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Die
Erfindung bezieht sich auf eine temperatursensitive Kupplungsvorrichtung
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Eine
solche Kupplungsvorrichtung ist aus der
DE 41 20 320 C2 bekannt.
Durch die Kupplungsvorrichtung wird ein Antriebsdrehmoment einer
Antriebsscheibe mittels Öl,
das in eine Drehmoment-Übertragungskammer
geleitet wird, zu einem abgedichteten Kasten übertragen. Ein innerer Teil des
Kastens ist durch eine Trennplatte in eine Drehmoment-Übertragungskammer
und eine Ölvorratskammer
unterteilt, wobei sich die Antriebsscheibe in der Drehmoment-Übertragungskammer
befindet und das Öl
aus der Ölvorratskammer
durch eine Zuführöffnung in
der Trennplatte oder einer Abdeckung in die Drehmoment-Übertragungskammer
geleitet wird, während
das Öl
aus der Drehmoment-Übertragungskammer
durch eine Rückführleitung
in die Ölvorratskammer
zurückgeführt wird.
Bei dieser Art einer Ventilatorkupplungsvorrichtung wird das Drehmoment der
Antriebsscheibe mittels Öl
aus der Ölvorratskammer,
das in die Drehmoment-Übertragungskammer geleitet
wird, zu dem Kasten übertragen,
wobei ein am Abdichtvorrichtungskasten angebrachter Ventilator so
in Rotation versetzt wird, daß beispielsweise der
Motor eines Kraftfahrzeuges gekühlt
wird. Weiterhin weist die Ventilatorkupplungsvorrichtung einen Bimetallstreifen
auf, welcher die Temperatur der Atmosphäre erkennt, so daß der Öffnungsgrad
der Zuführöffnung bei
ansteigender Temperatur erhöht
wird oder daß direkt
ein Ventilteil mittels eines Magnetventils betätigt oder das Ventilteil indirekt über einen Elektromagneten betätigt wird,
wodurch die Ölmenge in
der Drehmoment-Übertragungskammer
durch Vergrößerung der
Zuführöffnung erhöht wird.
Dieses führt
zu einer Erhöhung
der Drehzahl des Abdichtvorrichtungskastens und zu einer schnellen
Rotation des Kühlventilators
und damit zu einem verstärkten Kühleffekt.
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Diese
Art von Ventilatorkupplungsvorrichtungen weist jedoch Nachteile
auf, die nachfolgend dargestellt werden.
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Wird
der Motor in einem Zustand neu angelassen, in dem sich eine große Ölmenge in
der Drehmoment-Übertragungskammer
befindet, oder wird während
des Fahrens stark beschleunigt, bewirkt der abtriebsseitige Abdichtvorrichtungskasten
(der Kühlventilator)
eine nur kurzzeitige rasche Zunahme der Rotationsgeschwindigkeit
durch die große Ölmenge in
der Drehmoment-Übertragungskammer
entsprechend der Beschleunigung der antriebsseitigen Antriebsscheibe.
Dieses Phänomen,
allgemein als "Mitdrehen" bezeichnet, erzeugt
ein als unangenehm empfundenes Ventilatorgeräusch, absorbiert Motorkraft
und wirkt sich negativ auf den Kraftstoffverbrauch aus.
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Um
das oben erwähnte
Phänomen
des "Mitdrehens" zu beheben, ist
es bekannt, zeitweilig Öl, das
aus der Zuführöffnung in
einer Trennplatte ausströmt,
zu einer diametral entgegengesetzten Seite zu leiten und von dort
aus einem inneren Teil der Drehmoment-Übertragungskammer zuzuführen (vgl. die
geprüfte
japanische Patentschrift Nr. 63-21048). Ferner ist es bekannt, eine
Antriebsscheibe in einem Hohlraum so auszubilden, daß eine Öl-Nebenvorratskammer
gebildet wird. Schließlich
ist es noch bekannt, einen Ventilator mit hoher Gebläseleistung
bei niedriger Rotationsgeschwindigkeit anzutreiben.
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Diese
Einrichtungen weisen jedoch die nachfolgend beschriebenen Nachteile
auf:
Bei der vorstehend beschriebenen Variante gemäß der JP
63–21048
wird das Phänomen
des "Mitdrehens" dann nicht effektiv
verhindert, wenn der Motor dann neu angelassen wird, wenn er zuvor
in einem Zustand gestoppt wurde, in dem sich eine große Ölmenge in
der Drehmoment-Übertragungskammer befand
oder wenn während
des Fahrens stark beschleunigt wird. Bei der Variante mit einer Öl-Nebenvorratskammer
ist die Struktur komplizierter gestaltet, so daß die Kosten steigen. Weiterhin
ist die Montage eingeschränkt,
weil ein erheblicher Raum in Axialrichtung benötigt wird. Bei dem System,
in dem ein Ventilator mit hoher Gebläseleistung mit geringer Geschwindigkeit
rotiert, verhält
es sich schließlich
so, daß wegen
des großen
Kühlventilators
eine Ventilatorkupplungsvorrichtung mit hoher Gebläseleistung erforderlich
ist, wodurch unvermeidlich die Ventilatorkupplungsvorrichtung große Abmessungen
besitzt, höhere
Kosten entstehen, mehr Energie für
den Antrieb benötigt
wird (was den spezifischen Kraftstoffverbrauch erhöht) und
die Montagebedingungen beschränkt
sind.
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Die
Erfindung liegt das Problem zugrunde, die Nachteile des oben beschriebenen
Standes der Technik zu lösen;
insbesondere eine temperatursensitive Kupplungsvorrichtung für einen
Flüssigkeitskühlventilator
zu schaffen, die das Phänomen
des "Mitdrehens" durch sehr einfache
Mittel verhindert, so daß das
Ventilatorgeräusch
verringert und der spezifische Kraftstoffverbrauch verbessert wird.
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Zur
Lösung
dieses Problems ist die erfindungsgemäße temperatursensitive Kupplungsvorrichtung
dadurch gekennzeichnet, daß in
Umfangsrichtung zu beiden Seiten des die Zuführöffnung betätigenden Ventilteiles je eine
Sperre angeordnet ist, die sich jeweils axial vollständig von
der Innenwandung der Ölvorratskammer
bis zur Trennplatte und radial vom radial äußersten Bereich der Ölvorratskammer
bis in den Bereich der Zuführöffnung erstreckt.
Zu Beginn, wenn sich die Ventilatorkopplungsvorrichtung im Zustand
EIN befindet, ist die Menge an Öl,
die aus der Ölvorratskammer
in die Drehmoment-Übertragungskammer
geleitet wird, größer als
die durch die Sperre gehaltene Rückführmenge
an Öl aus
der Drehmoment-Übertragungskammer,
so daß das Öl aus der Ölvorratskammer
bis auf eine kleine Menge mit einer Zeitverzögerung der Drehmoment-Übertragungskammer zugeführt wird und
ein Gleichgewicht besteht. Das gesamte zu diesem Zeitpunkt zurückgewonnene Öl wird zur
Seite der Drehmoment-Übertragungskammer
geleitet. Die Menge des zurückgewonnenen Öles und
die Menge des zugeführten Öles entsprechen
einander, wobei jedoch das Öl
aus der Ölvorratskammer
nur in der Kapazität
des Spaltes der Drehmoment- Übertragungskammer
in diesen Spalt strömen
kann und in einem freien Raum vor dem Spaltteil der Drehmoment-Übertragungskammer
verbleibt.
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Beim
Anlassen oder Beschleunigen wird das Öl durch die Sperre im Spalt
der Drehmoment-Übertragungskammer
zurückgehalten,
während
das in dem freien Raum vorhandene Öl nach und nach in den Spaltteil
der Drehmoment-Übertragungskammer strömt, um das "Mitdrehen" zu erzeugen. Andererseits
wird überschüssiges Öl aufbewahrt,
da es die für
den Betrieb der Ventilatorkupplungsvorrichtung notwendige Mindestmenge übersteigt,
doch ist das Öl
erforderlich, um die Lebensdauer des Öles zu sichern und Herstellungsfehler
zu absorbieren.
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Erfindungsgemäß wird das überschüssige Öl nicht
in dem Raum vor dem Spaltteil der Drehmoment-Übertragungskammer, sondern
in der Ölvorratskammer
gehalten, womit beabsichtigt ist, das Phänomen des "Mitdrehens" auf der Seite des Kastens zu verhindern,
indem verhindert wird, daß das Öl aus dem
freien Raum in die Drehmoment-Übertragungskammer
strömt,
wenn das Öl
beim Anlassen oder Beschleunigen in der Drehmoment-Übertragungskammer
gehalten wird. Hierzu dienen die Sperren.
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Die
beiden erfindungsgemäßen Sperren werden
von im wesentlichen plattenförmigen
Teilen gebildet und sind zu beiden Seiten der in die Trennplatte
oder die Abdeckung gestanzten Zuführöffnung so angeordnet, daß sie sich
in Umfangsrichtung des Drehwellenkörpers befinden. Die Sperren
sind nahe der Innenwand der Ölvorratskammer
und der Trennplatte befestigt und als Teil der Ölvorratskammer ausgebildet.
Dementsprechend dienen die Sperren dazu, das Öl dem nahe der Zuführöffnung befindlichen Teil
nur in der erforderlichen Menge zuzuführen und das Öl abgesehen
von dem Öl
in der Ölvorratskammer
als Reserve zu halten.
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Nach
einer konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung sind die Sperren
einstückig
mit der Abdeckung ausgebildet. Sie sind vorzugsweise parallel in seitlicher
Richtung oder schräg
zueinander zu beiden Seiten der Zuführöffnung angeordnet.
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Als
Betätigungselement
für das
Ventilteil kann ein plattenförmiger
Bimetallstreifen verwendet werden, der als kurzer Streifen oder
in einer Spiralform gebildet sein kann. Ferner kann ein Magnetventil
oder ein Elektromagnet verwendet werden. Wenn der Bimetallstreifen
als kurzer Streifen gebildet ist, ist das Ventilteil mit einem Ende
an der Trennplatte befestigt und weist ein freies Ende auf, das
mit dem Rand der Zuführöffnung in
Kontakt steht oder von ihm entfernt ist. Der als kurzer Streifen
ausgebildete Bimetallstreifen und das Ventilteil werden gemeinsam über eine
Verbindungsstange bewegt. Ist der Bimetallstreifen spiralförmig gebildet,
so ist das Ventilteil so angebracht, daß es drehbar in Kontakt mit der
Fläche
der Trennplatte an der Seite der Ölvorratskammer oder der Drehmoment-Übertragungskammer
oder an der Umfangswandfläche
der Ölvorratskammer
steht, ohne an der Trennplatte befestigt zu sein, wobei das Ventilteil
mit dem spiralförmigen
Bimetallstreifen mit der Trennplatte, dem Ventilteil und der Verbindungsstange
gekuppelt ist.
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Im
Falle des Magnetventils ist das Ventilteil mit einem Ende an der
Trennplatte befestigt und weist ein freies Ende auf, das mit dem
Rand der Zuführöffnung in
Kontakt steht oder von ihm entfernt ist. Ein freies Ende einer Kolbenstange
im Magnetventil ist am Ventilteil montiert. Das Magnetventil wird
auf der Grundlage von Signalen betätigt, die vom Temperaturfühler und
dem Drosselöffnungsgradsensor
erkannt werden, wobei das Ventilteil direkt mittels der Kolbenstange
betätigt
wird.
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Im
Falle des Elektromagneten ist das Ventilteil mit einem Ende an der
Trennplatte befestigt. Ein Elektromagnet, der so angebracht ist,
daß er
dem Ventilteil in geringem Abstand von dem Kasten in Axialrichtung
gegenübersteht,
wird mit Energie auf der Grundlage von Signalen versorgt, die vom
Temperaturfühler
und dem Drosselöffnungssensor
erkannt werden, wobei das Ventilteil magnetisch angezogen und dadurch
indirekt betätigt
wird.
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Da
es erfindungsgemäß möglich ist,
das für die
Sicherstellung der Lebensdauer des Öles und für die Absorption der Herstellungsfehler
erforderliche, allerdings hinsichtlich einer Gegenmaßnahme gegen das „Mitdrehen" überschüssige Öl, das mittels eines Paares
von Sperren, die in der oben beschriebenen Weise in der Ölvorratskammer
angebracht sind, in der Ölvorratskammer
und nicht in dem freien Raum vor dem Spalt der Drehmoment-Übertragungskammer
zu halten, ist es möglich,
das durch das überschüssige Öl hervorgerufene
Phänomen
des "Mitdrehens" seitens des Kastens
zu verhindern.
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Da
weiterhin an einem inneren freien Ende der Sperre eine Kerbe, eine Öffnung,
ein in Umfangsrichtung vorstehender Wandteil oder ein Stufenteil ausgebildet
sein kann, um eine Schranke gegen das Einströmen überschüssigen Öles zu bilden, kann das in
der Ölvorratskammer
zurückgehaltene Öl die Zuführöffnung nur
durch die Kerbe oder Öffnung
erreichen, so daß dieser
Durchtritt viel Zeit in Anspruch nimmt und die Ölmenge nur gering ist. Dementsprechend
wird der Eintritt des Öles
in den Spaltteil der Drehmoment-Übertragungskammer
verzögert
und umfaßt
nur eine geringe Ölmenge,
so daß durch
diesen Aufbau das Phänomen
des "Mitdrehens" effektiver verhindert
werden kann.
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Erfindungsgemäß ist es
daher möglich,
das Phänomen
des "Mitdrehens" seitens des Abdichtvorrichtungskastens
nicht nur beim erneuten Anlassen des Motors, sondern auch bei einem
plötzlichen
Beschleunigen während
des Fahrens zu verhindern. Es ist möglich, ein Drehmoment von der
Antriebsscheibe zum Kasten in einem optimalen Zustand entsprechend
unterschiedlichen Fahrbedingungen zu übertragen, indem das Ventilteil
als Reaktion auf die Temperatur der Umgebungsluft betätigt wird,
wobei gleichzeitig eine Verringerung des Ventilatorgeräusches,
eine Verminderung der verbrauchten Kraft und eine Verbesserung des
spezifischen Kraftstoffverbrauchs erzielt werden können. Weiterhin
bleibt das Öl,
das durch das Scheren durch die Antriebsscheibe in der Drehmoment-Übertragungskammer aufgeheizt
ist, in der Ölvorratskammer,
die sich an der Vorderfläche
befindet, problemlos mittels eines Luftkühlers kühlen läßt, wodurch sich das Öl noch mehr
abkühlt
und seine Lebensdauer verlängert
werden kann.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen
näher erläutert:
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1 ist
ein vertikales Schnittbild einer Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
einer temperatursensitiven Kopplungsvorrichtung für einen
Kühlventilator;
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2 ist
ein vertikales Schnittbild einer Vorderansicht, die einen Teil der
Sperren zeigt, die sich in einer Ölvorratskammer der oben erwähnten Ventilatorkopplungsvorrichtung
befinden;
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3A und 3B zeigen
modifizierte Ausführungsformen
der Sperre, die sich in der Ölvorratskammer
der oben erwähnten
Ventilatorkopplungsvorrichtung befindet, wobei 3A ein
vertikales Schnittbild einer Vorderansicht darstellt, bei der die Sperren
eine abgeschrägte
Form aufweisen, während 3B ein vertikales Schnittbild einer Vorderansicht
darstellt, bei der die Sperren einstückig mit einer Abdeckung ausgebildet
sind;
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4 ist
ein vertikales Schnittbild einer Seitenansicht einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform
einer temperatursensitiven Ventilatorkopplungsvorrichtung;
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5 ist
ein vertikales Schnittbild einer Vorderansicht, die einen Teil der
Sperren zeigt, die sich in einer Ölvorratskammer der oben erwähnten Ventilatorkopplungsvorrichtung
befinden;
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6A und 6B zeigen
modifizierte Ausführungsformen
der Sperre, die sich in der Ölvorratskammer
der oben erwähnten
Ventilatorkopplungsvorrichtung befindet, wobei 6A ein
vertikales Schnittbild einer Vorderansicht darstellt, bei der die Sperren
eine abgeschrägte
Form aufweisen, während 6B ein vertikales Schnittbild einer Vorderansicht
darstellt, bei der die Sperren einstückig mit einer Abdeckung ausgebildet
sind;
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7 ist
ein vertikales Schnittbild einer Vorderansicht, die Sperren zeigt,
die sich in einer Drehmoment-Übertragungskammer
der oben erwähnten Ventilatorkopplungsvorrichtung
befinden;
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8 ist
ein vertikales Schnittbild einer Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
einer temperatursensitiven Ventilatorkopplungsvorrichtung;
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9 ist
ein vertikales Schnittbild einer Seitenansicht noch einer weiteren
erfindungsgemäßen Ausführungsform
einer temperatursensitiven Ventilatorkopplungsvorrichtung;
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10A und 10B zeigen
eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform
einer Sperre, wobei 10A eine vergrößerte Längsschnittansicht
und 10B eine Querschnittsansicht entlang
der Linie X-X in 10A darstellt;
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11A und 11B zeigen
eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform
einer Sperre, wobei 11A eine vergrößerte Längsschnittansicht
und 11B eine Querschnittsansicht entlang
der Linie XI-XI in 11A darstellt;
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12A und 12B zeigen
eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform
einer Sperre, wobei 12A eine vergrößerte Längsschnittansicht
und 12B eine Querschnittsansicht entlang
der Linie XII-XII in 12A darstellt;
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13A und 13B zeigen
eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform
einer Sperre, wobei 13A eine vergrößerte Längsschnittansicht
und 13B eine Querschnittsansicht entlang
der Linie XIII-XIII in 13A darstellt;
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14A und 14B zeigen
eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform
einer Sperre, wobei 14A eine vergrößerte Längsschnittansicht
und 14B eine Querschnittsansicht entlang
der Linie XIV-XIV in 14A darstellt.
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In
den Zeichnungen bezeichnet Bezugszeichen 1 eine Welle,
der eine Antriebsseite bildet, Bezugszeichen 2 einen gedichteten
Kasten, Bezugszeichen 3 eine Drehmoment-Übertragungskammer,
Bezugszeichen 3-1 einen Spaltteil einer Drehmomentübertragung,
Bezugszeichen 3-2 einen vorderen Raumteil eines Spaltteiles
der Drehmomentübertragung,
Bezugszeichen 4 eine Trennplatte, Bezugszeichen 5 eine Ölvorratskammer,
Bezugszeichen 6 eine Antriebsscheibe, Bezugszeichen 7-1 und 7-2 ein Ventilteil,
Bezugszeichen 8-1 und 8-2 eine Verbindungsstange,
Bezugszeichen 8-3 eine Kolbenstange, Bezugszeichen 9-1 einen
als kurzen Streifen ausgebildeten Bimetallstreifen, Bezugszeichen 9-2 einen spiralförmigen Bimetallstreifen,
Bezugszeichen 9-3 ein Magnetventil, Bezugszeichen 9-4 einen
Elektromagneten, Bezugszeichen 10-1 und 10-2 eine
Zuführöffnung, Bezugszeichen 11 einen
Sperrwulst, Bezugszeichen 12 eine Metallhaltearmatur, Bezugszeichen 13 einen
Zirkulationsdurchtritt, Bezugszeichen 14 eine runde durchgehende Öffnung.
Bezugszeichen 15 eine Sperre, Bezugszeichen 16 eine
Metallhaltearmatur, Bezugszeichen 17 eine Klammer, Bezugszeichen 18 einen
Magnetkörper
und Bezugszeichen 19 ein Lager.
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Die
in 1 dargestellte temperatursensitive Ventilatorkupplungsvorrichtung
ist so aufgebaut, daß der
gedichtete Kasten 2, der einen großen Durchmesser und eine kurze
Länge aufweist,
drehbar an der Welle 1 angebracht ist. Die Welle 1 wird
rotierend über
ein Lager von einem (nicht dargestellten) Antriebsteil angetrieben.
Der gedichtete Kasten 2 besteht aus einem Gehäuse 2-1 und
einer Abdeckung 2-2, wobei ein innerer Teil durch die Trennplatte 4 in die
Drehmoment-Übertragungskammer 3 und
die Ölvorratskammer 5 unterteilt
ist. Die an einem Endteil der Welle 1 befestigte scheibenförmige Antriebsscheibe 6 ist
so in der Drehmoment-Übertragungskammer 3 angeordnet,
daß ein
Spalt 3-1 und ein vorderer Raumteil 3-2 des Spaltes 3-1 an
der inneren Umfangsfläche
der Drehmoment-Übertragungskammer 3 gebildet
werden. Eine Zuführöffnung 10-1 für das Zuführen von Öl aus der Ölvorratskammer 5 in die
Drehmoment-Übertragungskammer 3 ist
in der Trennplatte 4 gebildet. Das Ventilteil 7-1 mit
Federungseigenschaft zum Öffnen
und Schließen
der Zuführöffnung 10-1 ist
so gestaltet, daß ein
Ende davon an eine Wandfläche
der Trennplatte 4 an der Seite der Ölvorratskammer 5 angenietet
und das andere Ende an der Zuführöffnung 10-1 positioniert
ist und sich über
die Verbindungsstange 8-1 so im inneren Teil befindet,
daß es
bei einer durch eine Temperaturänderung
verursachten Verformung in einem äußeren Umfangsteil mittels des
als kurzer Streifen gebildeten Bimetallstreifens 9-1 einrastet.
Der Bimetallstreifen 9-1 wirkt als Betätigungselement, dessen beide
Enden fest an der Metallhaltearmatur 12 angebracht sind,
die an der Vorderfläche
der Abdeckung 2-2 angebracht ist.
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Andererseits
ist an einem Teil der inneren Umfangswandfläche des gedichteten Gehäuses 2 gegenüber dem
Außenumfangswandteil
der Antriebsscheibe 6 ein Sperrwulst 11 gebildet,
an dem sich Öl
sammelt und während
der Rotationszeit gespeichert wird, wobei der Zirkulationsstromdurchtritt 13 von
der Seite der Drehmoment-Übertragungskammer 3 gebildet
wird, der einen Teil vor dem Sperrwulst 11 in Drehrichtung
mit der Ölvorratskammer 5 verbindet,
um eine Pumpfunktion zu erzeugen. Die Bezugszeichen 14 bezeichnet
eine runde durchgehende Öffnung
im Zentrum der Trennplatte 4.
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Die
Erfindung ist so gestaltet, daß in
der Ventilatorkupplungsvorrichtung, die wie oben beschrieben aufgebaut
ist, ein Sperrenpaar 15 diametral zu beiden Seiten der
in der Trennplatte 4 gebildeten Zuführöffnung 10-1 und an
einer Position der Welle 1 in Umfangsrichtung so angeordnet
ist, daß sich
diese Sperren nahe sowohl bei der Innenumfangswand der Ölvorratskammer 5 als
auch der Trennplatte 4 befinden und, was noch vorzuziehen
ist, einstückig
mit der Innenumfangswand als Teil der Ölvorratskammer gebildet sind.
Die Sperren 15 verlaufen normalerweise parallel zueinander,
wie in 2 dargestellt, können jedoch auch so angeordnet
sein, daß sie,
wie in 3A dargestellt, eine schräge Form
aufweisen oder, wie in 3B dargestellt,
einstückig
mit der Abdeckung gebildet sind.
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Wie
oben erwähnt,
läßt das Sperrenpaar 15, das
diametral zu beiden Seiten der in der Trennplatte 4 gebildeten
Zuführöffnung 10-1 so
angeordnet ist, daß sich
diese Sperren nahe sowohl bei der Innenumfangswand der Ölvorratskammer 5 als
auch der Trennplatte 4 befinden, eine notwendige Menge Öl in der Ölvorratskammer 5 zu
einem Teil nahe der Zuführöffnung 10-1 strömen und
speichert es dort abgesehen von dem in der Ölvorratskammer 5 vorhandenen Öl, wobei
das Öl,
das für
die Erhaltung der Lebensdauer des Öles und die Absorption eines
Herstellungsfehlers notwendig und für das "Mitdrehen" überschüssig ist,
in der Ölvorratskammer
und nicht im Raumteil 3-2 vor dem Spaltteil der Drehmomentübertragung 3-1 in
der Drehmoment-Übertragungskammer 3 gehalten
werden kann, so daß es
möglich ist,
das durch das überschüssige Öl hervorgerufene Phänomen des "Mitdrehens" seitens des Abdichtvorrichtungskastens 2 zu
verhindern.
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4 zeigt
weiterhin eine Ausführungsform, in
der ein spiralförmiger
Bimetallstreifen 9-2 als Temperaturfühler und Betätigungselement
verwendet wird. Das Öffnen
und Schließen
wird durch gleitendes Verschieben relativ zur Zuführöffnung 10-2,
die sich an der Umfangsseitenwand in der Abdeckung 2-2 in
Umfangsrichtung befindet, zur Seite der Drehmoment-Übertragungskammer 3 bewirkt.
In diesem Falle ist der Mechanismus so gestaltet, daß im Zusammenwirken
mit der durch die Temperaturänderung
des spiralförmigen
Bimetallstreifens 9-2 bewirkten Verschiebung das Ventilteil 7-2 die
Zuführöffnung 10-2 an
der Umfangsseitenwandfläche
in der Abdeckung 2-2 öffnet
und schließt.
Das heißt,
bei einer Verschiebung des spiralförmigen Bimetallstreifens 9-2 im
Falle einer hohen Umgebungstemperatur dreht sich das Ventilteil 7-2 mittels
der Verbindungsstange 8-2, wodurch sich die Zuführöffnung 10-2 öffnet und
das Öl
aus der Ölvorratskammer 5 in
die Drehmoment-Übertragungskammer 3 strömt, während im
umgekehrten Falle bei niedriger Umgebungstemperatur das Ventilteil 7-2 mittels
der Verbindungsstange 8-2 in umgekehrter Richtung gedreht wird,
wodurch sich die Zuführöffnung 10-2 schließt und die
Zuführung
von Öl
in die Drehmoment-Übertragungskammer 3 unterbrochen
wird.
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Im
Falle der oben erwähnten
und in 4 dargestellten Ventilatorkupplungsvorrichtung
sind die Sperren 15, die den oben erwähnten entsprechen, diametral
zu beiden Seiten der Zuführöffnung 10-2 an der
Innenumfangswand der Abdeckung 2-2 und an einer Position
der Welle 1 in Umfangsrichtung so angeordnet, daß sich diese
Sperren nahe sowohl bei der Innenumfangswand der Ölvorratskammer 5 als auch
der Trennplatte 4 befinden, wobei sie vorzugsweise einstückig mit
der Innenumfangswand gebildet sind. Die Sperren 15 können in
schräger
Form ausgebildet, wie in 6 dargestellt
(siehe 6A) und einstückig mit
der Abdeckung gebildet sein (siehe 6B).
In dem Falle, daß,
wie oben erwähnt,
ein Sperrenpaar 15 zu beiden Seiten der an der Innenumfangswand
der Abdeckung 2-2 befindlichen Zuführöffnung 10-2 angeordnet
ist, läßt dieses
Sperrenpaar in der oben beschriebenen Weise eine notwendige Menge Öl in der Ölvorratskammer 5 zu
einem Teil nahe der Zuführöffnung 10-2 strömen und
speichert es dort abgesehen von dem in der Ölvorratskammer 5 vorhandenen Öl, wobei
das Öl,
das für
die Erhaltung der Lebensdauer des Öles und die Absorption eines
Herstellungsfehlers notwendig, aber als Gegenmaßnahme gegen das "Mitdrehen" überschüssig ist, in der Ölvorratskammer 5 und
nicht im Raumteil 3-2 vor dem Spaltteil der Drehmomentübertragung 3-1 in
der Drehmoment-Übertragungskammer 3 gehalten
werden kann, so daß es
möglich
ist, das durch das überschüssige Öl hervorgerufene Phänomen des "Mitdrehens" seitens des Abdichtvorrichtungskastens 2 zu
verhindern.
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In
der Ventilatorkopplungsvorrichtung, in der ein spiralförmiger Bimetallstreifen
zum Einsatz kommt, wie in 4 bis 6 dargestellt, liegt ein Aufbau vor, bei
dem das Ventilteil 7-2 gleitet und die Zuführöffnung 10-2,
die sich an der Umfangsseitenwand in der Abdeckung 2-2 in
Umfangsrichtung befindet, zur Seite der Drehmoment-Übertragungskammer 3 verschiebt,
um die Zuführöffnung 10-2 zu öffnen und
zu schließen,
doch kann die Struktur auch so aufgebaut sein, daß das Ventilteil 7-2 gleitet
und sich an der Fläche
der Trennplatte 4 an der Seite der Ölvorratskammer 5 in
Umfangsrichtung verschiebt, um die in der Trennplatte 4 (nicht
dargestellt) befindliche Zuführöffnung 10-1 zu öffnen und
zu schließen,
oder daß das Ventilteil 7-2 gleitet
und sich auf der Fläche
der Trennplatte 4 an der Seite der Drehmoment-Übertragungskammer 3 in
Umfangsrichtung verschiebt, wie in 7 dargestellt,
um die in der Trennplatte 4 befindliche Zuführöffnung 10-2 zu öffnen und
zu schließen.
Wenn die Struktur in dieser Weise aufgebaut ist, kann der Abstand
zwischen dem Sperrenpaar 15 so gering wie der Durchmesser
der Zuführöffnung 10-1 sein,
da das Ventilteil 7-2 nicht in Kontakt mit dem Sperrenpaar 15 gebracht
wird, selbst wenn das Ventilteil 7-2 in Umfangsrichtung
gleitet und sich verschiebt.
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8 zeigt
weiterhin eine Ausführungsform, bei
der das an der Metallhaltearmatur 16, die an der Vorderfläche der
Abdeckung 2-2 befestigt ist, angebrachte Magnetventil 9-3 als
Betätigungselement verwendet
wird und die Erfindung so an den Strukturen der Ventilatorkopplungsvorrichtung
angebracht ist, daß die
Zuführöffnung 10-1 in
der Trennplatte 4 an der Seite der Drehmoment-Übertragungskammer 3 geöffnet und
geschlossen wird, indem das plattenförmige Ventilteil 7-1 in
der gleichen Weise wie in der in 1 dargestellten
Ausführungsform
verbunden oder gelöst
wird. In diesem Falle wird das Magnetventil 9-3 auf der
Grundlage eines Ausgabesignals eines Temperaturfühlers (nicht dargestellt),
der dazu dient, eine Temperaturänderung
am Außenumfang zu
erkennen, oder eines Drosselöffnungsgradsensors
(nicht dargestellt), der dazu dient, den Grad der Drosselöffnung zu
erkennen, in einen Betriebs- oder einen Ruhezustand versetzt, indem
die Kolbenstange 8-3 dementsprechend vorwärts oder
rückwärts bewegt
wird. Durch die Vorwärts-
oder Rückwärtsbewegung
der Kolbenstange 8-3 öffnet
und schließt
das am freien Ende der Kolbenstange 8-3 angebrachte Ventilteil 7-1 die
in der Trennplatte 4 befindliche Zuführöffnung 10-1. Das heißt: Wenn
der Temperaturfühler
eine hohe Umgebungstemperatur oder der Drosselöffnungsgradsensor eine geringe Änderung der
Drosselöffnung
pro Zeiteinheit erkennt, gelangt das Magnetventil 9-3 in
den Ruhezustand auf der Grundlage des Ausgabesignals des Sensors,
um die Kolbenstange 8-3 zurückzuziehen, so daß das Ventilteil 7-1 von
der Zuführöffnung entfernt
ist und diese geöffnet
ist, damit Öl
aus der Ölvorratskammer 5 in die
Drehmoment-Übertragungskammer 3 geleitet wird.
Wenn andererseits der Temperaturfühler eine niedrige Umgebungstemperatur
oder der Drosselöffnungsgradsensor
eine schnelle Änderung
der Drosselöffnung
pro Zeiteinheit erkennt, wird das Magnetventil 9-3 in den
Betriebszustand auf der Grundlage des Ausgabesignals des Sensors
versetzt, um die Kolbenstange 8-3 vorzuschieben, so daß sich das Ventilteil 7-1 der
Zuführöffnung nähert und
diese verschließt,
damit der Ölstrom
zur Drehmoment-Übertragungskammer 3 unterbrochen
wird.
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In
dem in 8 dargestellten Fall ist ein Sperrenpaar 15 diametral
zu beiden Seiten der in der Trennplatte 4 befindlichen
Zuführöffnung 10-1 an
einer Position der Welle 1 in Umfangsrichtung so angeordnet,
daß sich
diese Sperren nahe sowohl bei der Innenumfangswand der Ölvorratskammer 5 als
auch der Trennplatte 4 befinden, wobei dieses Sperrenpaar 15 dazu
dient, eine notwendige Menge Öl
in der Ölvorratskammer 5 zu
einem Teil nahe der Zuführöffnung 10-2 strömen zu lassen
und es dort abgesehen von dem in der Ölvorratskammer 5 vorhandenen Öl zu speichern,
wobei das Öl,
das für
die Erhaltung der Lebensdauer des Öles und die Absorption eines
Herstellungsfehlers notwendig, aber als Gegenmaßnahme gegen das "Mitdrehen" überschüssig ist, in der Ölvorratskammer 5 und
nicht im Raumteil 3-2 vor dem Spaltteil der Drehmomentübertragung 3-1 in
der Drehmoment-Übertragungskammer 3 gehalten
werden kann, so daß es
möglich
ist, das durch das überschüssige Öl hervorgerufene
Phänomen
des "Mitdrehens" seitens des Abdichtvorrichtungskastens 2 zu verhindern.
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9 zeigt
weiterhin eine Ausführungsform, bei
der die Erfindung an der Ventilatorkopplungsvorrichtung angebracht
ist, die so gestaltet ist, daß der an
der Vorderfläche
der Abdeckung 2-2 in geringem Abstand in Axialrichtung
angebrachte Elektromagnet 9-4 als Betätigungselement verwendet wird
und an der Klammer 17 befestigt ist, die an einem Grundkörper, zum
Beispiel einer Fahrzeugkarosserie, in der Art eines Koaxialringes
angebracht ist, wobei der Magnetkörper 18 in einer Position
montiert ist, die dem Elektromagneten 9-4 des plattenförmigen Ventilteiles 7-1 entspricht,
und eine Federwirkung aufweist, die der der in 1 dargestellten
Ausführungsform
entspricht und die Zuführöffnung 10-1 in
der Trennplatte 4 an der Seite der Drehmoment-Übertragungskammer 3 öffnet und
schließt,
indem das plattenförmige Ventilteil 7-1 verbunden
oder gelöst
wird. In diesem Falle wird die Temperaturänderung am Außenumfang
durch einen Temperaturfühler
(nicht dargestellt) oder die Änderung
der Drosselöffnung
durch einen Drosselöffnungsgradsensor
(nicht dargestellt) erkannt und der Elektromagnet 9-4 auf
der Grundlage des Ausgabesignals des Sensors aktiviert oder deaktiviert,
um das Ventilteil 7-1 anzuziehen oder die Anziehungskraft
abzustellen, wodurch das Ventilteil 7-1 die in der Trennplatte 4 befindliche
Zuführöffnung 10-1 öffnet oder
schließt.
Das heißt:
Wenn der Temperaturfühler
eine hohe Umgebungstemperatur oder der Drosselöffnungsgradsensor eine geringe Änderung
der Drosselöffnung
pro Zeiteinheit erkennt, wird der Elektromagnet 9-4 auf
der Grundlage des Ausgabesignals des Sensors aktiviert, der Magnetkörper 18 des
Ventilteiles 7-1 wird magnetisch angezogen, und das Ventilteil 7-1 bewegt
sich gegen die Federkraft des Ventilteiles 7-1 selbst,
um die Zuführöffnung 10-1 zu öffnen, damit Öl aus der Ölvorratskammer 5 in
die Drehmoment-Übertragungskammer 3 geleitet
wird. Wenn andererseits der Temperaturfühler eine niedrige Umgebungstemperatur
oder der Drosselöffnungsgradsensor
eine schnelle Änderung
der Drosselöffnung
pro Zeiteinheit erkennt, wird der Elektromagnet 9-4 auf
der Grundlage des Ausgabesignals des Sensors deaktiviert, um die
auf den Magnetkörper 18 des Ventilteiles 7-1 wirkende
magnetische Anziehungskraft abzuschalten, so daß sich das Ventilteil 7-1 durch
die Federkraft des Ventilteiles 7-1 der Zuführöffnung nähert und
diese verschließt,
wodurch der Ölstrom
zur Drehmoment-Übertragungskammer 3 unterbrochen
wird. In diesem Falle ist in der in 9 dargestellten
Ausführungsform
der mittlere Teil der Klammer 17, an der der ringförmige Elektromagnet 9-4 befestigt
ist, mittels des Lagers 19 an der Haltewelle 2-2a angebracht,
die aus dem Zentrum des äußeren Teiles
der Abdeckung 2-2 hervorragt, wobei beide Endteile am Grundkörper, zum
Beispiel der Fahrzeugkarosserie, befestigt sind, doch ist die Erfindung
nicht auf eine derartige Ausführungsform
beschränkt.
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Wenn
weiterhin in dem oben erwähnten,
in 9 dargestellten Fall ein Sperrenpaar 15 diametral
zu beiden Seiten der in der Trennplatte 4 befindlichen
Zuführöffnung 10-1 an
einer Position der Welle 1 in Umfangsrichtung so angeordnet
ist, daß sich
diese Sperren nahe sowohl bei der Innenumfangswand der Ölvorratskammer 5 als
auch der Trennplatte 4 befinden, dient dieses Sperrenpaar 15 dazu,
eine notwendige Menge Öl
in der Ölvorratskammer 5 zu
einem Teil nahe der Zuführöffnung 10-1 strömen zu lassen
und es dort abgesehen von dem in der Ölvorratskammer 5 vorhandenen Öl zu speichern,
wobei das Öl,
das für
die Erhaltung der Lebensdauer des Öles und die Absorption eines
Herstellungsfehlers notwendig, aber als Gegenmaßnahme gegen das "Mitdrehen" überschüssig ist, in der Ölvorratskammer 5 und
nicht im Raumteil 3-2 vor dem Spaltteil der Drehmomentübertragung 3-1 in
der Drehmoment-Übertragungskammer 3 gehalten
werden kann, so daß es
möglich
ist, das durch das überschüssige Öl hervorgerufene
Phänomen
des "Mitdrehens" seitens des Kastens 2 zu
verhindern.
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Bei
jeder der oben erwähnten
Ausführungsformen
wird in der Beschreibung davon ausgegangen, daß die jeweilige Ausführungsform
so aufgebaut ist, daß die
inneren freien Enden der Sperren 15 auf der gleichen Fläche axial
ausgerichtet sind, doch ist die Erfindung nicht auf eine derartige
Ausführungsform
beschränkt,
und es ist vorzuziehen, die inneren freien Enden der Sperren 15 in
die in den 10 bis 12 dargestellte
Form zu bringen, so daß sie
eine Einströmbeschränkungseinrichtung
für das überschüssige Öl bilden,
die beim Wiederanlassen des Motors oder beim plötzlichen Beschleunigen während des Fahrens
das Öl
in möglichst
geringer Menge und möglichst
langsam über
die Sperren 15 strömen
lassen.
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Das
heißt:
Die inneren freien Enden der Sperren 15 sind mit einer
im wesentlichen V-förmigen oder
U-förmigen
Kerbe 15-1, wie in 10 dargestellt,
einer rechteckigen Kerbe 15-2 in einem im wesentlichen
mittleren Teil, wie in 11 dargestellt,
einer ovalen Öffnung 15-3 nahe
dem inneren freien Ende, wie in 12 dargestellt,
einem in Umfangsrichtung verlaufenden Wandteil 15-4, wie
in 13 dargestellt, oder einem Stufenteil 15-5,
wie in 14 dargestellt, versehen.
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Da,
wie oben erwähnt,
das Öl
im Spaltteil 3-1 der Drehmomentübertragung von dem Sperrwulst 11 zurückgehalten
wird, um beim Wiederanlassen des Motors oder beim plötzlichen
Beschleunigen während
des Fahrens in die Ölvorratskammer 5 zu
strömen,
und da in dem Raumteil 3-2 vor dem Spaltteil 3-1 der
Drehmomentübertragung
kein Öl
vorhanden ist, wird das Phänomen
des "Mitdrehens" seitens des Kastens 2 nicht
erzeugt. In dem Falle jedoch, in dem das Öl rasch und in großer Menge
in die Ölvorratskammer 5 strömt, überströmt es sofort
die Sperren 15, erreicht die Zuführöffnung 10-1, strömt in die Drehmoment-Übertragungskammer 3 und
gelangt dann in den Spaltteil 3-1 der Drehmomentübertragung,
um das Drehmoment zu übertragen,
so daß es möglich ist,
die Zeitspanne für
die Verhinderung des Phänomens
des "Mitdrehens" seitens des Abdichtvorrichtungskastens 2 zu
verkürzen.
In diesem Falle ist eine Kerbe 15-1 oder 15-2 oder
eine ovale Öffnung 15-3 am
inneren freien Ende der Sperren 15, wie in den 10 bis 12 dargestellt,
ein in Umfangsrichtung verlaufender Wandteil 15-4 gegenüber dem inneren
Endteil des Sperrenpaares 15, wie in 13 dargestellt,
oder der von der Seite der Abdeckung 2-2 vorstehende Stufenteil 15-5 zwischen
dem Sperrenpaar 15, wie in 14 dargestellt,
vorhanden. Durch die Ausnutzung der oben erwähnten Struktur kann das in
der Ölvorratskammer 5 gehaltene Öl die Zuführöffnung 10-1 erst
erreichen, nachdem es die Kerbe 15-1 oder 15-2 oder
die ovale Öffnung 15-3 passiert
hat bzw. kann die Zuführöffnung 10-1 erst
erreichen, nachdem es den Wandteil 15-4 oder den Stufenteil 15-5 überwunden
hat. Da dementsprechend diese Passage oder Überwindung viel Zeit in Anspruch
nimmt und die Ölmenge
nur gering ist, wird der Zustrom des Öles in den Spaltteil 3-1 der
Drehmomentübertragung
verzögert
und nur wenig Öl
verbraucht, so daß es
möglich
ist, das Phänomen
des "Mitdrehens" weiter effektiv
zu verhindern.
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Wenn
in diesem Falle die Oberfläche
des in 13 dargestellten Wandteiles 15-4 oder
die Oberfläche
des in 14 dargestellten Stufenteiles 15-5 rauh
oder uneben gebildet wird oder wenn der in 14 dargestellte
Stufenteil auf einer geneigten Fläche gebildet wird, die an der
Seite der Drehmoment-Übertragungskammer 3 höher ist
als an der Seite der Abdeckung 2-2, wird die Ankunft des Öles an der
Zuführöffnung 10-1 weiter
verzögert,
so daß es
möglich
ist, das Phänomen
des "Mitdrehens" noch effektiver
zu verhindern.
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Da,
wie oben erwähnt,
die erfindungsgemäße temperatursensitive
Ventilatorkupplungsvorrichtung das Öl, das für die Sicherung der Lebensdauer des Öles und
die Absorption von Herstellungsfehlern erforderlich, als Gegenmaßnahme gegen
das "Mitdrehen" jedoch überschüssig ist,
mittels des Einsatzes eines in der Ölvorratskammer befindlichen
Sperrenpaares in der Ölvorratskammer
und nicht im Raumteil vor dem Spaltteil der Drehmomentübertragung
in der Drehmoment-Übertragungskammer
zu halten, ist es möglich,
das durch das überschüssige Öl hervorgerufene
Phänomen
des "Mitdrehens" seitens des gedichteten
Gehäuses
(eine Kühlventilators)
zu verhindern. Es ist daher erfindungsgemäß möglich, das Phänomen des "Mitdrehens" seitens des gedichteten
Gehäuses
nicht nur beim Wiederanlassen des Motors, sondern auch beim raschen
Beschleunigen während des
Fahrens zu verhindern, so daß eine
ausgezeichnete Wirkung erzielt werden kann, die es ermöglicht,
das Drehmoment von der Antriebsscheibe zum gedichteten Gehäuse in optimaler
Weise je nach den verschiedenen Fahrbedingungen mittels des Ventilteiles
zu übertragen,
das als Reaktion auf die Änderung
der Umgebungstemperatur arbeitet, weiterhin das Geräusch des
Kühlventilators
zu verringern, die vom Ventilator verbrauchte Energie zu reduzieren
und den spezifischen Kraftstoffverbrauch zu verbessern. Weiterhin
kann die Wirkung erzielt werden, daß das Öl, das durch die Zerteilung
durch die Antriebsscheibe in der Drehmoment-Übertragungskammer aufgeheizt
wird, über lange
Zeit in der Ölvorratskammer
verbleibt, wodurch das Öl
weiter abgekühlt
wird, was seine Lebensdauer verlängert.