DE3701584C2

DE3701584C2 - Vorrichtung zum Betätigen einer am Kühler eines wassergekühlten Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges angeordneten Jalousie

Info

Publication number: DE3701584C2
Application number: DE3701584A
Authority: DE
Inventors: Roland Dipl Ing Bohn; Ernst Fischer; Bernd Dipl Ing Wagner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1987-01-21
Filing date: 1987-01-21
Publication date: 1996-02-15
Anticipated expiration: 2007-01-22
Also published as: DE3701584A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine Betätigungsvorrichtung bekannt, bei welcher die Antriebseinheit einen in Abhängigkeit von der Kühlflüssigkeitstemperatur gesteuerten Elektromotor aufweist (DE- GM 85 10 723). Bei Ausfall der Antriebseinheit kann es zur Überhitzung der Kühlflüssigkeit und schließlich zur Schädigung des Verbrennungsmotors kommen, wenn sich zu diesem Zeitpunkt die Jalousie in ihrer den Kühler abdeckenden Schließstellung befindet, der Verbrennungsmotor aber entsprechend hoch belastet wird.

Es ist ferner bekannt, die Ausdehnung bzw. die Kontraktion eines im Kühlwasser angeordneten Dehnstoffelements auszunutzen, um über ein Hebelsystem vor dem Kühler angeordnete Luftklappen zu öffnen bzw. zu schließen (DE-OS 33 47 369).

Problemstellung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Betätigungsvorrichtung zu schaffen, bei der eine Gefährdung des Verbrennungsmotors durch Überhitzung vermieden ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Hauptan spruchs hat den Vorteil, daß auch bei gestörter Antriebseinheit ein Öffnen der Jalousie gewährleistet ist, da bei entsprechend ho her Kühlwassertemperatur das Dehnstoffelement anspricht und die Kupplung löst, so daß die unter Last stehende Jalousie selbsttätig in ihre Kühler-Freigabestellung gelangt. Eine Schädigung des Kühl systems und/oder des Verbrennungsmotors wird somit sicher verhü tet.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Betätigungsvorrichtung möglich.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Teildarstellung der Frontpartie eines Kraftfahrzeuges, wobei dessen Verbrennungsmotor und ein zu diesem gehörender Kühler angedeutet sind,

Fig. 2 eine isometrische Prinzip-Darstellung des mit einer Antriebseinheit für eine Kühler jalousie versehenen Kühlers, der zum Verbrennungsmotor des Kraft fahrzeuges gemäß Fig. 1 gehört,

Fig. 3 eine Teil-Seitenansicht des Kühlers gemäß Fig. 2, in Richtung des Pfeiles III,

Fig. 4 einen Teilschnitt durch die Antriebseinheit gemäß Fig. 2, entlang der Linie IV-IV, wobei die erfindungsgemäße Notbetätigungseinrichtung für die Kühlerjalousie dargestellt ist,

Fig. 5 eine Draufsicht auf die Betätigungsvorrichtung ohne den Kühler, teilweise geschnitten, und

Fig. 6 eine zu einem Dehnstoffelement gehörende Hub-Tempera tur-Charakteristik.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Zu einem in Fig. 1 angedeuteten Kraftfahrzeug 10 gehören ein Ver brennungsmotor 12, dem eine Wasserkühlung mit einem Kühler 14 zuge ordnet ist, in Fahrtrichtung (Pfeil 16) des Kraftfahrzeuges ist vor dem Kühler 14 eine Kühlerjalousie mit strichpunktierten Linien ein gezeichnet, welche mit der Bezugszahl 10 versehen worden ist. Die Anordnung des Kühlers 14 und der diesem zugeordneten Kühlerjalousie 10 sind in Fig. 2 gegenständlich dargestellt. Die Kühlerjalousie 18 ist aus einem flexiblen Material, so daß sie über eine im oberen Be reich des Kühlers 14 angeordneter Zahnwelle 20 umgelenkt und auf eine Wickelwelle 22 aufgewickelt werden kann. Dazu ist das eine, obere Ende 23 der Jalousie 18 an der Wickelwelle 22 befestigt. Auf der Zahnwelle 20 sind zwei Zahnritzel 24 befestigt, deren Zähne mit in Reihe angeordneten Durchbrüchen 26 in der Kühlerjalousie 18 kämmen. Die Zahnwelle 20 gehört ebenso wie die Wickelwelle 22 zu einer Betätigungsvorrichtung, die zum Bewegen der Kühlerjalousie 18 dient. Neben den beiden Wellen 20 und 22 weist die Betätigungsvor richtung einen Elektromotor 28 auf, der über ein Untersetzungsge triebe - das in einem Gehäuse 30 untergebracht ist - die Welle 20 antreibt. Der Elektromotor 28 ist von nicht dargestellten Steue rungsmitteln in Abhängigkeit von der jeweiligen Temperatur der Kühl flüssigkeit gesteuert. Wenn die Kühlflüssigkeit noch nicht ihre optimale Betriebstemperatur erreicht hat, ist der Kühler 14 durch die Kühlerjalousie 18 vollständig abgedeckt. Nach Erreichen der vor schriftsmäßigen Betriebstemperatur der Kühlflüssigkeit bewegt der Elektromotor 28 die Kühlerjalousie 18 in eine Position, in welcher der Kühler 14 vollständig dem Fahrtwind ausgesetzt ist. Die in Fig. 2 gezeigte Position der Kühlerjalousie 18 in bezug auf den Kühler 14 stellt somit eine Zwischenposition dar. Dabei ist der Elektromotor über an sich bekannte Getriebemittel wie z. B. Wellen, Kegelzahn räder etc. mit der Zahnwelle 20 wirkverbunden. Die Kühlerjalousie 18 ist somit zwischen zwei Endstellungen bewegbar, von denen die eine, den Kühler 14 freigebende Endstellung einer oberen Betriebs-Grenz temperatur der Kühlflüssigkeit zugeordnet ist. Der Verlauf der Kühlerjalousie 18 über die Zahnwelle 20 zur Wickelwelle 22 ist aus Fig. 3 eindeutig entnehmbar. Aus dem in Fig. 4 dargestellten Teil schnitt ist ersichtlich, daß aus dem Getriebegehäuse 30 eine Welle austritt, deren von dem Getriebegehäuse 30 abgewandtes Ende als Schneckenwelle 32 ausgebildet ist. Die Schneckenwelle 32 kämmt mit einem Schneckenrad 34, das sich in einem Getriebegehäuse 36 befin det. Die Schneckenwelle 32 ist in einem rohrförmigen Gehäuseteil 38 untergebracht, das die beiden Getriebegehäuse 30 und 36 miteinander verbindet (Fig. 2 und 5). Fig. 2 zeigt ferner, daß die Zahnwelle 20 an ihrer von dem Getriebegehäuse 36 abgewandten Ende in einem Ge triebegehäuse 40 gelagert ist. Das Schneckenrad 34 ist auf dem Ende 44 der Zahnwelle 20 drehbar gelagert. Es ist zwischen zwei auf dem Wellenende 44 sitzenden Sicherungsringen 46 angeordnet, so daß es auf der Welle 20 in axialer Richtung festgelegt aber frei drehbar angeordnet ist. Benachbart zum Schneckenrad 34 ist auf der Welle 20 ein scheibenförmiges Bauteil 48 montiert (Fig. 4). Das scheiben förmige Bauteil 40 ist über eine am Umfang der Welle 20 angeordnete Verzahnung drehfest mit der Welle 20 verbunden, in Achsrichtung der Welle 20 jedoch verschiebbar. Zwischen der vom Schneckenrad 34 abge wandten Stirnfläche 50 des scheibenförmigen Bauteils 48 und dem Ge häuse 36 sind mehrere Tellerfedern 51 angeordnet, welche unter Vor spannung stehen und das scheibenförmige Bauteil 48 gegen die diesem zugewandte Stirnfläche des Schneckenrades 34 drücken. Das Schnecken rad 34 und das scheibenförmige Bauteil 48 bilden jeweils eine Kupplungshälfte, die beim Ausführungsbeispiel zu einer Klauenkupplung 52 gehören. Wie insbesondere Fig. 4 zeigt, hat das scheibenförmige Bauteil 48 einen zum Schneckenrad 34 hin gerichteten Vorsprung 54, der dort mit einer entsprechend ausgebildeten Ausnehmung 56 in Ein griff steht. Dabei sorgen die Tellerfedern 51 für einen ordnungsge mäßen Eingriff der Klauenkupplungshälften, so daß die auf das Schneckenrad 34 gelangende Drehbewegung auf die Welle 20 übertragen wird. Da das Wellenende 44 das Antriebsende der Zahnwelle 20 bildet, wird mit dem Drehen des Schneckenrades 34 auch die Zahnwelle 20 be wegt, so lange die beiden Kupplungshälften (Schneckenrad 34 und Bauteil 48) der Klauen kupplung 52 miteinander in Eingriff sind.

Wie Fig. 4 weiter zeigt, stützt sich am Bauteil 48 ein topfförmiges Übertragungselement 58 mit seinem Topfrand 60 ab und an der Außenseite des Topfbodens 62 weist das Übertragungselement 58 einen Druckbolzen 64 auf, der die Wand des Gehäuses 36 durchdringt. Weiter zeigt die Fig. 4, daß in dem Kühler 14 ein Dehnstoffelement 66 angeordnet ist, welches mit dem Kühler 14 thermisch leitend ver bunden ist. Das Dehnstoffelement 66 weist ein Stellglied 68 auf, das an dem einen Hebelarm 70 eines zweiarmigen Hebels 72 zur Anlage kommt.

Der andere Hebelarm 74 des zweiarmigen Hebels 72 stützt sich an dem Druckbolzen 64 des Übertragungselements 58 ab. Wie Fig. 4 weiter zeigt, ist der zweiarmige Hebel 72 in seinem Mittelbereich gestell fest und pendelbar gelagert.

Die Wickelwelle 22 ist durch ein Rohr 76 gebildet (Fig. 3), in dessen einem Endbereich ein Zapfen 78 angeordnet ist. Der Zapfen 78 ist mit seinem einen Endbereich 80 in dem Gehäuse 38 festgesetzt. Er trägt in seinem Mittelbereich ein kalottenförmiges Gleitlager 81, das in dem Rohr 76 sitzt. Das von dem Ende 80 abgewandte Ende des Zapfens 78 weist einen stirnseitigen Längsschlitz 82 auf, in welches ein Ende 84 einer Schraubenfeder 86 greift, welche in dem Rohr 76 untergebracht ist. Das Ende 84 der Schraubenfeder 86 ist somit über den Zapfen 78 gehäusefest gehalten. Das von dem Zapfen 78 abgewandte Ende des Rohres 76 ist in einem Gehäuseteil 88 über ein Gleitlager 90 drehbar gelagert. In dem Rohr 76 sitzt ein Bolzen 92, der mit einem Ansatz 94 in das Rohr 76 ragt. Der Ansatz 94 weist ebenso wie der Zapfen 78 an seinem freien Ende einen Längsschlitz 96 auf, in dem das andere Ende 98 der Schraubenfeder 86 verankert ist. Das Gleitlager 90 ist über eine Federbrille 91 in dem Gehäuse 88 ord nungsgemäß gesichert. Wie aus der vorstehend geschilderten Anordnung hervorgeht, ist das Rohr 76 und somit auch der Bolzen 92 mit seinem Ansatz 94 und somit auch das in diesem verankerte Ende 98 der Schraubenfeder 86 drehbar. Mit dem Drehen der Wickelwelle 20 erfährt somit die Schraubenfeder 86 eine Spannung oder Entspannung, je nach Drehrichtung des Antriebsmotors 28. Bei montierter Betätigungsvor richtung ist die Schraubenfeder 86 dann vorgespannt, wenn sich die Kühlerjalousie 18 in ihrer Schließstellung befindet, d. h. wenn der Kühler 14 durch die Kühlerjalousie 18 vollständig abgedeckt ist. Dabei ist die Vorspannung so groß gewählt, daß die Schraubenfeder 86 in der Lage ist die Kühlerjalousie 18 in ihre andere Endlage zu zwingen. Der beschriebene Aufbau der Wickelwelle 20 und deren Bewe gungsmechanismen stellt sicher, daß zwangsläufig ein störungsfreier, leichter Lauf der Jalousie 18 erreicht ist. Die dazu erforderlichen Betätigungskräfte sind sehr gering.

Aus Fig. 6 ist ersichtlich, daß das Dehnstoffelement 66 bei einer bestimmten Temperatur t1 anspricht. Das heißt - wie die Linie 100 zeigt bleibt das Dehnstoffelement über eine große Temperaturspanne ohne Reaktion. Bei der Temperatur t1 bewegt sich das Stellglied 68 über ein Maß 102, wobei die Länge 104 des Dehnstoffelements 66 ver größert wird. Wie Fig. 6 weiter zeigt, liegt die Ansprechtemperatur des Dehnstoffelements t1 etwas oberhalb einer Temperatur t0, welche die obere Betriebs-Grenztemperatur der Kühlflüssigkeit markiert.

Während des Betriebs des Kraftfahrzeuges arbeitet die Betätigungs vorrichtung wie folgt:

Solange Kühlflüssigkeit noch nicht ihre ordnungsgemäße Betriebs temperatur erreicht hat, bleibt die Kühlerjalousie 18 geschlossen, d. h. der Kühler 14 ist vollständig abgedeckt. Nach Erreichen der vorschriftsmäßigen Betriebstemperatur t0 wird der Elektromotor 28 über eine nicht dargestellte Steuereinrichtung betätigt, derart, daß die Kühlerjalousie 18 in ihre andere Endstellung nämlich in die Öff nungsstellung läuft. Die Steuereinrichtung kann jedoch aber auch so geschaltet sein, daß eine ausgesprochene Regelung der Temperatur der Kühlflüssigkeit erreicht wird, d. h., daß die Kühlerjalousie 18 auch in jeder beliebigen, den Anforderungen entsprechenden Zwischen stellung festgesetzt wird. Wenn jedoch aus irgendwelchen Gründen, beispielsweise weil die Steuereinrichtung des Elektromotors oder dieser selbst ausfällt, die Temperatur der Kühlflüssigkeit die obere Betriebs-Grenztemperatur t0 der Kühlflüssigkeit überschreitet und die knapp darüberliegende Ansprechtemperatur t1 des Dehnstoffele ments 66 erreicht, bewegt sich das Stellglied 68 um das Maß 102 und drückt dabei gegen den einen Hebelarm 70 des zweiarmigen Hebels 72 (Fig. 4). Dabei wird der andere Hebelarm 74 des zweiarmigen Hebels 72 gegen den Druckbolzen 64 des Übertragungselement 58 drücken, welches die eine Kupplungshälfte gegen die Kraft der vorgespannten Federn 50 bewegt und somit die Kupplungshälften d. h. das Schneckenrad 34 und das Bauteil 48 außer Eingriff bringt.

Sobald dies erreicht ist, wird die Jalousie 18 durch die vorge spannte Schraubenfeder 86 automatisch aus ihrer momentanen Betriebs stellung in ihre andere Endstellung, nämlich ihre Öffnungsstellung gebracht, so daß Schaden durch Überschreiten der zulässigen oberen Betriebs-Grenztemperatur der Kühlflüssigkeit vermieden ist.

Wenn die Jalousie 18 wieder in ihre Schließstellung bewegt wird - was über die Zahnwelle 20 und die in die Durchbrüche 26 der Jalousie eingreifenden Zähne der Ritzel 24 erreicht wird - gelangt die Schraubenfeder 86 zunehmend unter Spannung, weil deren eines Ende 84 gehäusefest gehalten ist, während ihr anderes Ende 98 zusammen mit der Zahnwelle 20 umläuft.

Claims

1. Vorrichtung zum Betätigen einer am Kühler eines wassergekühlten Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges angeordneten Jalousie, mit einer Antriebseinheit, die einen in Abhängigkeit von der Kühl flüssigkeitstemperatur in beiden Drehrichtungen betreibbaren Elek tromotor aufweist, und die eine mit der Kühlerjalousie und dem Elek tromotor wirkverbundene Abtriebswelle hat, über welche die Jalousie zwischen zwei Endstellungen bewegbar ist, von denen die eine, den Kühler freigebende Endstellung einer oberen Betriebs-Grenztemperatur der Kühlflüssigkeit zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein mit dem Kühler (14) thermisch verbundenes Dehnstoff element (66) aufweist, dessen Ansprechtemperatur (t1) oberhalb der oberen Betriebs-Grenztemperatur (t0) der Kühlflüssigkeit liegt, daß die Jalousie (18) zur Kühler-Freigabestellung hin belastet ist und daß das Stellglied (68) des Dehnstoffelements (66) mit einer Kupp lungseinrichtung (52) in deren Löserichtung wirkverbunden ist, welche zwischen dem Elektromotor (28) und der Jalousie (18) ange ordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dehnstoffelement (66) an dem Kühler (14) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Jalousie (18) aus ihrer Kühler-Freigabestellung gegen die Kraft eines Federelements (86) in eine Kühler-Abdeck stellung bewegbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement als Schraubenfeder (86) ausgebildet ist, deren eines Ende (84) gestellfest gehalten und deren anderes Ende (98) mit der Jalousie wirkverbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab triebswelle (32) der Antriebseinheit (28, 30) eine mit wenigstens einem Zahnritzel (24) versehene Welle (20) treibt und daß das Zahn ritzel (24) mit in Reihe angeordneten Durchbrüchen (26) in der Jalousie (18) kämmt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schraubenfeder (86) in einer mit der Jalousie (18) verbundenen, rohrförmigen Welle (76) untergebracht ist und daß das andere Ende (98) der Schraubenfeder (86) mit dieser Welle (76) fest verbunden ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kupplungseinrichtung (52) als Klauenkupplung aus gebildet ist, die bezüglich des Kraftflusses vom Elektromotor (28) aus gesehen auf einer zwischen dem Elektromotor (28) und der Jalousie (18) befindlichen Welle (44, 20) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß aus gehend vom Elektromotor (28) die im Kraftfluß zur Jalousie (18) vorn liegen de, erste Kupplungshälfte (34) auf der Welle (20, 44) drehbar ange ordnet und in Richtung der Wellenachse festgelegt ist und daß die andere, zweite Kupplungshälfte (48) mit der Welle (20, 44) drehfest verbunden und in Richtung der Wellenachse verschiebbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kupplungshälfte (48) durch vorgespannte Federmittel (51) zur ersten Kupplungshälfte (34) hin belastet und mit dieser in Eingriff gehalten ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die erste Kupplungshälfte (34) als ein zu einem Unter setzungsgetriebe (32, 34) gehörendes Schneckenrad (34) ausgebildet ist, das an seiner einen Stirnfläche mit Kupplungsmitteln (56) ver sehen ist und daß die zweite, scheibenförmige Kupplungshälfte (48) an ihrer der ersten Kupplungshälfte (34) zugewandten Stirnfläche die Gegenkupplungsmittel (54) aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, daß das Stellglied (68) des Dehnstoffelements (66) mit einem ersten Hebelarm (70) eines gestellfest gelagerten zweiarmigen Hebels (72) wirkverbunden ist, dessen zweiter Hebelarm (74) mit der zweiten Kupplungshälfte (48) wirkverbunden ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zweiten Hebelarm (74) und der zweiten Kupplungshälfte (48) ein Übertragungselement (58) angeordnet ist.