DE3739242C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Flüssigkeitsreibungskupplungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Derartige Kupplungen sind zum Beispiel aus der DE-OS 14 25 250, der DE-OS 14 25 374, der DE-PS 29 43 841 oder der DE-PS 31 44 495 bekannt.

Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Öffnung in einer Trennwand, die zwischen einem Arbeitsraum und einem Vorratsraum der Kupplung angeordnet ist. Diese Öffnung dient in Verbindung mit einem Absperrorgan zur Regelung des durch sie hindurchfließenden Arbeitsfluids, wobei das Absperrorgan in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur die Öffnung verschließt und teilweise oder ganz freigibt.

Die der vorliegenden Erfindung am nächsten liegende Druckschrift, die DE-OS 14 25 250 zeigt eine von innen nach außen vom Absperrorgan aufgesteuerte Öffnung. In diesem bekannten Fall werden für die Gestaltung der Öffnung drei verschiedene Möglichkeiten gezeigt. Entweder wird die Zuwachsrate der vom Absperrorgan freigegebenen Öffnung konstant gehalten oder aber sprunghaft erhöht. Beide Aufsteuerungs-Charakteristika bewirken eine nicht proportionale Drehzahl-Veränderung im Verhältnis zur Umgebungstemperatur. Das heißt, daß sich die Drehzahl bei Veränderung der Umgebungstemperatur sprunghaft erhöht bzw. vermindert.

Dieser Nachteil ist in den Fig. 4 und 6 der Zeichnung dargestellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkeitsreibungskupplung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs zu schaffen, mit der die Regelung der Arbeitsflüssigkeit im Arbeitsraum in der Weise steuerbar ist, daß sich in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur eine sprunglose Veränderung der Drehzahl des Abtriebsglieds ergibt.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß es zur Erzielung einer sprunglosen Drehzahl-Erhöhung bzw. -Verminderung erforderlich ist, die Zuwachsrate der vom Absperrorgan aufgesteuerten Öffnung mit steigender Temperatur zunehmen zu lassen.

Erst diese Zunahme des Öffnungsbereichs ermöglicht einen Anstieg der im Arbeitsraum benötigten Fluidmenge (Fig. 3), woraus dann der zur Temperatur proportionale sprunglose Anstieg der Drehzahl resultiert.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Visko-Fluid-Kupplung gemäß der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt der Visko-Fluid-Kupplung;

Fig. 2 eine Absperranordnung nach dem Stand der Technik;

Fig. 3 ein Diagramm der Drehzahl der Abtriebsglieder gegen­ über dem Flüssigkeitsvolumen im Arbeitsraum der Aus­ führungsform nach Fig. 1;

Fig. 4 ein Diagramm der Drehzahl der Abtriebsglieder gegen­ über der Temperatur an der Frontseite eines Tem­ peraturfühlers von Fig. 1 und des Standes der Technik nach Fig. 2;

Fig. 5 eine Absperranordnung der Kupplung;

Fig. 6 ein Hysteresediagramm der Drehzahl der Abtriebsglie­ der gegenüber der Temperatur an der Frontseite des Temperaturfühlers der Kupplung und des Standes der Technik nach Fig. 2.

Gemäß Fig. 1 umfaßt eine Kupplungsvorrichtung mit einer Visko-Flüssigkeit einen Rotor oder Drehkörper 10, der an einer Eingangswelle 11 befestigt ist, welche von einem (nicht gezeigten) Motor als ein Eingangsglied getrieben wird. Der Rotor 10 weist ringförmige Vorsprünge 10a auf, die im Bereich des Außenumfangsteils des Rotors 10 an dessen einer Stirnfläche einstückig ausgebildet sind. Der Rotor 10 ist in Abtriebsgliedern 12 und 13 aufgenommen, welche in flüssigkeitsdichter Weise auf der Eingangs- oder Antriebs­ welle 11 drehbar gehalten sind. Das Abtriebsglied 12 ist flüssigkeitsdicht an einem Zapfen der Eingangswelle 11 mittels einer abgedichteten Kugellagerung 25 drehbar gelagert. An der innenliegenden Stirnfläche ist das Abtriebsglied 12 mit einem Satz von ringförmigen Vorsprüngen 12a einstückig versehen, die mit den ringförmigen Vorsprüngen 10a des Rotors 10 ineinandergreifen, um ein Labyrinth L zu bilden. Die Gehäuseanordnung 40 umfaßt ferner das Abtriebsglied 12, das flüssigkeitsdicht an einer offenen Stirnseite des Abtriebsglieds 13 durch eine Ringdichtung 30 befestigt ist. Mit einem ringförmigen, abgestuften Teil des Abtriebsglieds 13 ist ein kreisförmiges Trennelement 31 verbunden, das an seinem Platz gehalten wird, um das Innere der Gehäuseanordnung 40 in einen Arbeitsraum 17 und einen Vorratsraum 16 zu unterteilen. Im Arbeitsraum 17 sind der Rotor 10 und ein Teil der Visko-Flüssigkeit aufgenommen, während der Vorratsraum 16 den übrigen Teil der Visko-Flüssigkeit speichert. An der Wand des Rotors 10 ist ein Visko-Flüssigkeit-Umlaufkanal 14 ausgestaltet.

Das Abtriebsglied 13 ist an seinem Außenumfangsteil mit einer Pumpeinrichtung 18 versehen, die unter Druck die Visko-Flüssigkeit vom Arbeitsraum 17 zum Vorratsraum 16 fördert, wobei sich die als Labyrinth ausgebildete übertragende Fläche 19 zwischen dem Rotor 10 und dem Abtriebsglied 12 befindet und der Umlaufkanal 14 zur das Drehmoment übertragenden Fläche 19 führt. Zwischen dem Vorratsraum 16 und dem Arbeitsraum 17 befindet sich eine Trennwand 15, in der ein Schlitz 20 ausgebildet ist, um die Visko-Flüssigkeit vom Vorratsraum 16 zum Arbeitsraum 17 zu führen. Durch ein temperaturempfindliches Element 21 wird ein Absperrorgan 22, das das Öffnen und Schließen des Schlitzes 20 regelt, an der Trennwand 15 gedreht. Der Schlitz 20 und das Absperrorgan 22 wirken zusammen, um einen Öffnungsbereich 24 zu bilden, wenn sie in einer bestimmten Lage zueinander sind. Falls als temperaturempfindliches Element 21 eine Bimetall-Spirale zur Anwendung kommt, so wird deren eines Ende am Abtriebsglied 13 und deren anderes Ende an einem frei drehbaren Zapfen 23 befestigt, um das Absperrorgan 22 zu drehen. Das temperaturempfindliche Element 21 besteht beispielsweise aus einem Bimetall oder einer Legierung mit Formerinnerungsvermögen.

Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Schlitz 20 am Außenumfang der Trennwand 15, wie die Fig. 5 zeigt, ausgebildet. Der Schlitz 20 hat eine Trapezform und weist eine konkave Abschrägung 42 auf, die mit Bezug zur radialen Richtung sanft geneigt ist. Wenn die Temperatur der die Visko-Fluid-Kupplungsvorrichtung umgebenden Luft niedrig ist, d.h., wenn das Absperrorgan 22 in der in Fig. 5(a) gezeigten Lage ist, dann ist der Öffnungsbereich 24 geschlossen, wobei das Absperrorgan 22 den Schlitz 20 verschließt.

Wenn das temperaturempfindliche Element 21 einen niedrigen Temperaturanstieg erfaßt und das Absperrorgan zu der in Fig. 5(b) gezeigten Stellung hin dreht, dann bildet die Außenkante des Absperrorgans 22 den Öffnungsbereich 24. Da der Schlitz 20 die konkave Abschrägung 42 aufweist, wird die Zuwachsrate des Öffnungsbereichs 24 in einem niedrigen Temperaturbereich kleiner sein. Erreicht die Temperatur der die Visko- Flüssigkeit-Kupplungseinrichtung umgebenden Luft einen hohen Temperaturbereich, dann wird die Zuwachsrate des Öffnungsbereichs 24 groß. Die Fig. 5(c) zeigt den Zustand, den der Schlitz 20 bei einer hohen Temperatur einnimmt.

Wenn die Visko-Flüssigkeit-Kupplungsvorrichtung mit der Absperr- oder Ventileinrichtung mit dem obigen Aufbau verwendet wird, um das Kühlgebläse eines Motor-Kühlsystems anzutreiben, kann, wie in Fig. 4 durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist, eine Drehzahl des Kühlgebläses, die dem Anstieg in der Umgebungstemperatur proportional ist, erreicht werden. Die Fig. 6 zeigt eine Hysteresekurve der Drehzahl des Kühlgebläses des Motorkühlsystems und einer Drehzahl der Abtriebsglieder in Abhängigkeit vom Anstieg der Umgebungstemperatur.

Eine Kupplungsvorrichtung mit einer Visko-Flüssigkeit wird insbesondere zum Antrieb des Kühlgebläses eines Motors und zur Regelung der Drehzahl des Gebläses in stufenloser Weise entsprechend der Temperatur verwendet. Die stufenlose Änderung der Drehmomentübertragung durch die Kupplungsvorrichtung wird durch den Einsatz eines besonders ausgebildeten Schlitzes für einen Flüssigkeitsdurchtritt erreicht.

Claims (1)

1. Flüssigkeitsreibungskupplung mit einer mit einem Rotor (10) gekoppelten Eingangswelle (11), einem mit einer inneren Kammer zur Aufnahme der Arbeitsflüssigkeit und des Rotors (10) dienenden, gehäuseartigen Abtriebsglied (12, 13), einer die innere Kammer in einen Arbeitsraum (17) für den Rotor (10) und einen Vorratsraum (16) für die Arbeitsflüssigkeit unterteilenden Trennwand (15), die eine schlitzartige Öffnung (20) zur Zufuhr von Flüssigkeit vom Vorratsraum (16) zum Arbeitsraum (17) aufweist, einer Pumpeinrichtung (18), mit der die Flüssigkeit unter Druck vom Arbeitsraum (17) zum Vorratsraum (16) förderbar ist, und einem das Öffnen und Schließen der schlitzartigen Öffnung (20) regelnden Absperrorgan (22), das in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur verschiedene Drehstellungen bezüglich der Öffnung (20) einnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer zum Anstieg der Außentemperatur proportionalen Drehzahl (Fig. 4 und 6) des Abtriebsglieds (12, 13) die schlitzartige Öffnung (20) als trapezförmiges Loch mit einer bezüglich Abschrägung (42) ausgebildet ist, so daß die Zuwachsrate der vom Absperrorgan (22) aufgesteuerten Öffnung (20) im niedrigen Temperaturbereich kleiner als in einem höheren Temperaturbereich ist und daß ein im Rotor (10) ausgebildeter Umlaufkanal (14) nahe einem Labyrinth (L) ausgebildet ist.