DE2602660A1

DE2602660A1 - Fluessigkeitskupplung fuer einen kuehlerventilator

Info

Publication number: DE2602660A1
Application number: DE19762602660
Authority: DE
Inventors: Yasuhei Kikuchi
Original assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Current assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Priority date: 1975-01-30
Filing date: 1976-01-24
Publication date: 1976-08-05
Also published as: FR2299507A1; FR2299507B1; IT1055805B; CA1052650A; JPS5444065B2; GB1509351A; JPS5187664A; AU1012676A; DE2602660B2

Description

Dipl.-inq. W. Dchlke
ip!.-,.!r. ; i.-j. Lipport
Pate :. I α π ν/ GiIe

Freite b;^r Slrcße 137 23· Jan. 1976

5060 Ejistfborg-Rairaih Da./Lin.

USUI INTERNATIONAL INDUSTRY, LTD.
Shizuoka-ken (Japan)

Flüssigkeitskupplung für einen Kühlerventilator

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitskupplung für den Kühler- . ventilator des Motors eines Kraftfahrzeuges, mit einem kragenförmigen Träger an der Vorderseite des Gehäusedeckels, einem ■ becherförmigen, schnappfederartigen, schnell auf Temperaturänderungen ansprechenden Bimetallglied mit gewölbtem, aus der kon- ; kaven in die konvexe Form verformbarem Querschnitt, das mit
seinem Rand in einer Ringnut des besagten Kragens befestigt ist, ι und einer sich von der Scheitelpartie des Bimetallgliedes axial ; erstreckenden Steuerstange zur Betätigung einer Fluidkupplung j am anderen Ende. !

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Das Bimetallglied einer bekannten Kupplung dieser Art, die aus der japanischen Patentschrift Nr. 47 214/74 bekannt ist, hat jedoch den Nachteil, daß Betriebstemperaturen, durch die es in die eine oder andere Lage verformt wird, praktisch nicht erreicht werden können. ;

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Steuermechanismus für das Bimetallglied einer solchen Kupplung zu schaffen, der eine Annäherung an die Schalttemperaturen ermöglicht, bei denen das Bimetallglied verformt wird.

Weiterhin soll der erfindungsgemäße Steuermechanismus für das Bimetallglied so ausgebildet werden, daß er eine Einstellung der Schalttemperaturen entsprechend der Charakteristik des Bimetalls ermöglicht.

Erfindungsgemäß sind dazu eine oder mehrere Federn mit dem Bimetallglied derart gekuppelt, daß auf das Bimetallglied vorübergehend eine Druckkraft ausgeübt wird, die eine Annäherung an die Schalttemperaturen ermöglicht, bei denen das Bimetallglied anspricht, also aus der einen in die andere Form umschnappt. ι

Zur Lösung der Aufgabe ist dabei erfindungsgemäß der Steuermechanismus des Bimetallgliedes mit einer Feder versehen, die so

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'angeordnet ist, daß sie eine Druckkraft auf die Rückseite des i
Bimetallgliedes ausübt.

j Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher er- ;läutert. In den Zeichnungen sind:

ι
ι
! Fig. 1 ein Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel

I der Erfindung;

; Fig. 2 eine schematische Darstellung von Charakteristiken

! eines Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 3 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäß verwendete Bimetallglied;

.Fig. 4 ein Schnitt längs der Linie I-I in Fig. 3; Fig. 5 ein Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform;

Fig. 6 eine schematische Darstellung von Charakteristiken der zweiten Ausführungsform;

Fig. 7 ein Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform;

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Fig. 8 eine schematische Darstellung von Charakteristiken der dritten Ausführungsform und

Fig. 9 eine schematische Darstellung von Charakteristiken der herkömmlichen Vorrichtung.

Ein auf Wärme ansprechendes Bimetallglied 4 ist in seiner Mitte an der Vorderseite 82und an der Hinterseite 81 mit der Steuerstange 7 einer Fluidkupplung a derart verbunden, daß es in seine

J eine oder andere Form gebracht werden kann, die beiderseits einer vertikalen Mittelebene liegt. Das Bimetallglied ist an der Rückseite starr mit einem Ventilteller 13 verbunden, der sich in einer die Flüssigkeit enthaltenden Kammer 12 befindet und ι bei Änderung der Umgebungstemperatur des Motors einen Auslaß ' in einer Trennplatte 10 öffnet oder schließt. Das Bimetallglied sitzt mit seinem peripheren Rand 5 in einer Ringnut 3 eines Kragens, der von der Vorderseite des Gehäusedeckels 1 der Fluidkupplung vorsteht.

Der Kragen 2 ist mit mehreren Belüftungsöffnungen versehen. Die j Trennplatte 10, die zwischen dem Gehäusedeckel 1 und dem Gehäuse

16 sitzt, weist an ihrem Umfang einen Einlaß 15 auf, der mit einem fingerartigen Vorsprung 17 kombiniert ist, der vom Gehäusej deckel 1 vorsteht, um eine Fluidmenge, die am Umfang der Kupp-

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^:lungskammer 18 verblieb, unter der Wirkung der Fliehkraft in die

'Speicherkammer 12 abfließen zu lassen..
Eine Antriebswelle 21 ist mittels eines Lagers 20 im Gehäuse 16

!gelagert und trägt an ihrem inneren Ende eine Treibscheibe 19, j

^!die im Abstand von den Stirnflächen der Trennplatte 10 und des ί

i i

'Gehäuses 16 angeordnet ist und mit diesen die zur Drehmoment- i

Übertragung erforderlichen Spalte 22^ , 22₂ bildet. Die Antriebs- j welle 21 ist an ihrem äußeren Ende mit einem Flansch 23 mit

Löchern 24 versehen, die Schrauben zur Befestigung einer nicht |

i .

¹ dargestellten Riemenscheibe aufnehmen können. j

■ I

I ί

j j

•Die Treibscheibe 19 hat an ihrem Umfang eine abgestufte Nut 25 !

i j iund Durchbrüche 26, die sich quer zu den Spalten 22- erstrecken.

; ι

,Das Gehäuse 16 ist an seiner Rückseite mit Ventilatorflügeln j

27 versehen, die mittels in Gewindebohrungen 28 eingeschraubten ,

t !

!Schrauben befestigt sind. j

• I

'An der Rückseite des Bimetallgliedes ist eine Schraubenfeder 9* J

¹ derart angeordnet, daß sie eine Kraft auf die Rückseite des Bi- |

■metallgliedes ausübt.

tFig. 2 zeigt ein Diagramm, in dem die Kurve I₁ die Drehzahl des

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Kühlerventilators in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur \

eines Motors wiedergibt, während Ig eine Kurve ist, die in ; gleicher Weise diese Abhängigkeit bei einem herkömmlichen j Mechanismus, der allein aus Bimetall besteht, wiedergibt. T₁ und ; T^f^ zeigen damit den jeweiligen Bereich der Betriebstemperatur. '.. Das Bimetallglied 4 wird verformt, während die Umgebungstempera- ;

tür eines Motors steigt, und bewirkt, daß der Ventilteller 13 ;

den Auslaß 11 öffnet, durch den in der Speicherkammer 12 ange- ! sammelte Flüssigkeit über den abgedämmten Durchlaß 15 in die Spalte 22^ und 22p in der Drehmomentübertragungskammer einfließen j kann, wodurch die Drehzahl der Kühlerventilatorflügel 28 auf die der Antriebswelle erhöhrt wird. Eine Einwärtsverformung des Bimetallgliedes 4 bei einer niedrigen Umgebungstemperatur des
Motors läßt den Ventilteller den Auslaß 11 schließen und damit
das Einströmen der Flüssigkeit in die Spalte 22₁ und 22₂ vermindern, was zu einer Verringerung der Relativgeschwindigkeit
der Kühlerventilatorflügel führt.

Das Bimetallglied 4 wird also entsprechend seiner gewölbten Form bei Erreichen der jeweiligen Solltemperatur nach inen oder nach

außen verformt und betätigt den Ventilteller"13, so daß der Aus- j

i laß 11 geöffent oder geschlossen wird.

ι Es ergibt sich, daß zwischen den Temperaturen, bei denen eine

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Umformung stattfindet, eine gewisse Differenz besteht, wenn nur das Bimetall an der Betätigungsstange 7 befestigt ist. Ein Warmwassertest zeigte, daß diese Temperaturdifferenz bei einem Bimetall mit einem Durchmesser von 28 mm und einer Dicke von \ 0,2 mm etwa 13° C betrug. Daraus ist ersichtlich, daß ein Bimetall dieser Art zur Steuerung einer Mediumkupplung für einen Kühlerventilator wegen der niedrigen Wärmeleitfähigkeit der Um- ' gebungsluft und einer thermischen Beeinflussung des Kupplungsge-; häuses praktisch sogar oft eine Temperaturdifferenz in der Größenordnung von 20° C bis 30° C mit sich bringt.

Durch die Hinzufügung der Feder zur Vorspannung des Bimetalls gemäß der Lehre der Erfindung kann diese Temperaturdifferenz nun in weiten Grenzen beeinflußt werden. Die bei der Ausführungsform nach Fig. Λ vorgesehene Feder verschiebt, wie man aus Fig. 2 ersieht, die obere Schalttemperatur nach unten, so daß das Temperaturintervall zwischen der oberen und der unteren i Schalttemperatur dadurch verringert wird. Je nach Wahl der Federkonstante bzw. ihrer Vorspannung kann also die obere Schalttemperatur und damit das Temperaturintervall in weiten Grenzen be- ' einflußt werden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5» bei der gleiche Teile mit ^l gleichen Bezugszeichen versehen sind, ist die das Bimetallglied

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vorspannende Feder 9? auf der Außenseite, also der dem Gehäusedeckel abgewandten Seite des Bimetallgliedes angeordnet. Durch die von dieser Feder auf das Bimetallglied ausgeübte Vorspannung wird die Charakteristik, wie in Fig. 6 dargestellt ist, verändert. Hier wird die untere Schalttemperatur durch die Vorspannung der Feder erhöht und damit wiederum das Temperaturintervall verringert. Bei der Ausführung nach Fig. 5 ist, um die Feder an ihrem äußeren Ende abzustützen, der das Bimetallglied tragende Kragen vorderseitig durch eine Stirnwand verschlossen, die in der Mitte einen die Feder aufnehmenden Ansatz trägt. Diese Stirnwand ist mit Entlüftungsöffnungen 14 versehen. Weitere Entlüftungsöffnungen befinden sich im Umfang des Kragens.

Bei dieser Ausführungsform ist beispielsweise anstelle des Ventiltellers in Fig. 1 eine Ventilklappe dargestellt, die bei 29

und
angelenkt ist in der aus Fig. 5 ohne weiteres erkennbaren Weise durch die Steuerstange 7 in ihre Schließstellung oder in die Offenstellung bewegt wird.

Schließlich sind bei der Ausführungsform nach Fig. 7 zwei Federn 9 ^ und 9? vorgesehen, also gewissermaßen in Kombination der beiden Ausführungen nach Fig. 1 und Fig. 5. Durch die gemeinsame Wirkung dieser beiden Federn wird, wie man der Charakteristik in Fig. 8 entnimmt, sowohl die obere Schalttem-

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peratur herabgesetzt als auch die untere Schalttemperatur heraufgesetzt, verglichen mit den Schalttemperaturen bei einem Bimetallglied ohne jede Feder, dessen Schaltcharakteristik in Fig. 9 dargestellt ist. Das Temperaturintervall wird hier noch stärker verringert.

Die Verwendung einer oder zweier Federn zur Vorspannung des gewölbten Bimetallgliedes gestattet es also, die obere und die untere Schalttemperatur, bei der das Bimetallglied aus der einen in die andere Grenzlage schnappt und das Ventil öffnet bzw. schließt, in weiten Grenzen zu beeinflussen.

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Claims

Patentansprüche

.JFlüssigkeitskupplung für den Kühlerventilator des Motors eines Kraftfahrzeuges, mit einem kragenförmigen Träger an der Vorderseite des Gehäusedeckels, einem becherförmigen, schnappfederartigen, schnell auf Temperaturänderungen ansprechenden Bimetallglied mit verformbarem konkav-konvexem Querschnitt, das mit seinem Rand in einer Ringnut des Kragens befestigt ist, und einer sich von der Scheitelpartie des Bimetallgliedes axial erstreckenden Steuerstange zur Betätigung einer Fluidkupplung am anderen Ende, dadurch gekennzeichnet , daß der Steuermechanismus des Bimetallgliedes.(4) eine Feder aufweist, die so angeordnet ist, daß sie eine vorspannende Kraft auf das Bimetallglied ausübt.
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder eine ^chraubendruckfeder ist.
3. Kupplung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennz ei c h ne t , daß sich die Feder (9.«) auf der der Steuerstange (7) zugewandten Seite des Bimetallgliedes (4) befindet und dessen Scheitelbereich (8^) beaufschlagt.

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4. Kupplung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß sich die Feder (9?) auf der der Steuerstange (7) abgewandten Seite des Bimetallgliedes (4) befindet und dessen Scheitelbereich (8«) beaufschlagt.

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