DE3742623C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine weitere Verbesserung der temperaturgesteuerten Flüssigkeitsreibungskupplung entsprechend der japanischen Patentanmeldung Nr. 7 846/1984 vom Anmelder der vorliegenden Erfindung. Die temperaturgesteuerte Flüssigkeitsreibungskupplung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist vorgesehen, einen Ventilator zur Kühlung eines Motors zu steuern, um den Motor gleichmäßig mit einer gleichmäßigen Menge von Kühlluft in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Automobils zu beschicken.

Die Ventilatorkupplung der oben beschriebenen Art beinhaltet, wie in Fig. 17 beschrieben, eine abgedichtete Kammer, die aus einem Deckel 23′ und einem Gehäuse 23′′ gebildet wird. Die Kammer wird mittels einer Trennscheibe 24, die eine Durchflußregulierbohrung 24′ aufweist, in einen Ölsammelbehälter 25 und eine als Arbeitskammer ausgebildete Drehmomentübertragungskammer 26 geteilt, die eine Antriebsscheibe 22 einschließt. Ein umlaufender Durchlaß 27 ist vorhanden, der als die Pumpfunktion ausübendes Teil ausgebildet ist mittels eines Abstreifers 28, der die Drehmomentübertragungskammer 26 an der Seite und die Ölsammelkammer 25 an der Seite umschließt. In der Ventilatorkupplung ist die Auslaßöffnung 27′ in der Öffnungsfläche am Endteil einer bogenförmigen und im wesentlichen halbkreisförmigen Nut 29 angeordnet, die mit dem umlaufenden Durchlaß 27 verbunden ist, der durch eine Trennwand gebildet ist, die an der Innenfläche der Ölsammelkammer 25 befestigt ist, um zumindest die innere Öffnung 27′ oder die äußere Öffnung 27′′ des Durchflusses 27 oberhalb des Ölspiegels in der Ölsammelkammer 26 unabhängig von der Stellung der Ventilatorkupplung anzuordnen, wenn der Motor still steht.

Die oben beschriebene herkömmliche Ventilatorkupplung verhindert die Ansammlung von Öl in der Drehmomentübertragungskammer 26, durch den natürlicherweise umgekehrten Fluß von der Ölsammelkammer 25 durch den Durchlaß 27 während der Zeit, wenn ein Auto geparkt wird, und der umlaufende Durchlaß 27 unterhalb des Ölspiegels in der Ölsammelkammer 25 eingetaucht ist. Infolgedessen können eine schnelle Erhöhung der Ventilatorgeschwindigkeit, sobald der Motor gestartet wird, und ein übermäßiger Lärm vom Ventilator verhindert und eine wirksame Aufwärmung gewährleistet werden, auch wenn die Umgebungstemperatur niedrig ist. Wenn jedoch der Motor gestoppt wird und die Durchflußregulieröffnung unter den Ölspiegel der Ölsammelkammer eingetaucht ist, und ein Ventil an der Durchflußregulierungsöffnung in der Trennscheibe betätigt worden ist, mit dem die Durchflußregulierungsöffnung nach einem Hochtemperaturlauf des Motors geöffnet werden soll, sammelt sich eine große Menge Öl in der Drehmomentübertragungskammer an, was auf den natürlichen Fluß von der Ölsammelkammer durch die Durchflußregulierungsöffnung zurückzuführen ist. Folglich wird, wie durch X in Fig. 18 gezeigt, wenn der Motor wieder gestartet wird, die Drehzahl auf der Gegenseite des Ventilators für eine gewisse Zeitdauer ansteigen und es kommt eine ungleichmäßige Rotation des Ventilators zustande.

Aus der DE-OS 34 39 794 ist eine Viskolüfterkupplung bekannt, bei der die Ölflüsse im Ruhezustand der Kupplung zwischen einem Vorratsraum und einem Arbeitsraum durch eine Pumpöffnung bzw. eine zentrale Öffnung in einer Trennwand erfolgen. Weiterhin wird das Öl durch eine Zulauföffnung einem Ringraum zugeführt. Bei einem Kaltstart wird die Drehbewegung der Antriebseinheit teilweise auf den angetriebenen Ventilator übertragen. Dabei stellen sich in dem Vorratsraum, dem Arbeitsraum und dem Ringraum unterschiedliche Flüssigkeitspegel ein. Dabei sinkt der Flüssigkeitspegel im Arbeitsraum auf ein Niveau, das etwa dem bei einem Warmstart, also dem Start eines Motors im warmen Betriebszustand entspricht. Das bedeutet, daß zwischen Antriebsteil und Abtriebsteil bereits ein geringer Schlupf vorhanden ist und durch das große Drehmoment eine verhältnismäßig hohe Lüfterdrehzahl erreicht wird, die im kalten Zustand des Motors gar nicht benötigt wird bzw. völlig unerwünscht ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine temperaturgesteuerte Flüssigkeitsreibungskupplung zu schaffen, in der die ungleichmäßige Rotation des Ventilators auf eine möglichst kurze Zeit, nachdem der Motor gestartet wurde, beschränkt ist, auch wenn der Motor nach Hochtemperaturlauf gestoppt wird.

Weiterhin soll in der temperaturgesteuerten Flüssigkeitsreibungskupplung eine sichere Pumpfunktion vom äußeren Umfangsteil der Arbeitskammer zum umlaufenden Durchlaß gewährleistet sein.

Eine temperaturgesteuerte Flüssigkeitsreibungskupplung gemäß der vorliegenden Erfindung ist wie folgt aufgebaut:

Das Innere einer abgedichteten Kammer, die von einer Welle getragen ist, deren Ende durch ein Lager hindurch mit einer Antriebsscheibe verbunden ist, weist ein Gehäuse und einen Deckel mit Kühlrippen auf der Außenoberfläche auf und ist mittels einer Trennscheibe, die eine Ölflußregulierbohrung aufweist, in eine Ölsammelkammer und eine Arbeitskammer unterteilt, welche die Antriebsscheibe aufnimmt. Ein Abstreifer ist zwischen einer äußeren Fläche der Antriebsscheibe und einer inneren Fläche der abgedichteten Kammer zur Öleinleitung in einem umlaufenden Durchlaß angeordnet, der die Arbeitskammer und die Ölsammelkammer verbindet. Das Innere der abgedichteten Kammer ist mit einem Ventilteil versehen, um die Ölflußregulierbohrung in der Trennscheibe zu öffnen, wenn die Umgebungstemperatur einen vorbestimmten Wert überschreitet und um die Ölflußregulierbohrung zu schließen, wenn die Umgebungstemperatur unter einen vorbestimmten Wert fällt, in Abhängigkeit von der Verformung eines thermosensitiven Bauteils, das an der Vorderseite des Deckels angeordnet ist. Eine wirksame Ölkontaktfläche wird zur Drehmomentübertragung in einem Spaltabschnitt, der zwischen den Flächen von Gehäuse und Deckel einerseits und der Fläche der Antriebsscheibe andererseits angeordnet ist, wobei sich diese Flächen im äußeren Umfangsbereich der Antriebsscheibe gegenüberliegen, vergrößert oder verkleinert, um die Drehmomentübertragung von der Welle zur Folgeseite der abgedichteten Kammer zu steuern. Die temperaturgesteuerte Flüssigkeitsreibungskupplung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Überschußölsammelkammer, die einen Einleitungsspalt aufweist, welcher mit der Arbeitskammer in Verbindung steht, an einem radial außerhalb des Abstreifers und axial neben der abgedichteten Kammer angeordnet ist und ein Fassungsvermögen aufweist, das im wesentlichen der Ölmenge entspricht, die sich in der Arbeitskammer und der Überschußölsammelkammer vor Betriebsbeginn der Ventilatorkupplung ansammelt, und in der Trennscheibe Durchbrüche vorgesehen sind, welche die Ölsammelkammer und die Arbeitskammer nur dann verbinden, wenn der Motor außer Betrieb ist. Weiterhin ist die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche als eine runde Ausnehmung ausgebildet sind, die an einer zentralen Stelle der Trennscheibe angeordnet sind oder eine Mehrzahl von Durchlaßbohrungen bilden, die konzentrisch zur Achse der Trennscheibe angeordnet sind.

Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist weiterhin gekennzeichnet dadurch, daß angrenzend an den Abstreifer ein Nebenabstreifer in der Nähe einer Eintrittsöffnung des umlaufenden Durchlasses angeordnet ist, und daß der Nebenabstreifer durch eine vorstehende Wand gebildet ist, die teilweise einen Bereich des Einleitungsspaltes an der Seite umschließt, die der Drehrichtung entspricht und/oder durch eine vorstehende Wandung, die radial in die Überschußölsammelkammer ragt.

Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von vorstehenden Wandabschnitten die gegenüberliegenden Wandungen des Gehäuses und des Deckels bilden, die eine ringförmige Wand zur Abtrennung des Inneren der Überschußölsammelkammer bilden derart, daß die Vorsprünge unter Bildung eines zur Öleinleitung notwendigen Spaltes in Eingriff miteinander stehen und der Spalt zur Einleitung von Öl einen Spalt, der im wesentlichen in axialer Richtung und einen Spalt, der in Umfangsrichtung angeordnet ist, aufweist und daß eine Außenwand des Spaltes in Umfangsrichtung im wesentlichen der gleichen Ebene verläuft, wie eine Innenwandung des äußeren Umfangs des Deckels und des Gehäuses in der Arbeitskammer und daß die Außenwand des Spaltes in der Umfangsrichtung kegelig erweiterte Flächen nach außen oder innen aufweist. Der Spalt weist in Umfangsrichtung eine Weite auf, die größer ist als der Abstand zwischen der Außenfläche der Antriebsscheibe und der Innenfläche des Deckels oder des Gehäuses.

Die temperaturgesteuerte Flüssigkeitsreibungskupplung ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die kreisförmige Trennwand, die die Überschußölsammelkammer bildet, wenigstens eine Öffnung aufweist, die zur Überschußölsammelkammer verläuft.

Die Vorrichtung ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Wandungen des Spaltes zur Öleinleitung und der Verbindungsbohrung, die axial angeordnet sind, im wesentlichen in der gleichen Ebene liegen wie die Innenwand am äußeren Umfang des Gehäuses und des Deckels.

Die Vorrichtung ist weiter dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt zur Öleinleitung und die Verbindungsbohrung eine kegelige Fläche an dessen Innen- oder Außenkante aufweist und daß die Weite des Spaltes zur Öleinleitung und die Weite der Verbindungsbohrung jeweils so ausgeführt ist, daß sie die Abstände zwischen der Außenfläche der Antriebsscheibe und sowohl der Innenfläche des Gehäuses als auch der Innenfläche des Deckels überschreitet.

Fig. 1 zeigt eine vertikale Querschnittsansicht einer Anordnung einer temperaturgesteuerten Flüssigkeitsreibungskupplung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht, von der ein Teil weggelassen wurde, in einem Zustand, in dem sich das Öl sammelt, wenn die Vorrichtung gemäß Fig. 1 außer Betrieb ist;

Fig. 3 zeigt einen Zustand, in dem sich das Öl sammelt, wenn die Vorrichtung gerade bei niedriger Umgebungstemperatur gestartet und betätigt wird;

Fig. 4 zeigt einen Zustand, in dem sich das Öl sammelt, wenn die Vorrichtung, wie in Fig. 2 gezeigt, gerade bei hoher Temperatur gestartet und betätigt wird;

Fig. 5 zeigt eine andere Anordnung der Vorrichtung gemäß der in Fig. 1 gezeigten;

Fig. 6 zeigt eine Draufsicht einer Trennscheibe entlang der Linie A-A, wie in Fig. 5 gezeigt;

Fig. 7 zeigt eine vergrößerte Draufsicht eines Abschnittes in der Nähe des Abstreifers, von dem ein Teil weggelassen wurde;

Fig. 8 ist eine vertikale Querschnittsansicht einer anderen Anordnung einer temperaturgesteuerten Flüssigkeitsreibungskupplung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 zeigt eine vergrößerte Ansicht von Vorsprüngen, von denen ein Teil weggelassen worden ist und die in Eingriff miteinander stehen und die Verbindungsmittel bilden, die ein wesentlicher Teil der Vorrichtung gemäß Fig. 8 sind;

Fig. 10 zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B, wie in Fig. 9 gezeigt, von der ein Teil weggelassen wurde;

Fig. 11 ist eine vergrößerte Perspektivansicht eines Gehäuses, wie in Fig. 9 gezeigt, von dem ein Teil weggelassen wurde;

Fig. 12 zeigt eine andere Anordnung der Vorrichtung entsprechend der Vorrichtung gemäß Fig. 9;

Fig. 13 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Spaltes zur Ölzuführung in der Vorrichtung gemäß Fig. 12;

Fig. 14 zeigt eine vertikale Querschnittsansicht einer anderen Anordnung einer temperaturgesteuerten Flüssigkeitsreibungskupplung entsprechend der vorliegenden Erfindung;

Fig. 15 ist eine vergrößerte teilweise Perspektivansicht eines Bereiches in der Nähe einer Trennwand, die eine leere Ölsammelkammer umschließt, die einen wesentlichen Bereich der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wie in Fig. 14 gezeigt, bildet;

Fig. 16 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer anderen Spaltanordnung für die Öleinleitung und die Verbindungsbohrung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 17 ist eine vertikale Querschnittsansicht einer herkömmlichen Ventilatorkupplungsvorrichtung; und

Fig. 18 ist eine charakteristische Kurve, die verwendet wird, um die Eigenschaften der vorliegenden Erfindung mit dem Stand der Technik zu vergleichen.

In den Zeichnungen enthalten die gleichen Teile die gleichen Bezugsziffern.

In den Fig. 1-6 stellt Bezugszeichen 1 einen rotierenden Körper dar, auf dem eine Antriebsscheibe 7 an dessen vorderen Ende befestigt ist und der eine Wand 1′ eines Befestigungsflansches zum Anbringen an den Anpaßteilkörper an dessen hinteren Ende aufweist. Der rotierende Körper 1 trägt eine abgedichtete Kammer, die aus einem Deckel 3 und einem Gehäuse 2 gebildet wird, wobei Kühlventilatorflügel F am äußeren Teil der abgedichteten Kammer angeordnet sind.

Bezugszeichen 5 stellt eine Trennscheibe zur Trennung des inneren Teils der abgedichteten Kammer in eine Ölsammelkammer 6 und eine Arbeitskammer 4 dar, in der die Antriebsscheibe 7 angeordnet ist. Eine Ölflußregulierbohrung 5′ zur Einstellung des Ölflusses von der Ölsammelkammer 6 zur Arbeitskammer 4 ist in der Trennscheibe 5 angeordnet.

Zwischen der Antriebsscheibe 7 und Platten, die dieser in der abgedichteten Kammer gegenüberliegen, und zu denen die Trennscheibe 5 gehört, ist ein schmaler Spalt in der Arbeitskammer 4 zum Zwecke der Drehmomentübertragung angeordnet. Bezugszeichen 8 stellt ein Ventilteil zum Öffnen und Schließen der Ölflußregulierbohrung 5′ dar. Ein Ende des Ventilteils 8 ist auf der Oberfläche der Trennscheibe 5 aufgeschraubt, die der Ölsammelkammer 6 zugewandt sind, während das andere Ende im Bereich der Ölflußregulierbohrung 5′ angeordnet ist. Das Ventilteil 6 ist in der abgedichteten Kammer mittels eines Verbindungsstabes 9 derart angeordnet, daß das Ventilteil 8 in Abhängigkeit von der Umformung eines thermosensitiven Bauteiles 10 tätig wird, die durch den Wechsel in der Umgebungstemperatur verursacht wird. Das thermosensitive Bauteil 10 besteht aus einem scheibenförmigen Bimetall, dessen beide Enden an einem metallenen Befestigungselement 11 befestigt sind, das an der vorderen Fläche des Deckels 3 befestigt ist. Bezugszeichen 12 stellt einen Abstreifer dar, der in einem Teilabschnitt der inneren Fläche der abgedichteten Kammer angeordnet ist, in der sich das Öl sammelt, wenn die Vorrichtung rotiert, wobei die innere Fläche der äußeren Fläche der Antriebsscheibe 7 gegenüberliegt. Ein umlaufender Durchlaß 13 grenzt in Drehrichtung des Ventilators an den Abstreifer 12, so daß der umlaufende Durchlaß 13 die Arbeitskammer 4 und die Ölsammelkammer 6 durch eine Einlaßöffnung 13′ verbindet, wobei eine Pumpwirkung gewährleistet wird. Bezugszeichen 5′′ stellt einen kreisförmigen Durchbruch (Fig. 1) dar, der im zentralen Bereich der Trennscheibe 5 angeordnet ist, oder eine Mehrzahl von Durchbrüchen (Fig. 5 und 6) sind konzentrisch zur Achse der Trennscheibe 5 angeordnet, die als Ölzuführmittel dienen und die Ölsammelkammer 6 und die Arbeitskammer 4 nur verbinden, wenn die Vorrichtung außer Betrieb ist.

Bezugszeichen 14 stellt eine ringförmige Überschußölsammelkammer dar, die in radialer Richtung im äußeren Bereich weiter außen als der Abstreifer 12 in der abgedichteten Kammer angeordnet ist und die mit einem Einleitungsschlitz 14′ verbunden ist, der wiederum mit der Arbeitskammer 4 in Verbindung steht. Die Überschußölsammelkammer 14 ist mittels einer Trennwand 16 begrenzt, die vom Deckel 3 oder dem Gehäuse 2 hervorragt und ist derart angeordnet, daß sie im wesentlichen das gleiche Fassungsvermögen wie die Ölmenge aufweist, die bereits in der Arbeitskammer 4 und der Überschußölsammelkammer 14 gesammelt wurde, wenn die Vorrichtung außer Betrieb ist. Bezugszeichen 15 stellt eine Kühlrippe 15 dar, die radial und auswärts über die abgedichtete Kammer ragt. Das thermosensitive Bauteil 10 besteht aus Bimetall und kann in einer gewölbten Form ausgebildet sein und hierdurch soll das Ventilteil 8 in seitlichen Abstand zur Ölflußregulierbohrung 5′ in Abhängigkeit von der Verformung des gewölbten thermosensitiven Bauteils 10, die durch die Drehung in der Umfangsrichtung verursacht wird, zum Öffnen und Schließen der Ölflußregulierbohrung 5′ bewegt werden.

Weiterhin ist gemäß der Erfindung ein Nebenabstreifer 17 im wesentlichen L-förmig im Überschußölsammelbehälter 14, wie in Fig. 7 gezeigt, ausgebildet und in einem Bereich benachbart zur Einlaßöffnung 13′ angeordnet, die sich in der Nähe des Abstreifers 12 befindet. Der Nebenabstreifer 17 weist einen Vorsprung 17′, der teilweise einen seitlichen Verschluß bildet entsprechend der Drehung des Einleitungsschlitzes 14′, und/oder einen Vorsprung 17′′ auf, der sich radial in der Überschußölsammelkammer 14 erstreckt. Gemäß des oben beschriebenen Aufbaus wird der Ölfluß im Inneren der Arbeitskammer 4 während der Drehung der Antriebsscheibe 7 durch den Nebenabstreifer 17 gestoppt und der Druck am oberen Strom des Abstreifers 12 wird dabei verstärkt. Resultierend daraus ist der Druck am unmittelbaren vorderen Bereich der Einlaßöffnung 13′ verstärkt, wobei das Öl sicher in den umlaufenden Durchlaß 13 eingeleitet werden kann. Obwohl ein geringer Spalt zwischen der äußeren Fläche des radialen Vorsprungs 17′′ des Nebenabstreifers 17 und der Innenfläche der Überschußölsammelkammer 14 gebildet wird, kann er geschlossen sein, so daß er weggelassen werden kann.

Die Wirkungsweise des Beschleunigens der Ölzuführung in die Überschußölsammelkammer 14 wird nun mit Bezug auf die Fig. 8-16 beschrieben. In einer Anordnung nach den Fig. 8-13 wird eine Alternative zur ringförmigen Trennwand 16 der Überschußölsammelkammer 14 gezeigt, wobei eine Vielzahl von Vorsprüngen 2′ und 3′ an den gegenüberliegenden Wänden des Gehäuses 2 und des Deckels 3 angeordnet ist, bzw. die eine innen abtrennende ringförmige Wandung der Überschußölsammelkammer 14 bilden. Die Vorsprünge 2′ und 3′ stehen in Eingriff miteinander zu dem Zweck, einen Einleitungsschlitz 14′ zu bilden, der durch einen Spalt 14′′ ausgebildet ist, der im wesentlichen in axialer Richtung verläuft und einen Spalt 14′′′, der in Umfangsrichtung zwischen den Vorsprüngen 2′ und 3′ verläuft.

Die äußere Wandung des Spaltes 14′′′, die in Umfangsrichtung verläuft, befindet sich im wesentlichen auf der gleichen Ebene wie die Innenwand am äußeren Umfang des Deckels 3 und des Gehäuses 2 in der Arbeitskammer 4. Die äußere Wandung des Spaltes 14′′ hat eine kegelige Fläche 18, wobei der Kegel nach außen verläuft. Weiterhin ist die Weite der äußeren Wandung des Spaltes 14′′′ größer als die Länge einer Drehmomentübertragungsfläche, die zwischen der äußeren Fläche der Antriebsscheibe 7 und entweder einer der inneren Flächen des Deckels 3 oder des Gehäuses 2 gebildet wird. Um die Öleinleitung in die Überschußölsammelkammer 14 zu beschleunigen, ist es vorteilhaft, eine kegelige Fläche 18′ an der Innenseite des Einleitungsspaltes 14′ auszubilden (siehe Fig. 12 und 13).

Wie in einer Anordnung gemäß den Fig. 14-16 gezeigt, kann wenigstens eine Verbindungsbohrung 16′, die mit der Überschußölsammelkammer 14 verbunden ist, in die ringförmige Trennwand 16 zum Zwecke der Beschleunigung der Ölzuführung in die Überschußölsammelkammer 14 in Abhängigkeit von dem Einleitungsspalt 14′ gebohrt sein. Die äußeren Wandungen der Verbindungsbohrung 16′ und des Einleitungsschlitzes 14′ sind axial angeordnet und liegen im wesentlichen in der gleichen Ebene wie die Innenwand am äußeren Umfang des Deckels 3 und des Gehäuses 2 in der Arbeitskammer 4. Weiterhin sind die äußeren Wandungen mit nach außen kegeligen Flächen 19 und 20 versehen. Weiterhin sind die Weiten der Verbindungsbohrung 16′ und des Einleitungsschlitzes 14′ größer als der Spalt zwischen der äußeren Fläche der Antriebsscheibe 7 und den Innenflächen des Deckels 3 und des Gehäuses 2.

Weiterhin kann, wie in Fig. 16 gezeigt, die ringförmige Wand 16 über das Gehäuse 2 ragen, oder die kegeligen Flächen 20′ und 19′ können sich an den Innenseiten des Einleitungsschlitzes 14′ und der Verbindungsbohrung 16′ befinden, um die Öleinleitung in die Überschußölsammelkammer 14 zu beschleunigen.

Wie oben beschrieben, weist die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine ringförmige Überschußölsammelkammer 14 auf, die mit dem Einleitungsspalt 14′ verbunden ist, wobei der Einleitungsspalt 14′ mit der Arbeitskammer 4 verbunden ist und weiter außen als der Abstreifer 12 in der abgedichteten Kammer in radialer Richtung angeordnet ist. Die Trennscheibe 5 ist mit einem Durchbruch 5′′ versehen, wobei der ungehinderte Ölfluß zwischen der Ölsammelkammer 6 und der Arbeitskammer 4 nur dann stattfindet, wenn die Vorrichtung außer Betrieb ist. Selbst wenn die Vorrichtung in einem Zustand außer Betrieb gesetzt wird, in der sich eine große Ölmenge infolge der hohen Temperatur in der Arbeitskammer 4 ansammelt, kann das Öl ungehindert während der Stillstandsphase von der Arbeitskammer 4 zur Ölsammelkammer 6 durch den Durchbruch 5′′ fließen. Da die Überschußölsammelkammer 14 im wesentlichen in ihrem Fassungsvermögen der Ölmenge entspricht, die sich schon in der Drehmomentübertragungskammer 4 und in der Überschußölsammelkammer 14 angesammelt hat, kann beim Starten des Motors das in der Arbeitskammer 4 gesammelte Öl sofort in die Überschußölsammelkammer 14 mit Hilfe der Zentrifugenkraft des Öls gefördert werden, die in Abhängigkeit von der Drehung der abgedichteten Kammer erzeugt wird. Die Überschußölsammelkammer 14 wird mit Öl gefüllt, während sich die Arbeitskammer 4 leert. Der oben beschriebene Zustand ist in der Funktionskurve Y in Fig. 18 gezeigt.

Da ein Nebenabstreifer 17 vorhanden ist, wird der Ölfluß in die Arbeitskammer 4 entlang der Außenfläche der Antriebsscheibe 7 gestoppt, wobei der Öldruck auf die Einlaßöffnung 13′ derart verstärkt wird, daß der Druck den des Öls in der Ölsammelkammer 6 übersteigt. Infolgedessen kann das Öl in den umlaufenden Durchlaß 13 sicher gepumpt werden.

Der Einleitungsspalt 14′ ist zwischen den Vorsprüngen 2′ und 3′, die auf der ringförmigen Wandung gebildet sind, die den Innenraum teilen. Die äußere Wandung des Spaltes 14′′′, verlaufend in Umfangsrichtung, ist im wesentlichen auf der gleichen Ebene angeordnet wie die innere Fläche des äußeren Umfangs des Gehäuses 2 und des Deckels 3. Die Weite der äußeren Wandung des Spalte 14′′′ ist breit und mit einer kegeligen Fläche 18 versehen. Wahlweise sind der Einleitungsspalt 14′ und die Verbindungsbohrung 16′ in einer durchgängigen Art und Weise in der Trennwand 16 angeordnet.

Die Außenwand in axialer Richtung des Einleitungsspaltes 14′ und der Verbindungsbohrung 16′, ist im wesentlichen auf der gleichen Ebene angeordnet wie die Innenfläche des äußeren Umfangs des Gehäuses 2 und des Deckels 3. Die Weite der äußeren Wandung ist breit und mit kegeligen Flächen 20 und 19 versehen. Die ungleiche Verteilung des Öls, die an der Seite des Gehäuses 2 und/oder der Seite des Deckels 3 entsteht, kann reduziert werden, wenn das Öl aufgrund der Zentrifugalkraft durch den Drehmomentübertragungsspalt 14′ und die Verbindungsbohrung 16′ in radialer Richtung zur Überschußölsammelkammer 14 fließt.

Die Ölüberleitungsfunktion kann dadurch verbessert werden, wobei das Öl in der Überschußölsammelkammer 14 eingeschlossen sein kann. Dadurch entleert sich die Arbeitskammer 4 nahezu von Öl.

Da, wie beschrieben, der Durchbruch 5′′, die Überschußölsammelkammer 14, die mit der Arbeitskammer 4 verbunden ist, und der Einleitungsspalt 14′ zwischen den Vorsprüngen 2′ und 3′ angeordnet sind oder der Einleitungsspalt 14′ und die Verbindungsbohrung 16′ an der temperaturgesteuerten Flüssigkeitsreibungskupplung gemäß der vorliegenden Erfindung vorhanden sind, kann das Öl in der Arbeitskammer 4 in die Überschußölsammelkammer 4 abströmen, sobald die Maschine wieder gestartet wird. Weiterhin kann die Ölzuführung wirksam erhöht werden mittels des Einleitungsspaltes 14′ zwischen den Vorsprüngen 2′ und 3′ oder dem Einleitungsspalt 14′ und der Verbindungsbohrung 16′. Infolgedessen kann das Öl in der Überschußölsammelkammer 14 eingeschlossen sein, wenn die Arbeitskammer 4 beinahe leer ist. Andererseits kann für eine sehr kurze Zeit, nachdem die Maschine gestartet wurde, eine ungleichmäßige Rotation der Folgeseite vorhanden sein. Deshalb kann ein schnelles Ansteigen der Ventilatorgeschwindigkeit und ein ungewöhnlich starker Ventilatorlärm unterdrückt werden. Desgleichen kann eine wirksame Aufwärmung erfolgen und andererseits die ungleichmäßige Rotation der Folgeseite wirksam nahezu unterdrückt werden, auch wenn der Motor wieder gestartet wird, nachdem er im Hochtemperaturbetrieb gestoppt wurde.

Da der Nebenabstreifer 17 in der Überschußölsammelkammer 14 angeordnet ist, kann Öl, das durch die Rotation der Antriebsscheibe 7 durch das Innere der Arbeitskammer 4 geflossen ist, sicher zum umlaufenden Durchlaß 13 mit Hilfe des Abstreifers geleitet werden. Dadurch kann die Ventilatorgeschwindigkeit in Abhängigkeit von wechselnder Umgebungstemperatur gesteuert werden.

Claims (14)

1. Temperaturgesteuerte Flüssigkeitsreibungskupplung zum Antrieb eines Kühlluftventilators eines Kraftfahrzeugmotors, bei der:

• - das Innere einer abgedichteten Kammer, die von einer Welle getragen ist, deren Ende durch ein Lager hindurch mit einer Antriebsscheibe verbunden ist, und die ein Gehäuse und einen Deckel mit Kühlrippen auf der Außenoberfläche aufweist, mittels einer Trennscheibe, die eine Ölflußregulierbohrung aufweist, in eine Ölsammelkammer und eine Arbeitskammer unterteilt ist, welche die Antriebsscheibe aufnimmt;
• - ein Abstreifer zwischen einer äußeren Fläche der Antriebsscheibe und einer inneren Fläche der abgedichteten Kammer zur Öleinleitung in einen umlaufenden Durchlaß angeordnet ist, der die Arbeitskammer und die Ölsammelkammer verbindet;
• - das Innere der abgedichteten Kammer mit einem Ventilteil versehen ist, um die Ölflußregulierbohrung in der Trennscheibe zu öffnen, wenn die Umgebungstemperatur einen vorbestimmten Wert überschreitet und um die Ölflußregulierbohrung zu schließen, wenn die Umgebungstemperatur unter einen vorbestimmten Wert fällt, in Abhängigkeit von der Verformung eines thermosensitiven Bauteils, das an der Vorderseite des Deckels angeordnet ist;
• - eine wirksame Ölkontaktfläche zur Drehmomentübertragung in einem Spaltabschnitt, der zwischen den Flächen von Gehäuse und Deckel einerseits und der Fläche der Antriebsscheibe andererseits angeordnet ist, wobei sich diese Flächen im äußeren Umfangsbereich der Antriebsscheibe gegenüberliegen, vergrößert oder verkleinert wird, um die Drehmomentübertragung von der Welle zur Folgeseite der abgedichteten Kammer zu steuern,

dadurch gekennzeichnet, daß

• a) eine Überschußölsammelkammer (14), die einen Einleitungsspalt (14′) aufweist, welcher mit der Arbeitskammer (4) in Verbindung steht, an einem radial außerhalb des Abstreifers (12) und axial neben der abgedichteten Kammer (4, 6) angeordnet ist und ein Fassungsvermögen aufweist, das im wesentlichen der Ölmenge entspricht, die sich in der Arbeitskammer (4) und der Überschußölsammelkammer (14) vor Betriebsbeginn der Ventilatorkupplung ansammelt,
• b) in der Trennscheibe (5) Durchbrüche (5′′) vorgesehen sind, welche die Ölsammelkammer (6) und die Arbeitskammer (4) nur bei Stillstand der Kupplung verbinden.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (5′′) als eine runde Ausnehmung ausgebildet sind, die an einer zentralen Stelle der Trennscheibe (5) angeordnet ist.

3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche (5′′) von einer Mehrzahl von konzentrisch zur Achse der Trennscheibe (5) angeordneten Durchlaßbohrungen gebildet sind.

4. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß angrenzend an den Abstreifer (12) ein Nebenabstreifer (17) in der Nähe einer Eintrittsöffnung des umlaufenden Durchlasses (13) angeordnet ist.

5. Kupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenabstreifer (17) durch eine vorstehende Wand gebildet ist, die teilweise einen Bereich des Einleitungsspaltes (14′) an der Seite umschließt, die der Drehrichtung entspricht, oder durch eine vorstehende Wandung, die radial in die Überschußölsammelkammer (14) ragt.

6. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von vorstehenden Wandabschnitten (2′, 3′) die gegenüberliegenden Wandungen des Gehäuses (2) und des Deckels (3) bilden, die eine ringförmige Wand zur Abtrennung des Inneren der Überschußölsammelkammer (14) bilden derart, daß die Vorsprünge (2′, 3′) unter Bildung eines zur Öleinleitung notwendigen Spaltes (14′, 14′′, 14′′′) in Eingriff miteinander stehen.

7. Kupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einleitungsspalt (14) einen Spalt (14′′), der im wesentlichen in axialer Richtung und einen Spalt (14′, 14′′′), der in Umfangsrichtung angeordnet ist, aufweist, und daß eine Außenwand des Spaltes (14′, 14′′′) in Umfangsrichtung im wesentlichen in der gleichen Ebene verläuft wie eine Innenwandung des äußeren Umfangs des Deckels und Gehäuses in der Arbeitskammer (4).

8. Kupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der in Umfangsrichtung angeordnete Spalt (14′) eine konische Fläche (18, 19) aufweist, die nach innen oder außen weist.

9. Kupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Umfangsrichtung angeordnete Spalt (14′) eine Weite aufweist, die größer ist als der Abstand zwischen der Außenfläche der Antriebsscheibe (7) und der Innenfläche des Deckels (3) oder des Gehäuses (2).

10. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisförmige Trennwand (16), die die Überschußölsammelkammer (14) bildet, wenigstens eine Öffnung aufweist, die zur Überschußölsammelkammer (14) verläuft.

11. Kupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Wandungen des Spaltes (14′) zur Öleinleitung und der Verbindungsbohrung, die axial angeordnet sind, im wesentlichen in der gleichen Ebene liegen wie die Innenwand am äußeren Umfang des Gehäuses (2) und des Deckels (3).

12. Kupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (14′) zur Öleinleitung und die Verbindungsbohrung (14′′′) eine konische Fläche (18, 19) an der Innen- oder Außenkante aufweisen.

13. Kupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Weite des Spaltes (14′) zur Öleinleitung und die Weite der Verbindungsbohrung (14′′′) so ausgeführt ist, daß sie die Abstände zwischen der Außenfläche der Antriebsscheibe (7) sowohl der Innenfläche des Gehäuses (2) als auch der Innenfläche des Deckels (3) überschreitet.