DE19915871A1 - Viskosefluidkupplung - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Viskosefluidkupplung (1) mit einem Gehäuse (4), welches drehbar an einer Antriebswelle (2) eines Motors gelagert ist. Eine im Gehäuse (4) angeordnete Betätigungsplatte (8) unterteilt einen Raum des Gehäuses (4) in ein Reservoir (5) und eine Betriebskammer (6). Die Betätigungsplatte (8) weist eine Verbindungsöffnung (7) zur Verbindung des Reservoirs (5) mit der Betriebskammer (6) auf. Ein an der Antriebswelle (2) befestigter Rotor (9) ist in der Betriebskammer (6) angeordnet. Ein Ventilmechanismus (11) ist an der Betätigungsplatte (8) befestigt, um die Verbindungsöffnung (7) entsprechend der Umgebungstemperatur des Gehäuses (4) zu schließen und zu öffnen. Ein am Gehäuse (4) befestigtes angetriebenes Rad (12) ist zwischen der Betätigungsplatte (8) und dem Rotor (9) angeordnet. Ein Drehmomentübertragungsbereich (10) umfaßt erste ringförmige Vorsprünge (13), welche konzentrisch am angetriebenen Rad (12) gebildet sind, und eine Vielzahl von zweiten ringförmigen Vorsprüngen (14), welche konzentrisch am Rotor (9) gebildet sind. Die ersten ringförmigen Vorsprünge (13) sind überlappend und benachbart zu den zweiten ringförmigen Vorsprüngen (14) angeordnet, um eine Fluidkupplung zwischen ihnen über das viskose Fluid zu bilden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Viskosefluidkupplung, die geeignet ist, eine Hilfs- bzw. Zusatzvorrichtung anzutrei­ ben wie beispielsweise ein Kühlgebläse bzw. einen Lüfter für einen Motor mit interner Verbrennung.

In den japanischen Gebrauchsmusteranmeldungen Nr. 57-204491 und 3-77825 sind Viskosefluidkupplungen zum Antrieb eines Lüf­ ters für einen Motor mit einer internen Verbrennung offenbart. Wie in Fig. 21 und 22 gezeigt umfaßt diese herkömmliche Visko­ sefluidkupplung 100 ein Gehäuse 104, welches relativ drehbar zu einer Antriebswelle 102 ist, eine Betriebs- bzw. Betäti­ gungsplatte 108, welche einen Raum im Gehäuse 104 in ein Re­ servoir 105 und eine Betriebskammer 106 unterteilt, einen Ro­ tor 109, welcher in der Betriebskammer 106 angeordnet ist und an der Antriebswelle 102 befestigt ist, sowie einen Ventilme­ chanismus 111, welcher an einem äußeren Umfangsbereich des Ro­ tors 109 angeordnet ist. Das Gehäuse 104 besteht aus einem Ge­ häusegrundelement 121, welches durch die Antriebswelle 102 ab­ gestützt ist, und einem Deckelelement 122, welches am Gehäuse­ grundelement 121 befestigt ist. Das Deckelelement 122 umfaßt einen kreisförmigen ausgesparten Bereich 123, um die Betriebs­ kammer 105 zu definieren, und einen ringförmigen Flanschbe­ reich 125, welcher einen Rückführdurchlaß 124 aufweist. Die Betätigungsplatte 108 ist aus einem Metall hergestellt und in einer scheibenförmigen Form gebildet. Die Betätigungsplatte 108 ist mit dem Flanschbereich 124 des Deckelelements 122 mit­ tels Verstemmen verbunden, um eine Öffnung des ausgesparten Bereichs 123 des Deckelelements 122 zu schließen. Ein drehmo­ mentübertragender Bereich 110 wird durch eine Vielzahl von ringförmigen Vorsprüngen 127, welche konzentrisch am Deckele­ lement 122 gebildet sind, und eine Vielzahl von ringförmigen Vorsprüngen 128 gebildet, welche konzentrisch am Rotor 109 ge­ bildet sind, so daß die ringförmigen Vorsprünge 127 und 128 einander überlappen.

Wenn die Umgebungstemperatur um das Gehäuse gering ist, ist die an der Betätigungsplatte 108 gebildete Verbindungsöffnung 107 durch den Ventilmechanismus 111 geschlossen, um das Strö­ men von viskosem Fluid vom Reservoir 105 zur Betriebskammer 106 zu unterbinden. Daher ist der Betrag an Drehmomentübertra­ gung vom Rotor 109 zum Gehäuse 104 verringert, um einen Lüfter anzuhalten oder mit einer geringen Geschwindigkeit drehen zu lassen. Wenn die Umgebungstemperatur um das Gehäuse hoch ist, ist die Verbindungsöffnung durch die Betätigung des Ventilme­ chanismus 111 geöffnet, um viskoses Fluid vom Reservoir 105 zur Betriebskammer 106 strömen zu lassen. Daher ist der Betrag an Drehmomentübertragung vom Rotor 109 auf das Gehäuse 104 vergrößert, um den Lüfter mit einer hohen Geschwindigkeit zu drehen.

Jedoch treten bei der herkömmlichen Viskosefluidkupplung 101 Probleme auf. Da beispielsweise der Drehmomentübertragungsbe­ reich 110 durch die benachbart angeordneten ringförmigen Vor­ sprünge 127 und die ringförmigen Vorsprünge 128 gebildet ist, ist es notwendig, den Drehmomentübertragungsbereich 110 an ei­ nem äußeren Umfangsbereich des Deckelelements 122 anzuordnen. Das heißt, da die Betätigungsplatte 108 in einem mittleren Be­ reich des Deckelelements 122 montiert ist, ist es nicht mög­ lich, die ringförmigen Vorsprünge 127 an einer inneren Posi­ tion entsprechend der Betätigungsplatte 108 anzuordnen. Da weiter der Drehmomentübertragungsbereich 110 an eine Außen­ seite im Vergleich mit einer das Reservoir 105 definierten In­ nenfläche gebildet ist, d. h. da das Reservoir 105 auf einem Höhenniveau angeordnet ist, welches geringer als das des Drehmomentübertragungsbereich 110 ist, taucht der Drehmo­ mentübertragungsbereich 110 in das viskose Fluid ein, wenn der Motor angehalten wird. Dieses Eintauchen des Drehmomentüber­ tragungsbereichs 110 erzeugt ein Schlepp- bzw. Widerstandsro­ tationsphänomen des Lüfters, wenn der Motor gestartet wird. Obwohl die japanischen Gebrauchsmusteranmeldungen Nr. 59-128 933 und 1-83925 andere herkömmliche Viskosefluidkupplungen vorgeschlagen haben, um ein derartiges Lüfter- Widerstandsrotationsphänomen zu verhindern, weisen diese her­ kömmlichen Viskosefluidkupplungen ein anderes Problem auf, welches zu einer verschlechterten Nutzung des viskosen Fluids führt.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung bei einfacher und kostengünstiger Herstellbarkeit eine verbesserte Viskose­ fluidkupplung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch eine Fluidkupplung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Ge­ genstand der Unteransprüche.

Eine erfindungsgemäße Viskosefluidkupplung ist mit einem Motor verbunden. Die Viskosefluidkupplung umfaßt eine Antriebswelle, welche mit einer Drehwelle des Motors verbunden ist. Ein Ge­ häuse ist drehbar an der Antriebswelle abgestützt bzw. gela­ gert. Eine Betriebs- bzw. Betätigungsplatte ist derart im Ge­ häuse angeordnet, daß ein durch das Gehäuse definierter Raum in ein Reservoir bzw. einen Speicher und eine Betriebskammer unterteilt ist. Die Betätigungsplatte weist eine Verbindungsöff­ nung auf, welche das Reservoir und die Betriebskammer mitein­ ander verbindet. Viskoses Fluid ist im Reservoir und in der Betriebskammer gespeichert. Ein Rotor ist in der Betriebskam­ mer angeordnet und an der Antriebswelle befestigt. Ein Ventil­ mechanismus schließt und öffnet die Verbindungsöffnung ent­ sprechend der Umgebungstemperatur des Gehäuses, um eine Durch­ flußmenge bzw. Strömungsgeschwindigkeit des viskosen Fluids vom Reservoir zur Betriebskammer zu steuern bzw. zu regeln. Ein angetriebenes Rad ist am Gehäuse befestigt, so daß es zwi­ schen der Betätigungsplatte und dem Rotor angeordnet ist. Ein Drehmomentübertragungsbereich umfaßt ein Vielzahl erster ring­ förmiger Vorsprünge bzw. Fortsätze, welche konzentrisch an ei­ nem äußeren Umfangsbereich des angetriebenen Rads gebildet sind, sowie eine Vielzahl zweiter ringförmige Vorsprünge bzw.

Fortsätze, welche konzentrisch an einem äußeren Umfangsbereich des Rotors gebildet sind. Die ersten ringförmigen Vorsprünge sind überlappend benachbart den zweiten ringförmigen Vorsprün­ gen, so daß sie durch das viskose Fluid miteinander fluidge­ koppelt sind.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeich­ nung beschrieben. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugs­ zeichen gleiche Teile und Elemente in allen Figuren. In der Zeichnung ist:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Viskosefluidkupplung eines ersten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegen­ den Erfindung;

Fig. 2 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines wesentli­ chen Bereichs von Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht einer Betätigungsplatte, welche im er­ sten Ausführungsbeispiel von Fig. 1 verwendet wird;

Fig. 4 eine Draufsicht, welche eine erste Fläche eines ange­ triebenen Rads zeigt, welches im ersten Ausführungs­ beispiel verwendet wird;

Fig. 5 eine Draufsicht, welche eine zweite Fläche des ange­ triebenen Rads zeigt;

Fig. 6 eine Querschnittsansicht entlang der Richtung der Pfeile VI-VI von Fig. 5;

Fig. 7 eine Draufsicht, welche eine Modifikation des ange­ triebenen Rades des ersten Ausführungsbeispiels zeigt;

Fig. 8 eine Draufsicht des Rotors des ersten Ausführungsbei­ spiels;

Fig. 9 eine Querschnittsansicht entlang der Richtung der Pfeile IX-IX von Fig. 8;

Fig. 10 eine Querschnittsansicht von ersten ringförmigen Vor­ sprüngen des Rotors, welche in einem zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel verwendet werden;

Fig. 11 eine Querschnittsansicht einer Viskosefluidkupplung eines dritten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegen­ den Erfindung;

Fig. 12 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines wesentli­ chen Bereichs von Fig. 11;

Fig. 13 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines wesentli­ chen Bereichs der Fluidkupplung eines vierten Ausfüh­ rungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 14 eine vergrößerte Querschnittsansicht der ersten und zweiten ringförmigen Vorsprünge des vierten Ausfüh­ rungsbeispiels;

Fig. 15 ein vergrößerter wesentlicher Bereich der Fluidkupp­ lung eines fünften Ausführungsbeispiels gemäß der vor­ liegenden Erfindung;

Fig. 16 eine vergrößerte Querschnittsansicht der ersten und zweiten ringförmigen Vorsprünge des fünften Ausfüh­ rungsbeispiels;

Fig. 17 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines wesentli­ chen Bereichs einer Modifikation des fünften Ausfüh­ rungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;

Fig. 18 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines wesentli­ chen Bereichs einer weiteren Modifikation des fünften Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 19 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines wesentli­ chen Bereichs einer weiteren Modifikation des fünften Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 20 eine vergrößerte Querschnittsansicht der ersten und zweiten ringförmigen Vorsprünge eines weiteren Ausfüh­ rungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;

Fig. 21 eine Querschnittsansicht einer herkömmlichen Viskose­ fluidkupplung; und

Fig. 22 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines wesentli­ chen Bereichs von Fig. 21.

In den Fig. 1-9 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vis­ kosefluidkupplung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung darge­ stellt. Die Viskosefluidkupplung 1 ist geeignet, um einen Lüf­ ter (nicht gezeigt) für einen Motor E mit innerer Verbrennung anzutreiben. Die Viskosefluidkupplung 1 umfaßt ein Gehäuse 4, welches drehbar an einer Antriebswelle 2 über ein Lager 3 ge­ lagert ist, eine Betriebs- bzw. Betätigungsplatte 108 zur Steuerung bzw. Regelung einer Fluidverbindung zwischen einem Speicher bzw. Reservoir 5 und einer Betriebskammer 6, welche im Gehäuse 4 definiert ist. Weiter umfaßt die Viskosefluid­ kupplung einen Rotor 9, welcher in der Betriebskammer 6 ange­ ordnet ist und fest mit der Antriebswelle 2 verbunden ist, ei­ nen Drehmomentübertragungsbereich 10 und einen Ventilmechanis­ mus 11 zur Steuerung bzw. Regelung einer Durchflußmenge bzw. Strömungsgeschwindigkeit eines viskosen Fluids, welches vom Reservoir 5 zur Betriebskammer 6 strömt.

Der Drehmomentübertragungsbereich 10 umfaßt eine Vielzahl er­ ster ringförmiger Vorsprünge bzw. Fortsätze 13, welche konzen­ trisch an einem äußeren Umfangsbereich eines angetriebenen Ra­ des 12 gebildet sind, welches dem Rotor 9 gegenüber liegt, so­ wie eine Vielzahl zweiter ringförmiger Vorsprünge bzw. Fort­ sätze 14, welche am Rotor gebildet sind, so daß sie überlap­ pend oder eingreifend benachbart den ersten ringförmigen Vor­ sprüngen 13 des angetriebenen Rades 12 angeordnet sind. Der Drehmomentübertragungsbereich 10 ist derart angeordnet, daß ein Teil des Drehmomentübertragungsbereichs 10 innerhalb einer Innenfläche 5a des Reservoirs 5 bezüglich einer Mittelachse c der Viskosefluidkupplung 1 angeordnet ist. Das viskose Fluid ist abgedichtet im Reservoir 5 und der Betriebskammer 6 ge­ speichert und die Drehmomentübertragungswirkung am Drehmo­ mentübertragungsbereich 10 wird durch das viskose Fluid ausge­ führt.

Das Gehäuse 4 umfaßt ein Gehäusegrundelement 21, welches dreh­ bar durch die Antriebswelle gelagert ist, sowie ein Deckelele­ ment 23, welches an einem vorderen Bereich des Gehäusegrunde­ lement 21 mittels Bolzen 22 befestigt ist. Das Deckelelement 23 umfaßt einen kreisförmigen ausgesparten Bereich 24, um das Reservoir 5 zu definieren, und einen ringförmigen Flanschbe­ reich 26 mit einem Rückführdurchlaß 25 zur Rückführung von viskosem Fluid. Der Flanschbereich 26 ist an einer Umfangssei­ te bezüglich des kreisförmigen ausgesparten Bereichs 24 gebil­ det. Die Betätigungsplatte 8 ist Flanschbereich 26 befestigt, so daß sie nahe dem ausgesparten Bereich 24 angeordnet ist.

Wie in Fig. 3 gezeigt, ist die Betätigungsplatte 8 aus Metall hergestellt und allgemein in einer Scheibenform gebildet. Die ersten und zweiten Öffnungen 7 und 7a sind derart in der Betä­ tigungsplatte 8 gebildet, daß das Reservoir 5 und die Be­ triebskammer 6 in Fluidverbindung stehen. Wie in Fig. 2 ge­ zeigt, ist der äußere Umfangsbereich der Betätigungsplatte 8 fest mit dem Flanschbereich 26 des Deckelelements 23 über vier Verstemmbereiche 27 mittels Verstemmen verbunden, so daß eine Öffnung des ausgesparten Bereichs 24 des Deckelelements 23 verschlossen ist. Die vier Verstemmbereiche 27 sind am Flanschbereich 26 in gleichen Abständen gebildet.

Eine erste Fläche der Betätigungsplatte 8 liegt dem Reservoir 5 gegenüber und ist teilweise mit einer Ventilscheibe bzw. -platte 51 eines Ventilmechanismus 11 bedeckt. Die Ventilplat­ te 51 ist angeordnet, um die ersten und zweiten Öffnungen 7 und 7a der Betätigungsplatte 8 zu öffnen und zu schließen. Ei­ ne zweite Fläche der Betätigungsplatte 8 liegt der Betriebs­ kammer 6 gegenüber und ist mit einem angetriebenen Rad 12 ver­ bunden. Genauer ist das angetriebene Rad 12 an der zweiten Fläche der Betätigungsplatte 8 überlappend ausgebildet und ist am Deckelelement 23 mittels einer Vielzahl von Bolzen 28 befe­ stigt.

Wie in Fig. 4 gezeigt, sind an einer Fläche des angetriebenen Rades 12, welches die Betätigungsplatte 8 bedeckt, ein ausge­ sparter Bereich 31 für einen Eingriff des Verstemmbereichs 27, erste und zweite sektorförmige Hilfskammern 32 und 32A, welche jeweils mit den ersten und zweiten Öffnungen 7 und 7A in Ver­ bindung stehen, und erste und zweite Durchlässe 33 und 34 ge­ bildet, welche die ersten und zweiten Hilfskammern 32 und 32A mit dem Drehmomentübertragungsbereich 10 verbinden.

Der ausgesparte Bereich 31 ist in einer kreisförmigen Form ge­ bildet. Wenn das angetriebene Rad 12 während der Montage­ schritte auf die Betätigungsplatte 8 aufgesetzt wird, werden die Verstemmverbindungsbereiche 27 in den ausgesparten Bereich 31 gesetzt, so daß die zweite Fläche der Betätigungsplatte 8 in das angetriebene Rad 12 eingepaßt ist. Das angetriebene Rad 12 ist auf die Betätigungsplatte 8 derart aufgesetzt, daß die ersten Hilfskammern 32 und 32A sich an den Positionen der er­ sten und zweiten Öffnungen 7 und 7A befinden. Die ersten und zweiten Hilfskammern 32 und 32A sind derart gebildet, daß ihre Querschnittsbereiche größer als die der ersten und zweiten Öffnungen 7 und 7A sind. Diese Anordnung dient dazu, daß das viskose Fluid von den Öffnungen 7 und 7a glatt bzw. ruhig zum Drehmomentübertragungsbereich 10 strömt. Der erste Durchlaß 33 umfaßt einen ersten seitlichen Durchlaß 33A durch den das vis­ kose Fluid von der ersten Öffnung 7 zum äußeren Umfangsbereich des angetriebenen Rades 12 strömt sowie einen ersten vertika­ len Durchlaß 33B, welcher an einem äußeren Endbereich des er­ sten seitlichen Durchlasses 33A gebildet ist. Der zweite Durchlaß 34 umfaßt einen zweiten seitlichen Durchlaß 34A, durch den das viskose Fluid von der ersten Öffnung 7 zum äuße­ ren Umfangsbereich des angetriebenen Rades 12 strömt sowie ei­ nen zweiten vertikalen Durchlaß 34B, welcher an einem äußeren Endbereich des zweiten seitlichen Durchlasses 34A gebildet ist.

Wie in Fig. 4 gezeigt, ist ein Abstand L1 zwischen einer Mitte des angetriebenen Rades 12 und dem ersten vertikalen Durchlaß 33B unterschiedlich von einem Abstand L2 zwischen der Mitte des angetriebenen Rades 12 und dem zweiten vertikalen Durchlaß 34B. Daher ist ein Timing, bei welchem das viskose Fluid dem Drehmomentübertragungsbereich 10 durch den ersten Durchlaß 33 zugeführt wird, unterschiedlich von einem Timing, bei welchem das viskose Fluid dem Drehmomentübertragungsbereich 10 durch den zweiten Durchlaß 34 zugeführt wird. Dieser Unterschied un­ terzeugt Veränderungen bzw. Variationen bei den Betriebscha­ rakteristiken.

Wie in den Fig. 5 und 6 gezeigt, sind die ersten ringförmigen Vorsprünge 13 konzentrisch an der anderen Fläche des angetrie­ benen Rades 12 gebildet. Die ersten ringförmigen Vorsprünge 13 stellen einen Teil des Drehmomentübertragungsbereichs 10 dar. Die ersten ringförmigen Vorsprünge 13 weisen die gleiche Tiefe bzw. Höhe H1 auf.

Fig. 7 zeigt eine Modifikation des angetriebenen Rades. In dieser Modifikation sind vier bogenförmige ausgesparte Berei­ che 31 zur Aufnahme der Verstemmungsverbindungsbereiche 27 an Positionen entsprechend den vier Verstemmungsverbindungsberei­ chen 27 gebildet. Dieser modifizierte Aufbau der ausgesparten Bereiche 31 verringert ein Volumen eines Raumes der ausgespar­ ten Bereich 31 im Vergleich mit den ringförmigen ausgesparten Bereichen 31 und verhindert daher das Ansteigen des Gesamtvo­ lumens des viskosen Fluids.

Wie in den Fig. 8 und 9 gezeigt, weist der Rotor 9 eine La­ geröffnung 9a an seinem Mittelbereich auf. Ein äußerer Endbe­ reich 2a der Antriebswelle 2 wird in die Lageröffnung 9a ein­ geführt und an der Antriebswelle 2 durch Vergrößern eines Um­ fangsbereichs 2a des äußeren Endbereichs 2a befestigt. Die zweiten ringförmigen Vorsprünge 14, welche einen Teil des Drehmomentübertragungsbereich 10 darstellen, sind konzentrisch an einer Fläche des angetriebenen Rades 12 gebildet, welche dem Rotor 9 gegenüber liegt. Die zweiten ringförmigen Bereiche 14 weisen die gleiche Höhe H2 auf und die Höhe H2 der zweiten ringförmigen Vorsprünge 14 ist im allgemeinen die gleiche wie die Höhe H1 der ersten ringförmigen Vorsprünge 13. Der Rotor 9 weist eine Vielzahl von Erleichterungsöffnungen 41 um die La­ geröffnung 9a auf, wie in Fig. 8 gezeigt.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist der Ventilmechanismus 11 passend an der Betätigungsplatte 8 angebracht. Der Ventilmechanismus 11 umfaßt eine Ventilplatte 51 zum Öffnen und zum Schließen der ersten und zweiten Öffnungen 7 und 7A und ein gewickeltes bzw. gewendeltes Bimetall 52 zum Antreiben der Ventilplatte 51 ent­ sprechend dessen Temperatur. Das Bimetall 52 ist an einem mittleren Bereich des Deckelelements 23 befestigt und mit der Ventilplatte 51 über eine Rotationswelle 53 verbunden. Wenn daher die Umgebungstemperatur um das Gehäuse 4 und das Bime­ tall 52 auf eine vorbestimmte Temperatur ansteigt, verlängert sich das Bimetall 52, um die Ventilplatte 51 in einer Richtung über der Rotationswelle 53 zu drehen. Durch diese Drehung der Ventilplatte 51 werden die ersten und zweiten Öffnungen 7 und 7a aufeinanderfolgend geöffnet. Wenn andererseits die Umge­ bungstemperatur um das Gehäuse 4 und das Bimetall 52 auf eine vorbestimmte Temperatur fällt, wird das Bimetall 52 zusammen­ gedrückt, um die Ventilplatte 51 in die andere Richtung zu drehen. Durch die umgekehrte Drehung der Ventilplatte 51 wer­ den die ersten und zweiten Öffnungen 7 und 7a aufeinanderfol­ gend geschlossen.

Nachfolgend wird die Betriebs- bzw. Wirkungsweise der Viskose­ fluidkupplung beschrieben.

Während einer Periode, in der der Motor nicht betrieben wird, steht das viskose Fluid im Reservoir 5 der Betriebskammer 6 und einem Fluidspeicherraum 42, welcher hinter dem Rotor 9 ge­ bildet ist, wobei das gleiche Flüssigkeitsniveau aufrechter­ halten wird. Wenn der Motor E gestartet wird, drehen sich die Antriebswelle 2 und der Rotor 9 durch eine Kurbelwelle des Mo­ tors E. Wenn die Umgebungstemperatur um das Gehäuse 4 geringer als die vorbestimmte Temperatur ist, ist der Ventilmechanismus 11 auf eine Schließposition gestellt, in welcher die ersten und zweiten Öffnungen 7 und 7a der Betätigungsplatte 8 durch die Ventilplatte 51 geschlossen sind, um die Zirkulation des viskosen Fluids zu unterbinden. Daher wird eine dem Drehmo­ mentübertragungsbereich 10 zugeführte Durchflußmenge verrin­ gert und daher wird die Drehmomentübertragung vom Rotor 9 auf das Gehäuse 4 verringert, um zu verhindern, daß sich ein Lüf­ ter dreht.

Wenn die Umgebungstemperatur um das Gehäuse 4 auf die vorbe­ stimmte Temperatur ansteigt, werden die ersten und zweiten Öffnungen 7 und 7A durch den Öffnungsvorgang des Ventilmecha­ nismus 11 geöffnet. Daher strömt viskoses Fluid vom Reservoir 5 zur Betriebskammer 6 und dem Drehmomentübertragungsbereich 10 und daher wird die Drehmomentübertragung vom Rotor 9 auf das Gehäuse 4 erhöht, so daß sich der Lüfter mit hoher Ge­ schwindigkeit dreht. Diese Drehung mit hoher Geschwindigkeit des Lüfters kühlt einen Kühler der Motors E in ausreichender Weise.

In Fig. 10 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Viskose­ fluidkupplung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das zweite Ausführungsbeispiel ist im wesentlichen das gleiche wie das erste Ausführungsbeispiel mit Ausnahme, daß die Höhe H2 der zweiten ringförmigen Vorsprünge 14 des Rotors 9 kleiner ist als die der zweiten ringförmigen Vorsprünge 14 des ersten Ausführungsbeispiels. Genauer ist die Höhe H2 der zweiten ringförmigen Vorsprünge 14 des zweiten Ausführungsbeispiels auf ein Halb bis zwei Drittel der Höhe H1 der ersten ringför­ migen Vorsprünge 13 des angetriebenen Rades 12 gesetzt. Die Betriebs- bzw. Wirkungsweise der Viskosefluidkupplung 1 des zweiten Ausführungsbeispiels ist im wesentlichen die gleiche wie die des ersten Ausführungsbeispiels. Daher wird auf eine weitergehende Erläuterung verzichtet. Zusätzlich zu den Vor­ teilen des ersten Ausführungsbeispiels weist das zweite Aus­ führungsbeispiel weitere Vorteile auf. Das heißt, da das zwei­ te Ausführungsbeispiel der Viskosefluidkupplung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung derart ausgestaltet ist, daß die Höhe H2 der zweiten ringförmigen Vorsprünge 14 auf ein Halb bis zwei Drittel der Höhe H1 der ersten ringförmigen Vorsprünge 13 des angetriebenen Rades 12 beträgt, wird das viskose Fluid vom Drehmomentübertragungsbereich 10 wirksamer abgelassen bzw. ausgeströmt, wobei der Drehmomentübertragungsbetrag des Drehmomentübertragungsbereichs 10 unterdrückt wird. Es verhin­ dert weiter die Erzeugung einer Widerstandsrotation des Lüf­ ters beim Starten des Motors E und verringert die Zeit der Wi­ derstandsrotation des Lüfters. Weiter wird eine Überrotation während des Motorbeschleunigungszustandes verringert.

In den Fig. 11 und 12 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der Viskosefluidkupplung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung darge­ stellt. In diesem dritten Ausführungsbeispiel ist die Viskose­ fluidkupplung 1 derart angeordnet, daß der Drehmomentübertra­ gungsbereich 10 auf einem Höhenniveau höher als ein Fluidni­ veau L des im Reservoir 5 befindlichen viskosen Fluids 61 ge­ bildet ist, wenn der Motor E nicht betrieben wird. Weiter sind die Erleichterungsöffnungen 41 Durchgangsöffnungen, welche den Rotor 9 in Dickenrichtung durchdringen. Die Erleichterungsöff­ nungen 41 sind derart gebildet, daß sie auf einem Höhenniveau angeordnet sind, welches höher als das Flüssigkeitsniveau L des viskosen Fluids 61 während des angehaltenen Motors sind. Diese Anordnung der Erleichterungsöffnungen 41 dient zur Ver­ hinderung, daß viskoses Fluid 61 von dem Flüssigkeitsspeicher­ raum 52 durch die Erleichterungsöffnungen 41 zum Drehmo­ mentübertragungsbereich 10 strömt. Der weitere Aufbau der Vis­ kosefluidkupplung 1 des dritten Ausführungsbeispiels ist der gleiche wie der des ersten Ausführungsbeispiels. Daher wird auf eine weitere Erläuterung verzichtet.

Obwohl im dritten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurde, daß die Erleichte­ rungsöffnungen 41 derart gebildet sind, daß sie durch das an­ getriebene Rad 12 hindurchgehen, sei angemerkt, daß die Er­ leichterungsöffnungen 41 auch derart angeordnet werden können, daß sie nicht durch den Rotor 9 hindurchgehen. Wenn die Er­ leichterungsöffnungen 41 derart angeordnet sind, daß sie nicht durch den Rotor 9 hindurchgehen, können die Erleichterungsöff­ nungen 41 an einer Position angeordnet werden, welche unter­ halb des Flüssigkeitsniveaus liegt.

In den Fig. 12 und 13 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der Viskosefluidkupplung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung darge­ stellt. Der Aufbau des vierten Ausführungsbeispiels ist im we­ sentlichen der gleiche wie der des ersten Ausführungsbei­ spiels, mit Ausnahme, daß die Höhe der zweiten ringförmigen Vorsprünge 14 des Rotors 9 derart ist, daß die Höhe der innen­ seitigen zweiten ringförmigen Vorsprünge 14 größer ist als die Höhe der ersten ringförmigen Vorsprünge 13 und die Höhe H3 der außenseitigen zweiten ringförmigen Vorsprünge 14 zwischen ein Halb und zwei Drittel der Höhe H1 beträgt. Genauer ist der überlappende Bereich zwischen den ersten ringförmigen Vor­ sprüngen 13 und den zweiten ringförmigen Vorsprüngen 14 derart variiert, daß ein Überlappungsbetrag an einer Außenseite des überlappenden Bereichs ein Halb bis zwei Drittel des Überlap­ pungsbetrags an der Innenseite beträgt. Mit dieser Anordnung des vierten Ausführungsbeispiels wird der Ablaßvorgang des viskosen Fluids vom äußeren Umfangsbereich des Drehmomentüber­ tragungsbereich 10 weiter schneller ausgeführt. Daher wird, selbst wenn der äußere Umfangsbereich des Drehmomentübertra­ gungsbereich 10 in das viskose Fluid beim Anhalten des Motors E eintaucht, das verbleibende viskose Fluid im äußeren Um­ fangsbereich des Drehmomentübertragungsbereich 10 in einfacher Weise beim Starten des Motors E abgelassen. Dies verhindert die Widerstandsrotation des Lüfters. Da der weitere Aufbau des vierten Ausführungsbeispiels der gleiche wie der des ersten Ausführungsbeispiels ist, wird von einer weiteren Erläuterung hiervon abgesehen.

In den Fig. 15 und 16 ist ein fünftes Ausführungsbeispiel der Viskosefluidkupplung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung darge­ stellt. Der Aufbau des fünften Ausführungsbeispiels ist eben­ falls im wesentlichen der gleiche wie der des ersten Ausfüh­ rungsbeispiels, mit Ausnahme, daß die Höhe H2 der zweiten ringförmigen Vorsprünge 14 unterschiedlich von der des ersten Ausführungsbeispiels ist. Genauer sind die am Rotor 9 gebilde­ ten zweiten ringförmigen Vorsprünge 14 derart angeordnet, daß die Höhe H2 der zweiten ringförmigen Vorsprünge 14 sich schrittweise von der Innenseite zur Außenseite in diametraler Richtung verringert, wie in Fig. 16 gezeigt. Die Höhe H2 des innersten zweiten ringförmigen Vorsprungs 14 ist im wesentli­ chen die gleiche wie die Höhe H1 des ersten ringförmigen Vor­ sprungs 13. Die Höhe H2 des äußersten zweiten ringförmigen Vorsprungs 14 beträgt zwischen ein Halb und zwei Drittel der Höhe H1. Die Höhe H1 der ersten ringförmigen Vorsprünge 13 dieses fünften Ausführungsbeispiels ist konstant von der In­ nenseite zur Außenseite in diametraler Richtung, wie die des ersten Ausführungsbeispiels.

Das heißt, der Überlappungsbetrag zwischen den ersten ringför­ migen Vorsprüngen 13 und den zweiten ringförmigen Vorsprüngen 14 verringert sich schrittweise bzw. allmählich von der Innen­ seite zur Außenseite in diametraler Richtung. Daher ist die Ablaßfunktion für viskoses Fluid in Richtung der äußeren Um­ fangseite verbessert. Der weitere Aufbau des fünften Ausfüh­ rungsbeispiels ist der gleiche wie der der ersten Ausführungs­ beispiels und daher wird auf eine weitere Erläuterung hiervon verzichtet.

Obwohl die ersten bis fünften Ausführungsbeispiele derart be­ schrieben und gezeigt wurden, daß die ersten ringförmigen Vor­ sprünge 13 am angetriebenen Rad 12 gebildet sind, sei ange­ merkt, daß die ersten ringförmigen Vorsprünge 13 auch am Deckelelement 23 oder dem Gehäusegrundelement 21 gebildet sein können, wie in den Fig. 17-19 gezeigt. Weiterhin können die ersten und zweiten ringförmigen Vorsprünge 13 und 14 derart angeordnet werden, daß sowohl die Höhe H1 der ersten ringför­ migen Vorsprünge 13 als auch die Höhe H2 der zweiten ringför­ migen Vorsprünge 14 schritt- bzw. stufenweise von innen nach außen in diametraler Richtung verringert wird, wie in Fig. 20 gezeigt. Diese Anordnung verringert ebenfalls den Überlap­ pungsbetrag zwischen den ersten und zweiten ringförmigen Vor­ sprüngen 13 und 14 in Richtung der äußeren Umfangsseite.

Zusammenfassend wurde in soweit eine Viskosefluidkupplung 1 mit einem Gehäuse 4 beschrieben, welches drehbar an einer An­ triebswelle 2 eines Motors gelagert ist. Eine im Gehäuse 4 an­ geordnete Betätigungsplatte 8 unterteilt einen Raum des Gehäu­ ses 4 in ein Reservoir 5 und eine Betriebskammer 6. Die Betä­ tigungsplatte 8 weist eine Verbindungsöffnung 7 zur Verbindung des Reservoirs 5 mit der Betriebskammer 6 auf. Ein an der An­ triebswelle 2 befestigter Rotor 9 ist in der Betriebskammer 6 angeordnet. Ein Ventilmechanismus 11 ist an der Betätigungs­ platte 8 befestigt, um die Verbindungsöffnung 7 entsprechend der Umgebungstemperatur des Gehäuses 4 zu schließen und zu öffnen. Ein am Gehäuse 4 befestigtes angetriebenes Rad 12 ist zwischen der Betätigungsplatte 8 und dem Rotor 9 angeordnet. Ein Drehmomentübertragungsbereich 10 umfaßt erste ringförmige Vorsprünge 13, welche konzentrisch am angetriebenen Rad 12 ge­ bildet sind, und eine Vielzahl von zweiten ringförmigen Vor­ sprüngen 14, welche konzentrisch am Rotor 9 gebildet sind. Die ersten ringförmigen Vorsprünge 13 sind überlappend und benach­ bart zu den zweiten ringförmigen Vorsprüngen 14 angeordnet, um eine Fluidkupplung zwischen ihnen über das viskose Fluid zu bilden.

Im Rahmen der Erfindung sind vielfältige Abwandlungsmöglich­ keiten und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfin­ dung wie in den Ausführungsbeispielen beschrieben, zu verlas­ sen.

Weiterhin wird auch ausdrücklich auf die gesamte Offenbarung der japanischen Patentanmeldungen Nr. 10-97291 und 10-97293, eingereicht am 9. April 1998, mit gesamter Beschreibung, An­ sprüchen, Zeichnungen und Zusammenfassung durch Bezugnahme auf deren gesamten Offenbarungsgehalt bezug genommen.

Claims (14)

1. Viskosefluidkupplung, welche mit einem Motor verbunden ist, mit:

• - einer mit einer Rotationswelle des Motors verbunden An­ triebswelle (2);
• - einem drehbar an der Antriebswelle (2) gelagerten Gehäu­ se (4);
• - einer im Gehäuse (4) angeordneten Betätigungsplatte (8), welche einen durch das Gehäuse (4) definierten Raum in ein Reservoir (5) und eine Betriebskammer (6) unter­ teilt, wobei die Betätigungsplatte (8) eine Verbin­ dungsöffnung (7, 7A) aufweist, welche das Reservoir (5) und die Betriebskammer (6) miteinander verbindet;
• - einem viskosen Fluid im Reservoir (5) und der Betriebs­ kammer (6);
• - einem Rotor (9), welcher in der Betriebskammer (6) ange­ ordnet ist und an der Antriebswelle (2) befestigt ist;
• - einem Ventilmechanismus (11) zum Schließen und Öffnen der Verbindungsöffnung (7, 7A) entsprechend der Umge­ bungstemperatur des Gehäuses (4), um eine Durchflußmenge des viskosen Fluids vom Reservoir (5) zur Betriebskammer (6) zu steuern bzw. zu regeln;
• - einem angetriebenen Rad (12), welches am Gehäuse (4) derart befestigt ist, daß es zwischen der Betätigungs­ platte (8) und dem Rotor (9) angeordnet ist; und
• - einem Drehmomentübertragungsbereich (10) umfassend eine Vielzahl erster ringförmiger Vorsprünge (13), welche konzentrisch an einem äußeren Umfangsbereich des ange­ triebenen Rades (12) gebildet sind, und einer Vielzahl von zweiten ringförmigen Vorsprüngen (14), welche kon­ zentrisch an einem äußeren Umfangsbereich des Rotors (9) gebildet sind, wobei die ersten ringförmigen Vorsprünge (13) überlappend benachbart den zweiten ringförmigen Vorsprüngen (14) angeordnet sind, so daß sie miteinander durch das viskose Fluid fluidgekuppelt sind.

2. Viskosefluidkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Drehmomentübertragungsbereich (10) ohne in das viskose Fluid einzutauchen angeordnet ist, wenn der Motor außer Betrieb ist.

3. Viskosefluidkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Rotor (9) eine Vielzahl von Erleich­ terungsöffnungen (41) aufweist, welche durch den Rotor (9) in dessen Dickenrichtung hindurchgehen, wobei die Erleich­ terungsöffnungen (41) ohne in das viskose Fluid einzutau­ chen angeordnet sind, wenn der Motor außer Betrieb ist.

4. Viskosefluidkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Höhe der ersten ringförmi­ gen Vorsprünge (13) von einer Höhe der zweiten ringförmi­ gen Vorsprünge (14) verschieden ist.

5. Viskosefluidkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Höhe jeder der ersten ring­ förmigen Vorsprünge (13) im wesentlichen gleich der Höhe der anderen der ersten ringförmigen Vorsprünge (13) ist und eine Höhe jedes dieser zweiten ringförmigen Vorsprünge (14) geringer als die Höhe der ersten ringförmigen Vor­ sprünge (13) und im wesentlichen gleich der Höhe der ande­ ren der zweiten ringförmigen Vorsprünge (14) ist.

6. Viskosefluidkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Höhe jedes der zweiten der ringförmigen Vorsprünge (14) im wesentlichen gleich der Höhe der anderen der zweiten ringförmigen Vorsprünge (14) ist und eine Höhe jedes der ersten ringförmigen Vorsprünge (13) geringer als die Höhe der zweiten ringförmigen Vor­ sprünge (14) ist und im wesentlichen gleich der Höhe der anderen der ersten ringförmigen Vorsprünge (13) ist.

7. Viskosefluidkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß Höhen der ersten ringförmigen Vorsprünge (13) im wesentlichen untereinander gleich sind und die Höhen der zweiten ringförmigen Vorsprünge (14) derart sind, daß die Höhe einiger innerer Vorsprünge der zweiten ringförmigen Vorsprünge (14), welche an der Innen­ seite in diametraler Richtung angeordnet sind, größer ist als die einiger äußerer Vorsprünge der zweiten ringförmi­ gen Vorsprünge (14), welche an der Außenseite in diametra­ ler Richtung angeordnet sind.

8. Viskosefluidkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß Höhen der zweiten ringförmigen Vorsprünge (14) im wesentlichen untereinander gleich sind und Höhen der ersten ringförmigen Vorsprünge (13) derart sind, daß die Höhen einiger innerer Vorsprünge der zweiten ringförmigen Vorsprünge (14), welche an der Innenseite in diametraler Richtung angeordnet sind, größer als die eini­ ger äußerer Vorsprünge der ersten ringförmigen Vorsprünge (13) sind, welche an der Außenseite in diametraler Rich­ tung angeordnet sind.

9. Viskosefluidkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß Höhen der ersten ringförmigen Vorsprünge (13) im wesentlichen untereinander gleich sind und Höhen der zweiten ringförmigen Vorsprünge (14) derart sind, daß die Höhen der zweiten ringförmigen Vorsprünge (14) sich schrittweise von einer Innenseite zu einer Au­ ßenseite in diametraler Richtung verkleinern.

10. Viskosefluidkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß Höhen der zweiten ringförmigen Vorsprünge (14) im wesentlichen untereinander gleich sind und Höhen der ersten ringförmigen Vorsprünge (13) derart sind, daß die Höhen der ersten ringförmigen Vorsprünge (13) sich schrittweise von einer Innenseite zu einer Au­ ßenseite in diametraler Richtung verkleinern.

11. Viskosefluidkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die ersten ringförmigen Vor­ sprünge (13) und die zweiten ringförmigen Vorsprünge (14) derart ausgebildet sind, daß ein Überlappungsbetrag zwi­ schen ihnen an einer Außenseite in diametraler Richtung kleiner als ein Überlappungsbetrag an einer Innenseite in diametraler Richtung ist.

12. Viskosefluidkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das angetriebene Rad (12) der­ art am Gehäuse (4) befestigt ist, daß eine Hilfskammer (32, 32A) an einer Position der Verbindungsöffnung (7, 7A) angeordnet ist.

13. Viskosefluidkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsplatte (8) am Gehäuse (4) mittels Verstemmbereichen (27) des Gehäuses (4) befestigt ist, wobei das angetriebene Rad (12) eine ringförmige Aussparung zur Aufnahme der Stemmbereiche (27) aufweist.

14. Viskosefluidkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das angetriebene Rad (12) ei­ nen Durchlaß (33, 34) mit einem seitlichen Durchlaß (33A, 34A), durch den das viskose Fluid von der Verbindungsöff­ nung (7) am äußeren Umfangsbereich des angetriebenen Rades (12) strömt, und einen vertikalen Durchlaß (33B, 34B) auf­ weist, welcher an einem äußeren Endbereich des seitlichen Durchlasses (33A, 34A) gebildet ist.