt
und eine Rotorkammer (erste Kammer) R1 wird durch das Gehäuse 12,
das Gehäuse 13 und
die Platte 16 definiert. Eine Speicherkammer (zweite Kammer)
R2 wird durch die Platte 16 und den hohlen Abschnitt des
Gehäuses 13 definiert.
Der Rotor 14 ist in der Rotorkammer R1 angeordnet. Die
Flächen
des Gehäuses 12 und
des Rotors 14, die einander gegenüberliegen, weisen labyrinthartige
Nuten auf und bilden einen Labyrinthmechanismus L (Drehmoment- Übertragungseinrichtung).
-
Ein
Loch 13b ist in dem Gehäuse 13 vorgesehen.
Ein Ende dieses Pumploches 13b ist mit der Speicherkammer
R2 in Verbindung und deren anderes Ende ist mit deren äußeren Umfangsabschnitt
der Rotorkammer R1 verbunden. Ein Vorsprung 13a, der in
den äußeren Umfangsabschnitt
der Rotorkammer R1 vorsteht, ist an dem Gehäuse 13 ausgebildet.
Der Vorsprung 13a ist benachbart zu dem Loch 13b in Umfangsrichtung
vorgesehen. Der Vorsprung 13a und das Loch 13b bilden
einen Pumpmechanismus, der das Fluid von der Rotorkammer R1 in die
Speicherkammer R2 pumpt. Bei diesem Ausführungsbeispiel – wie in 1 dargestellt – hat der
Labyrinthmechanismus L eine derartige radiale Position, dass die Beziehung
zwischen einem Durchmesser D der Rotorkammer R1 und dem äußeren Durchmesser
d des Labyrinthmechanismus L d/D < 0,86
ist.
-
Ein
Durchgang 16a, der die Rotorkammer R1 mit der Speicherkammer
R2 verbindet, ist in der Platte 16 ausgebildet. Ein Loch 16b ist
in einem Abschnitt des Rotors 14 ausgebildet, an dem sich
der radial innere Durchmesser des Labyrinthmechanismus L befindet.
Das Loch 16b ist bezüglich
des axialen Zentrums der Welle 11 auf demselben Kreis angeordnet, auf
dem die Passage 16a angeordnet ist. Dadurch wird das viskose
Fluid, das durch die Speicherkammer R2 in die Rotorkammer R1 über die
Passage 16a eingebracht wird, zu dem Labyrinthmechanismus
L über
das Loch 16b geleitet.
-
Das
Gehäuse 13 ist
mit einem Loch in seinem axialen Zentrum versehen und eine Stange 17 ist
fluiddicht und drehbar in diesem Loch des Gehäuses 13 über eine
Buchse 20 angeordnet. An einem Ende der Stange 17,
die in die Speicherkammer R2 vorsteht, ist ein plattenartiges Ventil
V befestigt, das die Passage 16 öffnen und schließen kann
im Ansprechen auf eine Drehung der Stange 17. Am anderen
Ende der Stange 17, das nach außen vorsteht, ist ein Bimetall-Spiralfederelement 18 vorgesehen.
An einem Ende dieses Bimetall-Spiralfederelements 18 ist
ein Eingriff mit dem anderen Ende der Stange 17 vorgesehen
und das andere Ende des Bimetall-Spiralfederelements 18 ist
mit einem Eingriffsabschnitt 19 in Eingriff, der an dem
Gehäuse 13 ausgebildet
ist. Das Bimetall-Spiralfederelement 18 expandiert
und kontrahiert im Ansprechen auf die Temperatur der Umgebungsatmosphäre des Motors.
Dadurch dreht die Stange 17 in die eine oder in die andere
Richtung und das Ventil V öffnet
und schließt
die Passage 16a im Ansprechen auf die Temperatur.
-
Bei
der oben erläuterten
Viskokupplung schließt
in dem Fall, dass der Motor angehalten wird und die Umgebungstemperatur
einen vorbestimmten Wert unterschreitet, das Ventil V vollständig die
Passage 16a. In diesem Zustand ist, da die Rotorkammer R1 über das
Loch 13b in Verbindung mit der Speicherkammer R2 ist, der
Flüssigkeitsstand
des viskosen Fluids F, bspw. Silikonöl, in der Rotorkammer R1 und
in der Speicherkammer R2, wie in 1 dargestellt.
In diesem Ausführungsbeispiel
ist die Menge an viskosem Fluid F in der Rotorkammer R1 in diesem
Zustand 29 cm3.
-
In
diesem Zustand fließt
das viskose Fluid F in der Rotorkammer R1, wenn der Motor gestartet wird
und der Rotor 14 dreht, aufgrund der Zentrifugalkräfte radial
nach außen
und bildet einen Fluidring. Zu diesem Zeitpunkt ist bei diesem Ausführungsbeispiel,
da die Beziehung zwischen dem Durchmesser D der Rotorkammer R1 und
dem äußeren Durchmesser
d des Labyrinthmechanismus L d/D < 0,86
ist, der radial innere Durchmesser des Fluidrings radial außerhalb
der wirksamen Übertragungsfläche der Drehmomentübertragungseinrichtung
(L). Daher werden, da das viskose Fluid in dem Labyrinthmechanismus
L vorliegt, die Scherkräfte,
die zwischen dem Rotor 14 und dem Gehäuse 12 erzeugt werden klein
und die Drehmoment-Übertragungsfähigkeit zum Übertragen
des Drehmomentes von dem Rotor 14 auf das Gehäuse 12 wird
ebenfalls niedrig. Nun, in 2 zu sehen,
ist die Drehmoment-Übertragungsfähigkeit
in dem Bereich S wesentlich geringer als die des Labyrinthmechanismus
L. Daher wird die unerwünschte
Drehmoment-Übertragung
vermieden und ein unerwünschtes
schnelles Drehen des Gebläses,
das mit dem Gehäuse 13 verbunden
ist, wird verhindert.
-
3 zeigt
eine Änderung
der Drehzahl des Gebläses,
nachdem der Motor bei geringen Temperaturen gestartet wurde. Bei
früheren
Viskokupplungen, bei denen die radiale Anordnung des Labyrinthmechanismus
nicht wie bei der vorliegenden Erfindung gewählt wurde, wird das Drehmoment
von dem Rotor (Eingangselement) auf das Gehäuse (Ausgangselement) über das
viskose Fluid übertragen, das
in dem Labyrinthmechanismus vorliegt. Daher nimmt – wie durch
die durchgezogene Linie in 3 dargestellt – die Drehzahl
des Gebläses
zu und es braucht eine vergleichsweise lange Zeit, bis das viskose
Fluid von der Rotorkammer in die Speicherkammer mittels des Pumpmechanismus
umgepumpt ist. Im Gegensatz dazu ist der Drehzahlanstieg des Gebläses bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel – wie dargestellt
durch die unterbrochene Linie in 3 – gering,
da das viskose Fluid in der beschriebenen Weise im Labyrinthmechanismus
L vorliegt, und das viskose Fluid F in der Rotorkammer R1 wird schnell
in die Speicherkammer R2 mittels des Pumpmechanismus umgepumpt.
-
Wenn
die Temperatur der Umgebungsatmosphäre nach und nach ansteigt, öffnet das
Ventil V nach und nach die Passage 16a. Dadurch nimmt die Menge
an viskosem Fluid F, das in dem Labyrinthmechanismus L vorliegt,
zu und die Scherkräfte
werden größer. Als
Ergebnis daraus wird die Drehzahl des Gebläses im Ansprechen auf die Temperatur
der Umgebung erhöht.
-
Wie
bereits erwähnt,
ist es aufgrund der Erfindung möglich
zu verhindern, dass das viskose Fluid in der ersten Kammer im Bereich
der Drehmoment-Übertragungseinrichtung
vorliegt, wenn die Welle bei niederen Temperaturen gedreht wird.
Entsprechend wird das sog. Mitnahmephänomen, das auftritt, wenn der
Motor bei niedrigen Temperaturen gestartet wird, verhindert.
-
Weiterhin
wird gemäß der vorliegenden
Erfindung diese Wirkung durch die Wahl der radialen Position der
Drehmoment-Übertragungseinrichtung in
der ersten Kammer erzielt. D.h., die oben dargelegte Wirkung kann
ohne eine Erhöhung
der Anzahl der Bauteile oder deren Größe erzielt werden.
-
Im
vorangegangenen wurde das Grundprinzip eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
und die Wirkungsweise der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die
Erfindung ist jedoch nicht auf dieses, insbesondere die detailliert
beschriebenen Konstruktionen, beschränkt, sondern diese sind vielmehr
als erläuternd
und nicht als beschränkend
anzusehen. Modifizierungen und Änderungen,
die vom Fachmann durchgeführt
werden können,
ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen, fallen ebenfalls unter
den Schutzbereich der Erfindung. Entsprechend sollte die vorangegangene
Beschreibung als exemplarisch verstanden werden und nicht beschränkend hinsichtlich
des Schutzbereichs und des Erfindungsgedankens der Erfindung, die
in den folgenden Ansprüchen beschrieben
wird.
-
Offenbart
wird eine Viskokupplung, die ein Eingangselement mit einer drehbaren
Welle sowie einen Rotor aufweist, der an der Welle befestigt ist,
ein Ausgangselement, drehbar an der Welle angeordnet, mit einer
ersten Kammer, in der der Rotor angeordnet ist und einer zweiten
Kammer, die in Verbindung mit der ersten Kammer über eine Passage ist, einem Drehmoment-Übertragungsmechanismus zum Übertragen
eines Drehmoments von dem Eingangs- auf das Ausgangselement über das
viskose Fluid, der zwischen einer inneren Wandung der ersten Kammer und
einer gegenüberliegenden
Fläche
des Rotors vorgesehen ist, einem Pumpenmechanismus zum Umpumpen
des in der ersten Kammer vorliegenden viskosen Fluid in die zweite
Kammer in Übereinstimmung
mit einer Relativdrehung zwischen dem Eingangs- und dem Ausgangselement
und einer Ventileinrichtung zum Öffnen
und Schließen
der Passage in Übereinstimmung
mit der Temperatur der Umgebung, wobei der Drehmoment-Übertragungsmechanismus eine
derartige radiale Erstreckung hat, dass das viskose Fluid nicht
im Drehmoment-Übertragungsmechanismus
vorliegt, wenn die Welle in einem Zustand gedreht wird, in dem die
Ventileinrichtung geschlossen ist.