DE2602660C3

DE2602660C3 - Fluid coupling for a radiator fan

Info

Publication number: DE2602660C3
Application number: DE19762602660
Authority: DE
Inventors: Yasuhei Shizuoka Kikuchi (Japan)
Original assignee: Usui International Industry, Ltd, Shizuoka (Japan)
Priority date: 1975-01-30
Filing date: 1976-01-24
Publication date: 1977-11-17

Description

ISl.ISl.

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitskupplung 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 gewölbtem, aus der konkaven in die konvexe Form verformbarem Querschnitt, das mit seinem Rand in einer Ringnut des besagten Kragens befestigt ist, und einer sich von der Scheitelpartie des Bimetallgüedes axial erstreckenden Steuerstange zur Betätigung einer Fluidkupplung am anderen Ende.The invention relates to a fluid coupling for the cooling fan of the engine of a motor vehicle, with a collar-shaped support on the front of the housing cover, a cup-shaped, snap-spring-like bimetallic member that quickly responds to temperature changes and has a curved, from the concave in the convex shape deformable cross-section, which with its edge in an annular groove of the said collar is attached, and one axially extending from the apex of the bimetallic material Control rod for actuating a fluid coupling at the other end.

Das Bimetallglied einer bekannten Kupplung dieser Art, die aus der japanischen Patentschrift 47 21 474 bekannt ist, hat jedoch den Nachteil, daß Betriebstemperaturen, durch die es in die eine oder andere Lage verformt wird, praktisch nicht erreicht werden können.The bimetal member of a known coupling of this type, which is disclosed in Japanese patent specification 47 21 474 is known, but has the disadvantage that operating temperatures through which it is in one position or the other is deformed, can practically not be achieved.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Steuermechanismus für das Bimetaügüed einer solchen Kupplung zu schaffen, der eine Annäherung an die Schalttemperaturen ermöglicht, bei denen das Bimetallglied verformt wird.The invention is therefore based on the object to provide a control mechanism for the Bimetaügüed such a coupling, which allows an approach to the switching temperatures at which the bimetal is deformed.

Weiterhin soll der erfindungsgemäße Steuermechanismus für das Bimetallglied so ausgebildet werden, daß er eine Einstellung der Schalttemperaturen entsprechend der Charakteristik des Bimetalls ermöglichtFurthermore, the control mechanism according to the invention for the bimetal member should be designed so that it enables the switching temperatures to be set according to the characteristics of the bimetal

Erfindungsgemäß sind dazu eine oder mehrere Federn mit dem Bimetaüglied derart gekuppelt, daß auf das Bimetaügiied 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 umschnapptAccording to the invention, one or more springs are coupled to the bimetallic element in such a way that on the bimetallic element is temporarily exerted a compressive force that allows an approach to the switching temperatures at which the bimetallic element responds, i.e. snaps from one form to the other

Zur Lösung dieser Aufgabe ist dabei erfindungs-To solve this problem is invention

3. Kupplung nach Anspruch! and 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Feder (9i) auf der der Steuerstange (7) zugewandten Seite des Bimetallgüedes (4) befindet und dessen Scheitelbereich (8.) beaufschlagt.3. Coupling according to claim! and 2, thereby characterized in that the spring (9i) is located on the side of the bimetallic element (4) facing the control rod (7) and its apex area (8.) applied.

4. Kupplung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Feder (92) auf der der Steuerstange (J) abgewandten Seite des Bimetallgüedes (4) befindet und dessen Scheitelbereich (82) beaufschlagt4. Coupling according to claim I and 2, characterized in that the spring (92) is located on the side of the bimetallic element (4) facing away from the control rod (J) and acts on its apex region (82)

gemäß der Steucrrnechanismus des Bimetallgliedes mit einer Feder versehen, die so angeordnet ist, daß sie eine Druckkraft auf die Rückseite des Bimetällgliedes ausübt - Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert Jn den Zeichnungen sind:according to the control mechanism of the bimetal member with a spring which is arranged so that it exerts a compressive force on the back of the bimetal member - The invention is explained in more detail below with reference to the drawings.

Fig. 1 ein Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;Fig. 1 is a longitudinal section through an embodiment of the invention;

F i g, 2 eine schematische Darstellung von Charakteristiken eines Ausführungsbeispielcs der Erfindung; ,, Fig.3 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäß verwendete Bimetallglied;Fig. 2 is a schematic representation of characteristics of an embodiment of the invention; ,, Fig.3 is a plan view of the invention used bimetal link;

F i g. 4 ein Schnitt längs der Linie I-J in F i g, 3; ' Fig.5 ein Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform;F i g. 4 shows a section along the line I-J in FIG. 3; 'Figure 5 is a longitudinal section through a second embodiment;

F i g. 6 eine schematiEche Darstellung von Charakteristiken der zweiten Ausführungsform;F i g. 6 is a schematic diagram showing characteristics of the second embodiment;

Fig,7 ein Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform;7 shows a longitudinal section through a third embodiment;

F i g. 8 eine schematische Darstellung von Charakteristiken der dritten Ausführungsform undF i g. 8 is a schematic representation of characteristics of the third embodiment and FIG

F i g. 9 eine schematische Darstellung von Charakteristiken der herkömmlichen Vorrichtung.F i g. 9 is a schematic diagram showing characteristics of the conventional device.

Ein auf W?,rme ansprechendes Bimetaüglied 4 ist in seiner Mitte an der Vordersei'.e 82 und an der Hinterseite 81 mit der Steuerstange ? einer Fuidkupplung a derart verbunden, daß es in seine 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 bei Änderung der Umgebungstemperatur des Motors einen Auslaß 11 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.A bimetallic element 4 responding to heat is in its center on the front side 82 and on the rear side 81 with the control rod ? a fluid coupling a connected in such a way that it can be brought into one form or another which lies on both sides of a vertical center plane the ambient temperature of the engine an outlet 11 in a partition plate 10 opens or closes. The bimetal member sits with its peripheral edge 5 in an annular groove 3 of a collar which protrudes from the front of the housing cover 1 of the fluid coupling.

Der Kragen 2 'st mit mehreren Belüftungsöffnungen versehen. Die Trennplatte 10, die zwischen dem Gehäusedeckel t und dem Gehäuse 16 sitzt, weist an ihrem Umfang einen Einlaß 15 auf, der mit einem fingerartigeii Vorsprung 17 kombiniert ist der vom Gehäusedeckel 1 vorsteht, um eine Fluidmenge, die am Umfang der Kupplungskammer 18 verblieb, unter der Wirkung der Fliehkraft in die Speicherkammer 12 abfließen zu lassen.The collar 2 'is provided with several ventilation openings. The partition plate 10, which sits between the housing cover t and the housing 16, has an inlet 15 on its periphery, which is combined with a finger-like projection 17 which protrudes from the housing cover 1 in order to reduce an amount of fluid that remained on the periphery of the clutch chamber 18, to drain into the storage chamber 12 under the action of centrifugal force.

Eine Antriebswelle 21 ist mittels eines Lagers 20 im Gehäuse 16 gelagert und trägt an ihrem inneren Ende eine Treibscheibe 19, die im Abstand von den Stirnflächen der Trennplatte 10 und des Gehäuses 16 angeordnet ist und mit diesen die zur Drehmomentübertragung erforderlichen Spalte 22i, 222 bildet Die Antriebswelle 21 ist an ihrem äußeren Ende mit einem Flansch 23 mit Löchern 24 versehen, die Schrauben rar Befestigung ciücf nicht dargestellter! Riemenscheibe aufnehmen können.A drive shaft 21 is mounted in the housing 16 by means of a bearing 20 and carries at its inner end a traction sheave 19, which is spaced from the end faces of the partition plate 10 and the housing 16 is arranged and with these the required for torque transmission column 22i, 222 forms the Drive shaft 21 is provided at its outer end with a flange 23 with holes 24, the screws are rare Attachment ciücf not shown! Pulley be able to record.

Die Treibscheibe 19 hat an ihrem Umfang eine abgestufte Nut 25 und Durchbrüche 26, die sich quer zu den Spalten 22₂ erstrecken.The drive pulley 19 has a stepped groove 25 and openings 26 on its circumference, which extend transversely to the gaps 22 ₂ .

Das Gehäuse 16 ist an seiner Rückseite mit Ventiiatorflügeln 27 versehen, die mittels in Gewindebohrungen 23 eingeschraubten Schrauben befestigt sind.The housing 16 is provided on its rear side with fan blades 27 which are fastened by means of screws screwed into threaded bores 23.

An der Rückseite des Bimetallgliedes ist eine Schraubenfeder 9i derart angeordnet, daß sie eine Kraft auf die Rückseite des Bimetallgliedes ausübtOn the back of the bimetal link is a Coil spring 9i arranged so that it has a force exerts on the back of the bimetal member

Fig. 2 zeigt ein Diagramm, in dem die Kurve h die Drehzahl des Kfihlerventiiators in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur eines Möiüra wiedergibt, während k eine Kurve ist, die in gleicher Weise dieseFig. 2 shows a diagram in which the curve h represents the speed of the Kfihlerventiiators as a function of the ambient temperature of a Möiüra, while k is a curve that in the same way this

Abhängigkeit bei einem herkömmlichen Mechanismus, der allein aus Bimetal! besteht, wiedergibt, 7Ί und ΤΊ zeigen damit den jeweiligen Bereich der Betriebstemperatur. Das Bimetallglied 4 wi/d verformt, während die Umgebungstemperatur eines Motors steigt, und bewirkt, daß der Ventilteller 13 den Auslaß I ί öffnet, durch den in der Speicherkammer 12 angesammelte Flüssigkeit über den abgedämmten Durchlaß 15 in die Spalte 22| und 222 in der Drehmomentübertragungskammer einfließen kann, wodurch die Drehzahl der Kühlerventilatorflügel 28 auf die der Antriebswelle erhöht 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 22| und 222 vermindern, was zu einer Verringerung der Reiativge-Dependency on a conventional mechanism that consists solely of bimetal! consists, reproduces, 7Ί and ΤΊ show the respective operating temperature range. The bimetal member 4 wi / d deformed while the The ambient temperature of an engine rises, and causes the valve disk 13 to open the outlet I ί through the liquid accumulated in the storage chamber 12 via the blocked passage 15 into the column 22 | and 222 in the torque transfer chamber can flow, thereby increasing the speed of the cooling fan blades 28 to which the drive shaft is raised, an inward deformation of the bimetal member 4 at a low ambient temperature of the engine causes the valve disc to close the outlet 11 and thus the The liquid flows into the column 22 | and 222 decrease, which leads to a reduction in the

._s schwindigkeit der Kühlerventilatorflügel führt.. _s speed of the cooling fan blades leads.

Das Bimetaliglied 4 wird also entsprechend seinerThe bimetal 4 is so according to his

gewölbten Form bei Erreichen der jeweiligen Solltemperatur nach innen oder nach außen yerformt und betätigt den Ventilteller 13, so daß der Auslaß 11 geöffnet oder geschlossen wird.arched shape when the respective target temperature is reached inwardly or outwardly and actuates the valve disk 13 so that the outlet 11 is opened or closed.

Es ergibt sich, daß zwischen den Temperaturen, bei denen eine 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 13⁰C betrug. Daraus ist. ersichtlich, daß ein Bimetall dieser Art zur Steuerung einer Mediumkupplung für einen Kühlerventilator wegen der niedrigen Wärmeleitfähigkeit der Umgebungsluft und einer thermischen Beeinflussung des Kupplungsgehäuses praktisch sogar oft eine Temperaturdifferenz in der Größenordnung von 20' C bis 30° C mit sich bringt.The result is that there is a certain difference between the temperatures at which a deformation takes place if only the bimetal is attached to the actuating rod 7. ^{A hot water test showed that this temperature difference was about 13 °} C. for a bimetal with a diameter of 28 mm and a thickness of 0.2 mm. From it is. It can be seen that a bimetal of this type for controlling a medium coupling for a radiator fan due to the low thermal conductivity of the ambient air and a thermal influence on the coupling housing practically often even brings a temperature difference of the order of 20 ° C to 30 ° C with it.

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 F i g. 1 vorgesehene Feder verschiebt, wie man aus F i g. 2 ersieht, die obere Schalttemperatur nach unten, so daß das Temperaturintervall zwischen der oberen und der unteren Schalttemperatur dadurch verringert wird, Je nach Wahl der Federkonstante bzw. ihrer Vorspannung kann also die obere Schalttcmperatur und damit das Temperaturintervall in weiten Grenzen beeinflußt werden.By adding the spring to bias the bimetal according to the teaching of the invention this temperature difference can now be influenced within wide limits. In the embodiment according to F i g. 1 provided spring moves, as can be seen from F i g. 2 sees the upper switching temperature down, so that the temperature interval between the upper and the lower switching temperature is thereby reduced Depending on the choice of the spring constant or its preload, the upper switching temperature and so that the temperature interval can be influenced within wide limits.

Bei der Ausführungsform /lach F ι g, 5, bei der gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, ist die das Bimetallglied vorspannende Feder 9i auf der Außenseite, also der dem Gehäusedeckel abgewandten Seite des Bimetallgliedes angeordnet. Durch die vonIn the embodiment / lach Fig. 5, in which the same parts are provided with the same reference numerals, the spring 9i prestressing the bimetal member is arranged on the outside, that is to say on the side of the bimetal member facing away from the housing cover. Through the from

ίο 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 def Feder erhöht und damit wiederum das Temperaturintervall verringer¹. Bei derίο this spring exerted preload on the bimetal member, the characteristic, as shown in Fig. 6, is changed. Here, the lower switching temperature is increased by the pretensioning of the spring and thus the temperature interval is reduced in turn ¹ . In the

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. Diene Stirnwand ist mitThe embodiment according to Fig.5 is to the spring at her to support the outer end, the collar carrying the bimetal member on the front side by an end wall closed, which carries a spring receiving approach in the middle. The front wall is with

ω Entlüftungsöffnungen 14 versehen. Weitere Entlüftungsöffnungen befinden sich im Umfang des Kragens.ω ventilation openings 14 provided. More vents are in the circumference of the collar.

Bei dieser Ausführungsform ist beispielsweise anstelle des VenttlteHers in F i g. 1 eine Ventilklappe dargestellt, die bei 29 angelenkt ist und in der aus Fig.5 ohne weiteres erkennbaren Weise durch die Steuerstange 7 in ihre Schließstellung oder in die Offenstellung bewegt wird.In this embodiment, for example, instead of the valve in FIG. 1 shows a valve flap, which is hinged at 29 and in the manner easily recognizable from Figure 5 by the control rod 7 in their closed position or is moved into the open position.

Schließlich sind bei der Ausführungsform nach F i g. 7 zwei Federn 9| und 92 vorgesehen, also gewissermaßenFinally, in the embodiment according to FIG. 7 two springs 9 | and 92 are provided, so to speak

jo 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 Schalttemperatur herabgesetzt als auch die untere Schalttemperatur heraufgesetzt, verglichen mit den Schalttemperaturen bei einem Bimetallglied ohne jede Feder, dessen Schaltcharakteristik in Fig.9 dargestellt «st. Das Temperaturintervall wird hier noch stärker verringert.jo in combination of the two versions according to FIG. 1 and Fig. 5. Through the combined effect of this Both springs, as can be seen from the characteristic in Fig. 8, both the upper switching temperature decreased and the lower switching temperature increased compared to the switching temperatures in the case of a bimetallic element without any spring, the switching characteristics of which are shown in FIG. The The temperature interval is reduced even more here.

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.The use of one or two springs to preload the curved bimetallic link is permitted So it, the upper and the lower switching temperature, at which the bimetal link from one to the other Limit position snaps and the valve opens or closes, influencing within wide limits.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

ff","' ff ", "'

Patentansprüche:Patent claims:

J, Flüssigkeitskupplung für den KOhlerysntüator des», M'oiors eines Kraftfahrzeuges, mit einem kragenförmigen Träger an der Vorderseite des Gehäuscdcckels, einem becherförmigen, schnapp· fedcrarl-gen, schnell auf Temperaturänderungen ansprechenden Bimetallglied mit verformbarem konkav-konvexem Querschnitt, das mit seinem Rand In einer Ringnut des Kragens befestigt ist, find einer "sich von der Scheitelpartie dcsJBimetallgliedes axial erstreckenden Steuer?tange zur Betätigung einer Fluidkuppjung am anderen'Enile, dadurfeh ge-■ kennzeichnet, daß der Steuermechanismus des Bimetallgliedes (4) eine Feder aufweist, die so angeordnet ist, daß sie eine vorspannende Kraft auf das Bimetallglied ausübt, .,J, fluid coupling for the KOhlerysntüator des », M'oiors of a motor vehicle, with a collar-shaped support on the front of the housing cover, a cup-shaped, snap fedcrarl-gen, quick to respond to temperature changes appealing bimetal link with deformable concavo-convex cross-section, which with its edge Is attached in an annular groove of the collar, find one "extends axially from the apex of the bimetallic link extending control rod for actuating a fluid coupling on the other end, because the control mechanism of the Bimetal member (4) has a spring which is arranged so that it applies a biasing force the bimetal member exercises,.,

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch "gekennzeichnet, daß die Feder eine Schraubendruckfeder2. Coupling according to claim 1, characterized in that "the spring is a helical compression spring