DE3226634A1

DE3226634A1 - Fluessigkeitsreibungskupplung

Info

Publication number: DE3226634A1
Application number: DE19823226634
Authority: DE
Inventors: Werner 7141 Benningen Storz
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1982-07-16
Filing date: 1982-07-16
Publication date: 1984-01-19
Also published as: FR2530308A1; ES272462Y; FR2530308B1; ES272462U; SE8303083D0; SE8303083L; US4564093A; GB2123932B; SE456109B; DE3226634C2; GB2123932A; GB8317693D0

Description

Anmelder:

Süddeutsche Kühlerfabrik
Julius Fr. Behr GmbH & Co. KG
Mauserstrasse 3

7000 Stuttgart 30

Flüssigkeitsreibungskupplung

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsreibungskupplung, bestehend aus einem in einem Gehäuse angeordneten Arbeitsraum und einem von diesem durch eine Zwischenwand getrennten Vorratsraum für eine Kupplungsflüssigkeit, die gesteuert vom Vorratsraum in den Arbeitsraum eintreten kann, sowie aus einer im Arbeitsraum umlaufenden angetriebenen Kupplungsscheibe, der im Bereich ihres äußeren Umfanges eine in der Zwischenwand vorgesehene Durchlaßbohrung und in Drehrichtung hinter dieser liegende Staukörper zur Rückführung der Kupplungsflüssigkeit in den Vorratsraum zugeordnet sind.

Flüssigkeitsreibungskupplungen dieser Art sind bekannt (DE-OS 27 50 520). Die Staukörper sind dort als Klappen ausgebildet, die je nach. Drehrichtung der Kupplungsscheibe vom Druck der Flüssigkeit hinter die Durchlaßbohrung bewegt werden. Nachteilig ist, daß solche Flüssigkeitsreibungskupplungen nur sehr

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schwor in ihrer Regelcharakteristik beeinflußbar sind, so daß sie, wenn sie zum Antrieb von Axiallüftern eingesetzt werden, welche den Kühlern von Kraftfahrzeugmotoren zugeordnet sind, meist nur dazu führen können, den Lüfter schnell auf die volle Antriebsdrehzahl zu bringen, wenn die Kühlluft oder Kühlwassertemperatur einen gewissen Wert erreicht hat und daß dieses Mitlaufen des Ventilators dann eine gewisse Zeit aufrecht erhalten bleibt, auch wenn die Temperatur des Kühlmittels inzwischen wieder abgesunken ist. Das gilt auch für andere bekannte Bauarten (Visco-Kupplung SAAB SCANIA, T 20 MUL/EDUL), bei denen ein sogenannter schwimmender Staukörper in einer Ringnut am Umfang der angetriebenen Kupplungsscheibe vorgesehen ist, der in Umfangsrichtung begrenzt zwischen Anschlagstiften verschiebbar ist. Dieses an sich unnötige Mitlaufen des Lüfters bei niedrigeren Temperaturen führt zu einer Gesamtwirkungsgradverschlechterung, die unerwünscht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkeitsreibungskupplung der eingangs genannten Art mit einer solchen Regelcharakteristik auszugestalten, daß die Lüfterdrehzahl mit zunehmenden Temperaturen des Kühlmittels möglichst konstant ansteigt und nach Möglichkeit längs der gleichen Kennlinie wieder abnimmt.

Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung darin, daß in der Zwischenwand mindestens zwei in Umfangsrichtung zueinander versetzte Durchlaßbohrungen vorgesehen sind und daß die diesen in der Drehrichtung der Kupplungsscheibe nachgeschalteten Staukörper mit einer gegen die Drehrichtung weisenden Leitfläche für die Kupplungsflüssigkeit versehen sind, die in dem Bereich radial innerhalb der Durchlaßbohrung in Drehrichtung schräg nach innen verläuft und in dem Bereich radial außerhalb der Durchlaßbohrung in einen sich entgegen der Drehrichtung der Kupplungsscheibe über die Durchlaßbohrung hinaus erstreckenden nahezu tangential verlaufenden Steg übergeht. Durch die Anord-

nung von zwei Durchlaßbohrungen mit den zugeordneten Staukörpern wird der Rückfluß der Kupplungsflüssigkeit im Vergleich zum Zufluß in einen solchen Kreislauf gebracht, daß mit zunehmender Temperatur des Kühlmittels ein etwa konstanter Anstieg der Drehzahl des Lüfters erreicht wird, die auch, da die Ansprechempfindlichkeit wegen der zusätzlichen Durchlaßbohrung erhöht ist, bei einer Abnahme der Temperatur des Kühlmittels mit einer sehr flachen Hysterese auf die Leerlaufdrehzahl zurückgeführt werden kann. Die neue Ausgestaltung stellt daher sicher, daß der Lüfter nur dann mitläuft, wenn seine Kühlleistung gebracht wird. Es kann daher ein besserer Wirkungsgrad erreicht werden, der auch zu einer gewissen Absenkung des Kraftstoffverbrauches führt.

Vorteilhaft ist es, wenn zwei diametral gegenüberliegende Durchlaßbohrungen in der Zwischenscheibe vorgesehen sind und wenn die Leitfläche als eine ebene Fläche ausgebildet ist, die längs einer Geraden verläuft, die zwei auf unterschiedlichen Radien liegende Punkte verbindet, von denen der auf dem kleineren Radius liegende Punkt in der Drehrichtung der Kupplungsscheibe gegenüber dem anderen versetzt ist. Vorteilhaft ist auch, wenn die Gerade unter einem Winkel von mindestens 35° und höchstens 55°, vorzugsweise von ca. 40° zu einer durch die Durchlaßbohrung gelegten Tangente geneigt ist. Es hat sich gezeigt, daß mit einer solchen Neigung hervorragende Ergebnisse erzielt werden. Vorteilhaft ist weiterhin, wenn die Leitfläche über eine in Drehrichtung der Kupplungsscheibe hinter ihr und der Durchlaßbohrung verlaufende abgerundete Ausnehmung in die Innenfläche des Steges übergeht und wenn die Ausnehmung mit einer etwa konzentrisch zur Durchlaßbohrung verlaufenden halbkreisförmigen Kontur versehen ist.

Die Erfindung wird in der beigefügten Zeichnung anhand von einem Ausführungsbeispiel dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine neue Flüssigkeitsreibungskupplung,

Fig. 2 die vergrößerte Darstellung einer Teilansicht der Flüssigkeitsreibungskupplung der Fig. 1 in Richtung der Schnittlinie II gesehen und

Fig. 3 die Gegenüberstellung der Kennlinie der neuen Flüssigkeitsreibungskupplung gegenüber einer solchen nach dem Stand der Technik.

In der Fig. 1 ist eine Flüssigkeitsreibungskupplung 1 im Längsschnitt dargestellt. Die Kupplung besteht aus einem angetriebenen Flansch 2 mit einer fest angeschraubten Kupplungsscheibe 4 sowie aus einem über das Kugellager 17 drehbar auf dem Antriebsflansch 2 gelagerten Sekundärteil 3, der als ein Gehäuse für die Aufnahme eines Arbeitsraumes 7 und eines Vorratsraumes 6 für eine bestimmte Menge an Kupplungsflüssigkeit dient. Dieser Raum ist dadurch geschaffen, daß ein Deckel 5 auf den drehbar gelager ten Teil 3 aufgeschraubt ist, der mit einer den Arbeitsraum 7 bildenden Ausnehmung 8 versehen ist, die der Dicke der Kupplungs scheibe 4 so angepaßt ist, daß die Kupplungsscheibe 4 sich frei in dem Raum 7 drehen kann. Der Arbeitsraum 7 ist von dem Vorratsraum 6 durch ej.ne Zwischenwand 10 getrennt, die Teil des Deckels 5 ist. In der Zwischenwand 10, die hier noch mit einem eingesetzten dünneren Wandteil 11 versehen ist, ist einmal eine Zuführöffnung 16 für die Kupplungsflüssigkeit vom Vorratsraum 6 zum Arbeitsraum 7 vorgesehen und zum anderen zwei Durchlaßbohrungen 12, die.jeweils in radial verlaufende Kanäle 14 übergehe] die in den Vorratsraum 6 münden. Die Zufuhröffnung 16 wird durcl einen Schließhebel 15 verschlossen bzw. geöffnet, der temperatu: abhängig über einen Betätigungsstift 22 von einem Bimetallstrei· fen 23 aus um seine Anlenkstelle 24 geschwenkt wird, der dabei die Verbindung vorn Vorratsraum 6 zum Arbeitsraum 7 mehr oder weniger freigibt. Die Kupplungsscheibe 4 ist im Bereich ihres

äußeren Umfanges mit einer umlaufenden und nach außen offenen Nut 18 versehen, in die jeweils Staukörper 19 hereinragen, deren Form im einzelnen der Fig. 2 zu entnehmen sind. Diese Staukörper 19 sind um 180° gegeneinander versetzt, aber jeweils in Umfangsrichtung gleichliegend angeordnet, und zwar so, daß sie mit einer Leitfläche 30 jeweils gegen die .Drehrichtung 31 der Kupplungsscheibe 4 gerichtet sind, die im wesentlichen drei Teilabschnitte aufweist, die sich in die Bareiche radial außerhalb der Durchlaßbohrung'12 und radial innsrhalb derselben sowie in einen Bereich aufteilen lassen, der etwa auf dem gleichen Radius wie die Durchlaßbohrung 12 liegt. Radial innerhalb der Durchlaßbohrung 12 besteht die· Leitfläche 30 aus einer ebenen Fläche 32, die (Fig. 2) längs einer Geraden 33 verläuft, die mit einer durch die Durchlaßbohrung 12 gelegten Tangente 34 einen Winkel <X von 40° einschließt. Dieser Leitflächenbereich 32 geht in einen radial außerhalb der Durchlaßbohrung 12 liegenden Leitflächenbereich 35 über, der aus einer nahezu tangential gerichteten Innenfläche eines Steges 36 besteht, der. sieh entgegen der Drehrichtung 31 über die Durchlaßbohrung 12 hinaus erstreckt. Die beiden Teilbereiche 3 5 und 32 der Leitfläche 30 gehen ineinander über eine Ausnehmung 37 über, die sich- in Drehrichtung hinter den Verlauf der Teilleitfläche 32 und der .durch die Gerade 33 bestimmten Fläche und hinter die Durchlaßbohrung 12 erstreckt. Die Ausnehmung 37 umgibt die Durchlaßbohrung 12 in etwa konzentrisch und sie .läuft dann in die Innenkontur des Steges 36, d.h. in dessen Innenfläche 35 über. Die Staukörper.19 selbst sind, wie sich aus den Fig. 1 und 2 ergibt, aus kleinen Metall- oder Kunststoffplättchen mit einem rechteckigen Grundquerschnitt hergestellt, die fest mit dem Deckel 5 bzw. mit der Zwischenwand 10 des Deckels 5 verschraubt sind.

Diese beiden sich diametral gegenüberliegenden Staukörper 19 bewirken in ihrer speziellen Ausbildung, insbesondere in Abstimmung mit der Viskosität des als Kupplungsflüssigkeit verwendeten Öles eine Regelcharakteristik der Flüssigkeitsreibungskupplung, wie

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sie mit ausgezogenen Linien in der Fig. 3 gezeigt ist. In der Fig. 3 ist die Lüfterdrehzahl über der Kühlmitteltemperatur aufgetragen, und die oberen, etwa waagrecht verlaufenden Äste der Kennlinie entsprechen dem Zustand, in dem der Lüfter mit der Antriebsdrehzahl η mitgedreht wird, der untere waagrechte Teil der Kennlinie entspricht der Leerlaufdrehzahl, die bis zu einer bestimmten Temperatur des Kühlmittels unverändert bleibt, dann aber durch den Zufluß des Kupplungsmittels vom Vorratsraum 6 in den Arbeitsraum 7 ansteigt, was durch den Ast A der Kennlinie gekennzeichnet ist. Der Anstieg der Lüfterdrehzahl erfolgt bei der erfindungsgemäßen Kupplung etwa linear bis zur vollen .Lüfterdrehzahl. Sinkt die Kühlmitteltemperatur danach ab, so spricht die Kupplung verhältnismäßig schnell an und der Ast B der Kennlinie verläuft unter etwa der gleichen Steigung, wie der aufsteigende Ast A mit einer flachen Hysterese wieder nach unten, bis die Leerlaufdrehzahl erreicht ist. Im Vergleich dazu ist eine bekannte Kupplung nach dem Stand der Technik und deren Kennlinie gestrichelt angedeutet. Man kann erkennen, daß dort ab einer gewissen Temperatur des Kühlmittels der Lüfter voll zugeschaltet wird und wiederum bis zu einer gewissen unteren Temperatur auch voll zugeschaltet bleibt. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung weist demgegenüber den Vorteil einer flacheren Hysterese und einer stetig ansteigenden Kennlinie auf, was zu einer Wirkungsgradverbesserung führt.

Leerseite

Claims

Ansprüche

Flüssigkeitsreibungskupplung, bestehend aus einem in einem .Gehäuse angeordneten Arbeitsraum und einem von diesem durch eine Zwischenwand getrennten Vorratsraum für eine Kupplungsflüssigkeit, die gesteuert vom Vorratsraum in den Arbeitsraum eintreten kann, sowie aus einer im Arbeitsraum umlaufenden, angetriebenen Kupplungsscheibe, der im Bereich ihres äußeren Umfanges eine in der Zwischenwand vorgesehene Durchlaßbohrung und in Drehrichtung hinter dieser liegende Staukörper zur Rückführung der Kupplungsflüssigkeit in den Vorratsraum zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zwischenwand (10) mindestens zwei in Umfangsrichtung zueinander versetzte Durchlaßbohrungen (12) vorgesehen sind und daß die diesen in der Drehrichtung (31) der Kupplungsscheibe (4) nachgeschalteten Staukörper (19) mit einer gegen die Drehrichtung weisenden Leitfläche (30) für die Kupplungsflüssigkeit versehen sind, die in dem Bereich (3 2) radial innerhalb der Durchlaßbohrung in Drehrichtuny schräg nach innen verläuft und in dem Bereich (35) radial außerhalb der Durchlaßbohrung in einem sich entgegen der Drehrichtung

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der Kupplungsscheibe über die Durchlaßbohrung hinaus erstreckenden, nahezu tangential verlaufenden Steg (36) übergeht.
2. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei diametral gegenüberliegende Durchlaßbohrungen (12) in der Zwischenwand (10) vorgesehen sind.
3. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitfläche (32) als eine ebene Fläche ausgebildet ist, die längs einer Geraden (33) verläuft, die zwei auf unterschiedlichen Radien liegende Punkte verbindet, von denen der auf dem kleineren Radius liegende Punkt in der Drehrichtung (31) der Kupplungsscheibe (4) gegenüber dem anderen versetzt ist.
4. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gerade (33) unter einem Winkel von mindestens 35° und höchstens 55°, vorzugsweise von ca. 40° zu einer durch die Durchlaßbohrung (12) gelegten Tangente (34) geneigt ist.
5. Flüssigkeitsreibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitfläche (32) über eine in Drehrichtung (31) der Kupplungsscheibe hinter ihr und der Durchlaßbohrung (12) verlaufende abgerundete Ausr.ehmung (37) in die Innenfläche (35) des Steges (36) übergeht.
6. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (37) mit einer etwa konzentrisch zur Durchlaßbohrung (12) verlaufenden halbkreisförmigen Kontur versehen ist.

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