DE3047361C2

DE3047361C2 -

Info

Publication number: DE3047361C2
Application number: DE19803047361
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. Herrmann; Leo Dipl.-Ing. Lichtblau; Albert 5000 Koeln De Nolte; Herbert 5040 Bruehl De Schleiermacher
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1980-12-16
Filing date: 1980-12-16
Publication date: 1989-10-19
Also published as: DE3047361A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrodynamische Kupp lung für ein Kühlluftgebläse für eine luftgekühlte Brenn kraftmaschine. Mit Hilfe der Flüssigkeitsfüllmenge zwi schen den Schaufelrädern im Arbeitsraum der Kupplung ist die Drehzahl des Kühlluftgebläses regelbar.The invention relates to a hydrodynamic coupling for a cooling air fan for an air-cooled combustion engine. With the help of the liquid filling quantity between between the paddle wheels in the working area of the clutch the speed of the cooling air blower adjustable.

Aus dem Stand der Technik, der GB-PS 7 65 667 ist ein Kühl luftgebläse genannter Art entnehmbar. Der bekannte Aufbau zeigt in einer Kammer, die sich in einem angetriebenen Gehäuse befindet, das primäre und sekundäre Schaufelrad, wobei das primäre Schaufelrad mit dem Gebläserad in Ver bindung steht. Das feststehende Schöpfrohr der Kupplung ist in einer benachbarten zweiten Kammer untergebracht. Durch Bohrungen eingebracht in eine Wand zwischen beiden Kammern sind diese miteinander verbunden. Beim Betrieb der Kupplung verteilt sich die Hydraulikflüssigkeit durch die Bohrungen auf beide Kammern infolge der Zentrifugalkraft in Form von Flüssigkeitsringen auf den Außenwänden der Kammern, der damit als Übertragungsmittel der Kupplung dient. Die Anordnung des Schöpfrohres sieht vor, daß die aufgefangene Flüssigkeit von diesem von der zweiten in die erste Kammer geleitet wird, wobei die Flüssigkeitsmenge bestimmt wird durch ein thermostatisch geregeltes Ventil. Die Anordnung des Schöpfrohres in einer gesonderten Kammer bewirkt eine verzögerte Arbeitsweise der Kupplung, da der Flüssigkeitsverlauf zwischen beiden Kupplungsteilen verzö gert erfolgt. Dies kann sich insbesondere bei größeren Temperaturänderungen, beispielsweise beim Warmlauf der Brennkraftmaschine, sehr nachteilig auswirken. Außerdem bietet die bekannte Lösung keine konstante Zuführung der Hydraulikflüssigkeit.From the prior art, the GB-PS 7 65 667 is a cooling Air blower of the type mentioned removable. The well-known structure shows in a chamber that is in a powered Housing located, the primary and secondary impeller, the primary impeller with the impeller in ver bond stands. The fixed scoop pipe of the coupling is housed in an adjacent second chamber. Drilled through a wall between the two Chambers are connected to each other. When operating the The hydraulic fluid is distributed through the clutch Drilling on both chambers due to the centrifugal force in the form of liquid rings on the outer walls of the Chambers, which thus acts as a transmission medium for the clutch serves. The arrangement of the scoop pipe provides that the captured liquid from this from the second to the first chamber is passed, the amount of liquid is determined by a thermostatically controlled valve. The arrangement of the scoop tube in a separate chamber causes a delayed operation of the clutch, because the Delayed fluid flow between both coupling parts device. This can be especially true with larger ones Temperature changes, for example when warming up the Internal combustion engine, very disadvantageous. Furthermore the known solution does not offer a constant supply of Hydraulic fluid.

Ausgehend von diesen Erkenntnissen ist es Aufgabe der Erfindung, eine hydraulische Kupplung der eingangs umris senen Gattung mit einfachen Mitteln zu schaffen, bei der die geschilderten Nachteile vermieden werden.Based on these findings, it is the task of Invention, a hydraulic clutch at the beginning umris to create its genus with simple means, at the disadvantages described are avoided.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Schöpfrohr im Arbeitsraum der Kupplung gemeinsam mit dem in diesem drehbar gelagerten Schaufelrad angeordnet ist, daß dem Arbeitsraum ständig eine konstante Flüssigkeits menge zugeführt wird und daß der Thermostat als Dehnstoff element ausgebildet und mit einem Ventilteller versehen ist, der seinerseits den Ablauf der Hydraulikflüssigkeit aus dem Arbeitsraum beherrscht.The object is achieved in that the Scoop pipe in the working space of the coupling together with the is arranged in this rotatably mounted paddle wheel, that the working space is constantly a constant fluid quantity is supplied and that the thermostat as an expansion material element designed and provided with a valve plate which in turn is the hydraulic fluid drain mastered from the workspace.

Bei einer solchen Anordnung erfolgt die Regulierung der Flüssigkeitsmenge unmittelbar im Arbeitsraum der Kupplung, was eine sofortige Auswirkung auf den Kupplungsvorgang hat. Durch die ständige Zuführung von Hydraulikflüssigkeit in die Kammer mit den Schaufelrädern ist für eine gute Kühlung der Kupplung gesorgt. Die nach außen abschließen den Dichtungen am Gehäuse der Kupplung können einfach ausgeführt sein, da Leckverluste durch die ständig zuströ mende Hydraulikflüssigkeit ausgeglichen werden. Bei der kontinuierlichen Zuführung von Hydraulikflüssigkeit ausge glichen werden. Bei der kontinuierlichen Zuführung von Hydraulikflüssigkeit muß der Ventilteller gegenüber seinem Sitz ständig einen geöffneten Spalt haben, damit ständig eine bestimmte überschüssige Menge der zugeführten Flüs sigkeit wieder abfließen kann. Hierdurch entfällt ein totaler Schließ- und Öffnungsvorgang des Ventils, so daß starke Druckschwankungen bzw. Hysteresen im hydraulischen System mit Sicherheit vermieden werden.With such an arrangement, the regulation of the Amount of liquid directly in the working area of the coupling, which has an immediate impact on the coupling process Has. Due to the constant supply of hydraulic fluid in the chamber with the paddle wheels is for good Cooled the clutch. Complete the outside The seals on the clutch housing can be simple be carried out as leakage losses due to the constant influx hydraulic fluid. In the continuous supply of hydraulic fluid be compared. With the continuous feeding of The valve disc must have hydraulic fluid in relation to its Seat always have an open gap, so constantly a certain excess amount of the supplied rivers liquid can flow out again. This eliminates one total closing and opening process of the valve, so that strong pressure fluctuations or hysteresis in the hydraulic System can be avoided with certainty.

Um eine leicht ansprechende Regeleinrichtung zu erhalten, ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, daß in der Fühler patrone als Dehnstoff eine bei Erwärmung leicht ver dampfende Flüssigkeit vorhanden ist, deren Dampfdruck im Dehnelement die am Ventilteller im Schließsinn wirkende Kraft gegenüber dem beim Betrieb im Schöpfrohr anstehenden Flüssigkeitsdruck bildet.In order to get an easily responding control device, is provided in the context of the invention that in the sensor cartridge as expansion material slightly ver when heated steaming liquid is present, the vapor pressure in the Expansion element acting on the valve plate in the closing direction Force compared to that in operation in the scoop tube Forms liquid pressure.

Schließlich ist es hinsichtlich der Lebensdauer und einer guten Wartung zweckdienlich, wenn das Dehnstoffelement gut geschützt und leicht zugänglich innerhalb eines die Kupp lung allseitig umschließenden Gehäuses untergebracht ist.After all, it is in terms of life and one good maintenance is useful if the expansion element is good protected and easily accessible within a dome housing is enclosed on all sides.

Weitere Eigenschaften, Vorteile und Merkmale der Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung, welche ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, entnommen werden. Further properties, advantages and features of the invention can the following description of the drawing, which represents an embodiment of the invention will.

Das gezeigte Kühlluftgebläse hat eine Antriebswelle 1 mit einer darauf angeordneten Keilriemenscheibe 2 zum Antrieb des Gebläses von der Kurbelwelle einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine. Die Antriebswelle 1 ist in einem abnehm baren Teil 3 eines feststehenden Gehäuses 4 mit Hilfe eines Wälzlagers 5 gelagert und trägt ferner drehfest ein Schaufel rad 6 einer hydraulischen Kupplung 7. Ein zweites Schaufelrad 8 der hydraulischen Kupplung 7 ist einerseits mit einem Kupp lungsgehäuse 9 und andererseits mit einer koaxial zur Antriebs welle 1 angeordneten Hohlwelle 10 fest verbunden, die ihrer seits über ein Wälzlager 11 ebenfalls im Gehäuse 4 gelagert ist. Zwischen der Antriebswelle 1 und der Hohlwelle 10 sind mit Abstand zueinander zwei Gleitlager 12 angeordnet. Auf der Hohlwelle 10 sitzt drehfest ein Gebläserad 14, dessen Schaufeln mit 15 bezeichnet sind. Das Gebläserad 14 ist von einem Ansaugstutzen 16 umhüllt, der in Strömungsrichtung hinter dem Gebläserad 14 durch Leitbleche 17 mit dem Gehäuse 4 fest verbunden ist. Ein in das Kupplungsgehäuse 9 hinein ragender Vorsprung 19 des Gehäuseteils 3 trägt innerhalb des Gehäuses 9 ein radial verlaufendes, feststehendes Schöpfrohr 20, das an seinem freien Ende mit einem entgegen der Drehrich tung der Schaufelräder 6 und 8 weisenden Bogen 21 versehen ist. An das Schöpfrohr 20 schließt sich im Vorsprung 19 ein Ka nal 22 an, der in einer zylindrischen Kammer 23 mündet. Vor der Kammer 23 sitzt an einem abnehmbaren Deckel 25 des Gehäu ses 3 ein Dehnstoffelement 26, das an seiner der Kammer 23 zugewandten Stirnseite einen Ventilteller 27 trägt. Das Dehn stoffelement 26 ist federnd so ausgebildet, daß es auf den Ventilteller 27 im Schließsinn einwirkt. Vom Dehnstoffelement 26 führt ein Kapillarrohr 29 zu einer nicht dargestellten Fühlerpatrone an einer geeigneten Meßstelle an der Brennkraft maschine.The cooling air blower shown has a drive shaft 1 with a V-belt pulley 2 arranged thereon for driving the blower from the crankshaft of an internal combustion engine, not shown. The drive shaft 1 is mounted in a removable part 3 of a fixed housing 4 with the aid of a roller bearing 5 and also rotatably supports a blade wheel 6 of a hydraulic clutch 7 . A second paddle wheel 8 of the hydraulic clutch 7 is on the one hand with a hitch be housing 9 and on the other hand with a coaxial to the drive shaft 1 arranged hollow shaft 10 , which is in turn mounted on a roller bearing 11 in the housing 4 . Two slide bearings 12 are arranged at a distance from one another between the drive shaft 1 and the hollow shaft 10 . On the hollow shaft 10 sits an impeller 14 , the blades of which are designated 15 . The impeller 14 is encased by an intake 16 , which is fixedly connected in the flow direction behind the impeller 14 by baffles 17 to the housing 4 . A protruding into the clutch housing 9 protrusion 19 carries the housing part 3 within the housing 9 a radially extending, stationary scoop pipe 20 which is provided at its free end with a counter to the rotational Rich processing of the paddle wheels 6 and 8 facing sheet 21st At the scoop tube 20 in the projection 19 connects a channel 22 , which opens into a cylindrical chamber 23 . In front of the chamber 23 sits on a removable cover 25 of the housing 3, an expansion element 26 which carries a valve plate 27 on its end facing the chamber 23 . The expansion fabric element 26 is resilient so that it acts on the valve plate 27 in the closing direction. From the expansion element 26 , a capillary tube 29 leads to a sensor cartridge, not shown, at a suitable measuring point on the internal combustion engine.

Für die Zuführung der in der hydrodynamischen Kupplung 7 den Kraftfluß übernehmenden Flüssigkeit ist im Gehäuseteil 3 eine mit Gewinde versehene Bohrung 30 zum Anschluß einer nicht gezeigten Förderleitung für den Zulauf der genannten Flüssigkeit vorgesehen. Eine in der Bohrung 30 befindliche Drossel 31 steht mit einer Längsbohrung 32 der Antriebswelle 1 in Verbindung. Von der Längsbohrung 32 führt eine Radial bohrung 33 in das Innere der hydrodynamischen Kupplung 7, durch die dieser ein konstanter Flüssigkeitsstrom zugeführt wird. Zwei ebenfalls von der Längsbohrung 32 ausgehende Querbohrungen 34 dienen zur Schmierung der Gleitlager 12.For the supply of the liquid which takes over the power flow in the hydrodynamic coupling 7, a threaded bore 30 is provided in the housing part 3 for connecting a delivery line, not shown, for the supply of said liquid. A throttle 31 located in the bore 30 is connected to a longitudinal bore 32 of the drive shaft 1 . From the longitudinal bore 32 , a radial bore 33 leads into the interior of the hydrodynamic clutch 7 , through which this is fed a constant liquid flow. Two transverse bores 34 also extending from the longitudinal bore 32 serve to lubricate the slide bearings 12 .

Beim Betrieb der Brennkraftmaschine wird die hydrodynamische Kupplung 7 über die Keilriemenscheibe 2 ständig mitangetrieben, wobei die in der Kupplung 7 vorhandene Flüssigkeit innerhalb des Gehäuses 7 einen Flüssigkeitsring bildet. Dabei wird der hydrodynamischen Kupplung stetig von einer Druckmittelquelle Flüssigkeit zugeführt, deren Zustrom durch die in den Zulauf kanal 30 eingeschaltete Drossel 31 konstant gehalten wird. Das Schöpfrohr 21 taucht in den rotierenden Flüssigkeitsring ein, und es baut sich in diesem ein Druck auf, der in einem bestimmten Verhältnis zu dem Stau- und Zentrifugaldruck des rotierenden Flüssigkeitsringes steht. Dieser Druck steht auch in der Kammer 23 an, die zusammen mit der angrenzenden Stirn fläche 24 und dem Ventilteller 27 ein Ventil bildet. Im Dehn stoffelement 26 steht dagegen ein Dampfdruck an, der abhängig ist von der Temperatur an der Meßstelle der Fühlerpatrone. Dieser Dampfdruck wirkt entgegen dem Flüssigkeitsdruck im Raum 23 auf den Ventilteller 27 ein. Überwiegt dabei der im Öffnungssinn auf den Ventilteller 27 einwirkende Druck, so öffnet das Ventil und Flüssigkeit kann aus der Kupplung 7 aus strömen, der Flüssigkeitsring in der Kupplung wird kleiner und damit der Kupplungsschlupf größer. Folglich sinkt die Gebläsedrehzahl und mit ihr die Kühlwirkung des Gebläses. Steigt dagegen der Dampfdruck an, so schließt das Ventil wieder. Der Flüssigkeitsring in der Kupplung 7 wird größer und somit der Kupplungsschlupf entsprechend kleiner. Die Ge bläsedrehzahl steigt folglich an, und die Kühlwirkung ist wieder größer. When the internal combustion engine is operating, the hydrodynamic clutch 7 is continuously driven via the V-belt pulley 2 , the liquid present in the clutch 7 forming a liquid ring within the housing 7 . In this case, the hydrodynamic clutch is continuously supplied with liquid from a pressure medium source, the inflow of which is kept constant by the throttle 31 switched into the inlet channel 30 . The scoop tube 21 is immersed in the rotating liquid ring, and a pressure builds up in it, which is in a specific relationship to the back pressure and centrifugal pressure of the rotating liquid ring. This pressure is also present in the chamber 23 , which together with the adjacent end face 24 and the valve plate 27 forms a valve. In the expansion material element 26 , however, there is a vapor pressure which is dependent on the temperature at the measuring point of the sensor cartridge. This vapor pressure acts against the liquid pressure in the space 23 on the valve plate 27 . If the pressure acting on the valve plate 27 in the opening direction predominates, the valve opens and fluid can flow out of the clutch 7 , the fluid ring in the clutch becomes smaller and thus the clutch slip increases. As a result, the fan speed drops and with it the cooling effect of the fan. However, if the vapor pressure rises, the valve closes again. The fluid ring in the clutch 7 becomes larger and the clutch slip correspondingly smaller. The fan speed increases as a result, and the cooling effect is greater again.

Diese Steuerung für die hydraulische Kupplung eines Kühlluft gebläses ist nicht nur konstruktiv sehr einfach aufgebaut, sondern sie arbeitet auch relativ schnell, da der von der Drehzahl des Schaufelrades 8 direkt abhängige Flüssigkeits druck im Flüssigkeitsring mit dem von der Meßfühlertempera tur abhängigen Dampfdruck verglichen und über das Stell glied sofort geregelt wird.This control for the hydraulic coupling of a cooling air blower is not only structurally very simple, but it also works relatively quickly, since the liquid pressure in the liquid ring, which is directly dependent on the speed of the paddle wheel 8, is compared with the vapor pressure dependent on the sensor temperature, and via that Actuator is regulated immediately.

Claims

1. Hydrodynamic coupling for a cooling air blower of an air-cooled internal combustion engine, the speed of which can be regulated by the coupling with the aid of the liquid filling quantities between the paddle wheels in the working space of the coupling, wherein:

a) the hydraulic fluid forms a fluid ring in a space of the clutch due to rotation, in the
b) immersing at least one free-standing scoop tube with an arc pointing counter to the direction of rotation of the coupling, and wherein
c) the effective flow cross-section for the discharge of the hydraulic fluid through the scoop is determined by a valve that
d) depending on a thermostat influenced by the temperature at least at one measuring point in the area of the internal combustion engine,

characterized in that

e) the scoop pipe ( 20 ) is arranged in the working space of the coupling ( 7 ) together with the paddle wheel ( 6 ) which is rotatably mounted therein, which
f) a constant amount of liquid is continuously supplied to the work area and that,
g) the thermostat ( 26 ) is designed as an expansion element and is provided with a valve plate ( 27 ) which
h) in turn controls the flow of hydraulic fluid from the work area.

2. Hydrodynamic coupling for a cooling air blower according to claim 1, characterized in that for the supply of a constant amount of liquid to the working space of the clutch ( 7 ) a throttle ( 31 ) is arranged in the inlet channel, through longitudinal and radial bores ( 32, 33 ) in the subsequent drive shaft ( 1 ) is connected to the working space of the clutch ( 9 ).

3. Hydrodynamic coupling for a cooling air blower according to claims 1 and 2, characterized in that in the sensor cartridge of the thermostat ( 26 ) as an expansion medium a slightly evaporating liquid is present when heated, the vapor pressure in the thermostat ( 26 ) on the valve cellar ( 27 ) forms a force acting in the closing direction compared to the liquid pressure in operation in the scoop pipe ( 20 ).

4. Hydrodynamic coupling for a cooling air blower according to one of the preceding claims, characterized in that the thermostat ( 26 ) protects well ge and is easily accessible within a housing enclosing the coupling on all sides ( 3, 4 ).