DE3625976A1 - Fluessigkeitsreibungskupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsreibungskupplung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der deutschen Patentschrift 28 04 859 ist eine Flüssigkeitsreibungskupplung, insbesondere für ein Kühlgebläse einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekanntgeworden. Bei dieser Kupplungsbauart wird die Betätigung der Flüssigkeitskupplung durch Öffnung einer Ölzulaufbohrung zwischen einer Vorratskammer und einer Antriebskammer, die durch eine Trennwand getrennt sind, bewirkt. Die Betätigung des Ventils für die Ölzulaufbohrung erfolgt dabei mittels eines in die Vorratskammer hineinragenden erregbaren Elektromagneten in Verbindung mit einem innerhalb der Kammer angeordneten Dauermagneten. Der Elektromagnet ist gegenüber dem Kupplungsgehäuse mittels einer Abstützung in der Kupplungsstirnwand über Kugellager ortsfest gelagert, so daß er keine Drehbewegung ausführt. Durch Erregung des Elektromagnets stoßen sich dieser sowie der Dauermagnet ab, so daß der mit dem Dauermagneten verbundene Ventilhebel die Ölzulaufbohrung schließt und damit die Kupplung abschaltet.

Die bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, daß hohe Schwingungen auf das Kugellager übertragen werden, da hohe Differenzdrehzahlen zwischen dem sich drehenden Kupplungsgehäuse und dem stehenden Elektromagneten bestehen. Da diese Kupplung häufig auf der Kurbelwelle zu montieren ist, müssen auch die von der Kurbelwelle ausgehenden Schwingungen berücksichtigt und bewältigt werden. Dies hat zur Folge, daß das Kugellager einem hohen Verschleiß unterliegt, was zu einem frühzeitigen Ausfall der bekannten Flüssigkeitsreibungskupplung führen kann.

Umfangreiche Versuche haben gezeigt, daß es grundsätzlich nachteilig ist, elektromagnetische Bauteile mit auf sie einwirkenden Schwingungsbelastungen über Kugellager zu betreiben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile zu beheben und insbesondere eine zuverlässige Betätigungseinrichtung für eine Flüssigkeitsreibungskupplung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Kupplung der einleitend bezeichnenden Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Flüssigkeitskupplung im Bereich der Kraftübertragung mittels Elektromagnet plus Dauermagnet über keinerlei schwingungsempfindliche Kugellager verfügt. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der eigentliche Elektromagnet berührungslos und separat von der Kupplung d. h. örtlich völlig getrennt von dieser angeordnet ist. Die Beeinflussung des an der Kupplung befestigten, axial bewegbaren Permanentmagnets geschieht über einen Luftspalt, wobei der Permanentmagnet in oder an der Kupplungsstirnwand mit dieser drehbar befestigt ist. Es wird demnach auf jegliche Lagerung über Kugellager verzichtet.

Anstelle eines Elektromagneten kann auch ein anderes Betätigungsorgan für eine begrenzte Längsbewegung wie z. B. ein Hubmagnet verwendet werden, wobei zur Erzeugung des Abstoßeffekts im vorderen Bereich der Kolbenstange ein weiterer Permanentmagnet vorzusehen ist, der mit dem Permanentmagneten an der Kupplung zusammenwirkt. Dies hat den Vorteil, daß axiale Wegdifferenzen zwischen den beiden Permanentmagneten einfach justiert und überbrückt werden können.

Anstelle eines Hubmagneten kann auch ein Luftzylinder, Hydraulikzylinder o. dgl. dienen. Maßgeblich ist die berührungslose Ansteuerung des Permanentmagneten an der Kupplung.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ist eine vorteilhafte Weiterbildung und Verbesserung der im Hauptanspruch angegebenen Kupplung möglich.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile ergeben sich aus dem nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläuterten Ausführungsbeispiel. Die Figur zeigt eine schematische Darstellung der Flüssigkeitsreibungskupplung im Längsschnitt.

Der Aufbau sowie die Funktionsweise der eigentlichen Flüssigkeitsreibungskupplung entspricht weitgehend der Flüssigkeitsreibungskupplung aus dem deutschen Patent 28 04 859. Der diesbezügliche Inhalt dieser Druckschrift wird ausdrücklich zum Inhalt dieser vorliegenden Anmeldung gemacht. Der grundsätzliche Ausbau und die Funktionsweise der Grundvorrichtung wird deshalb nachstehend nur kurz erläutert:

Die Flüssigkeitsreibungskupplung (10) weist eine äußere Kupplungsstirnwand (11) auf, an der ein Lüfterflügel (12) befestigt ist. Die ortsfeste Rückwand der Kupplung ist mit dem Bezugszeichen (13), die Keilriemenscheibe bzw. Antriebsscheibe mit dem Bezugszeichen (14) bezeichnet.

Im Inneren der Flüssigkeitsreibungskupplung befindet sich eine Trennwand (15) zur Auftrennung des Kupplungsinneren in eine Vorratskammer (16) und einer Antriebskammer (17). Eine über die Keilriemenscheibe (14) angetriebene Antriebsscheibe (18) dient zur Übertragung des Reibmoments der Flüssigkeitskupplung.

Die Trennwand (15) weist eine Ölzulaufbohrung (19) auf, deren Öffnung zur Betätigung der Kupplung führt. Die Ölzulaufbohrung (19) ist durch einen Ventildeckel (20) verschlossen, der an einem Ventilhebel (21) befestigt ist. Der Drehpunkt (22) des Kippventils ist unterhalb der Mittelachse (23) der Kupplung angeordnet.

Die Betätigung des Ventilhebels (21) und damit die Öffnung und Schließung der Ölzulaufbohrung (19) geschieht mittels eines Elektromagneten. Hierfür ist in oder an der Kupplungsstirnwand (11) ein Permanentmagnet (24) oder Dauermagnet befestigt. Die Befestigung des kreisringförmigen Permanentmagnets (24) geschieht über eine flexible Kreisringfeder (25) mittels den Verbindungsschrauben (26), so daß der Permanentmagnet in axialer Richtung (Pfeil 27) verschiebbar gelagert ist. Dabei gewährleistet die flexible Scheibe (25) eine genaue axiale Führung.

Die Kupplungsstirnwand (11) wird in der Mittelachse (23) von einem gegenüber dieser abgedichteten Axialstift (28) durchdrungen. Dieser Axialstift (28) weist auf seiner dem Kupplungsäußeren zugewandten Seite eine Betätigungsplatte oder einen Führungszylinder (29) auf, der in einer Bohrung (30) des Permanentmagneten (24) geführt ist. Eine zusätzliche Gummimanschette (31) dient zur zusätzlichen Abdichtung des Inneren der Flüssigkeitskupplung. Die axiale Null-Stellung des Führungszylinders (29) kann mittels einer Verstellschraube (32) im Inneren des Permanentmagneten eingestellt werden.

Das dem Kupplungsinneren zugewandte Ende des Axialstiftes (28) drückt auf den Ventilhebel (21) gegen die Gegenkraft einer Feder (33).

Der Permanentmagnet (24) ist über die Kreisringfeder fest an der Kupplungsstirnwand (11) befestigt und dreht sich mit dieser.

In einem Abstand (Luftspalt 34) von ca. 3,5 mm +/-1 mm ist gegenüber dem Permanentmagneten (24) der Elektromagnet (35) mit elektrischem Anschluß (36) angeordnet. Die Polung von Elektromagnet (35) und Permanentmagnet (24) geschieht derart, daß bei eingeschaltetem Elektromagneten (35) Abstoßkräfte zwischen den Magneten (24, 35) wirken. Bei eingeschaltetem Elektromagnet wird demnach der Permanentmagnet gegen die Kupplungsstirnwand (11) axial verschoben, so daß über dem Führungszylinder (29) und dem Axialstift (28) der Ventilhebel (21) derart verschoben wird, daß die Ölzulaufbohrung (19) verschlossen wird. In diesem Fall ist die Flüssigkeitszufuhr in die Vorratskammer (16) gestopt, so daß die Drehbewegung der Kupplungsstirnwand (11) und damit des Lüfterflügels (12) verlangsamt wird und sich dabei eine niedrigere Schleppdrehzahl einstellt.

Bei ausgeschaltetem Elektromagneten (35) geht die Permanentmagneteinheit (24) mittels der Rückstellkraft der Kreisringfeder (25) in die Ausgangslage zurück. Hierdurch wird der Axialstift (28) nicht gegen den Ventilhebel (21) gedrückt, so daß die Rückstellfeder (33) zur Öffnung der Ölzulaufbohrung (19) führt. Die Kupplung wird hierdurch eingeschaltet, was zur vollen Drehzahl des Lüfterflügels führt.

Anstelle eines kreisringförmigen Dauermagneten (24) kann auch ein kreisscheibenförmiger Magnet verwendet werden. Es ist auch eine Funktionsumkehr der Bewegungsrichtung des Permanentmagneten (24) möglich, d. h. die Kupplung funktioniert bei sich anziehenden Magneten (24, 35).

Claims (6)

1. Flüssigkeitsreibungskupplung, insbesondere für ein Kühlgebläse einer Brennkraftmaschine, mit einer, in einem Kupplungsgehäuse angeordneten Vorrats- sowie einer Antriebskammer, die durch eine Trennwand mit einer mittels eines schaltbaren Ventils verschließbaren Ölzulaufbohrung abgetrennt sind, wobei das Ventil von einem Elektromagneten o. dgl. ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der Flüssigkeitskammer (16, 17) ein mit der Kupplung rotierender Permanentmagnet (24) axial verschiebbar gelagert und dessen axiale Bewegung auf den Ventilkörper (21) übertragbar ist, und daß die axiale Bewegung des Permanentmagneten (24) mittels eines, in einem Abstand (34) davor ortsfest angeordneten, von der Kupplung (10) getrennten Elektromagneten (35), Hubmagneten o. dgl. berührungslos steuerbar ist.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (24) in einer Kreisringfeder (25) zur Hubverstellung gelagert ist.

3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (24) als Kreisringscheibe ausgebildet ist.

4. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Betätigungsglied (28) für den Ventilkörper (21) als ein durch die Kupplungsstirnwand (11) hindurchragender, gegenüber dieser abgedichteter Axialstift (28) ausgebildet ist, der an seiner, dem Kupplungsinneren zugewandten Seite mit einem, einseitig gelagerten Ventilhebel (21) zusammenwirkt, wobei das dem Kupplungsinneren abgewandte Ende des Axialstiftes (28) auf einen Führungszylinder (29) einwirkt, der in einer Führungsbohrung (39) des Permanentmagneten (24) hineinragt.

5. Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet (24) eine axiale Justierschraube (32) aufweist, die auf den Führungszylinder (29) bzw. den Axialstift (28) im Sinne einer axialen Verstellung einwirkt.

6. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur axialen Verstellung des Permanentmagneten (24) ein von der Kupplung (10) getrennt angeordneter Hubmagnet vorgesehen ist, wobei an der Spitze der Kolbenstange ein weiterer Permanentmagnet angeordnet ist, zur Betätigung des Permanentmagneten (24) an der Kupplung (10).