DE3831832C2 - Temperaturgesteuerte fluessigkeitsreibungskupplung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen im Aufbau einer temperaturgesteuerten Flüssigkeitsreibungskupplung, die dem Motorgebläse eines sich bewegenden Automobils gestattet, jederzeit automatisch mehr oder weniger Kühlluft in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Motors zuzuführen. Die temperaturgesteuerte Flüssigkeitsreibungskupplung für das Kühlgebläse eines Kraftfahrzeugmotors weist ein abgedichtetes Gehäuse, das hinter einem Lager an einer rotierenden Hauptwelle befestigt ist, an deren vorderem Ende eine Antriebsscheibe starr angebracht ist, wobei das Gehäuse Ventilatorblätter aufweist, die an dessen äußerem Umfang befestigt sind; eine Trennplatte, die das Innere des Gehäuses in eine Ölsammelkammer und eine Drehmomentübertragungskammer unterteilt und die mit einer Bohrung zur Steuerung des Fluidausflusses versehen ist; eine Thermostat-Vorrichtung, die auf der vorderen Seite des Gehäuses befestigt ist; ein stabähnliches Verbindungsteil, das nach Maßgabe der Thermostat-Vorrichtung axial bewegbar ist; und ein Ventilteil auf, das mit einem Ende im Inneren der Ölsammelkammer in Überdeckung mit der Steuerbohrung der Trennplatte befestigt ist.

Eine typische Flüssigkeitsreibungskupplung der eingangs erwähnten Art ist in Fig. 4 gezeigt, wobei eine runde Bohrung 14′ in einer Trennplatte 14 ausgebildet ist, um den Ölausfluß zu steuern. Ein federelastisches Ventilteil 15 ist in der Kupplung angeordnet und hat die Form eines flachen Bleches. Wenn sich die Temperatur verändert, verformt sich eine (nicht dargestellte) temperaturfühlende Einrichtung, in der Art eines Thermostaten, die außenseitig angeordnet ist, und das Ventilteil 15 verstellt sich durch ein (nicht dargestelltes) stabähnliches Verbindungsteil in Abhängigkeit von der Verformung. Gleichzeitig bewegt sich der flache vordere Endabschnitt des Ventilteils 15 vor oder zurück, um direkt die Bohrung 14′ zu öffnen oder zu schließen. Die Charakteristik der Kupplung ist durch die Kurve (B) in Fig. 5 dargestellt.

Diese bekannte Flüssigkeitsreibungskupplung ist nicht in der Lage, den Ölausfluß ausreichend zu steuern, weil die Bohrung 14′ direkt durch den flachen vorderen Endabschnitt des Ventilteiles 15 verschlossen oder geöffnet wird, das sich vor- oder zurückbewegt. Wie durch die Kennlinie (B) angezeigt wird, verändert sich plötzlich die Frequenz des Gebläses schrittweise bei einer vorbestimmten Temperatur, gewöhnlich bei 60°C unter normalen Betriebsbedingungen. Folglich kann die Kühlluftmenge nicht ausreichend in bezug auf irgendeinen großen Temperaturwechsel, der während des Fahrens des Fahrzeuges auftritt, gesteuert werden. Deshalb können Gebläselärm und Leistungsverlust nicht befriedigend vermindert werden. Auch die Zeit zum Warmlaufen des Motors kann nicht hinreichend verkürzt werden. Ähnliche Flüssigkeitsreibungskupplungen sind aus der DE-AS 12 84 186 und der US-PS 46 53 624 bekannt, die jeweils einen thermostatgesteuerten, auf ein Ventilelement einwirkenden Stößel aufweisen, die direkt auf ein entsprechendes Ventilelement einwirken. Dabei wird die Ausflußsteuerbohrung schlagartig in einem Zeitpunkt vollständig verschlossen bzw. geöffnet. Dadurch verändert sich plötzlich die Drehzahl des Motorgebläses bei einer bestimmten Umgebungstemperatur.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine temperaturgesteuerte Flüssigkeitsreibungskupplung zu schaffen, die es erlaubt, eine angemessene Kühlluftmenge ständig in Abhängigkeit von den Betriebsbedigungen eines Motors und in Abhängigkeit von Temperaturwechseln derart zu fördern, daß die Luftmenge im wesentlichen kontinuierlich verändert wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Stellelement, dessen eines Ende im Inneren der Ölsammelkammer befestigt ist, mit seinem freien Teil auf das freie Ende des Ventilteils einwirkt, wenn das mit der Thermostat-Vorrichtung vorhandene stabähnliche Verbindungsteil infolge des Wechsels der Umgebungstemperatur des Stellelements betätigt wird. Das vordere Ende des Verbindungsteils kann federelastisch mit dem vorderen Ende des federelastischen zungenähnlichen Ventilteils verbunden sein, das nahe der Bohrung ist und diese öffnet oder verschließt. Ein Ende des Ventilteils ist dabei starr an der inneren Wandung der Ölsammelkammer befestigt. Die wirksame Ölkontaktfläche im Inneren des Drehmomentübertragungsraumes, der durch die sich gegenüberliegenden Flächen der Antriebsscheibe und des Gehäuses gebildet wird, wird verkleinert oder vergrößert, um das Drehmoment zu steuern, das von der Hauptantriebswelle zu dem angetriebenen Gehäuse übertragen wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung erstreckt sich die Bohrung zur Steuerung des Fluidausflusses radial zu der Trennplatte, und das Ventilteil ist aufwärts gekrümmt.

Bei diesem Aufbau öffnet oder schließt das federelastische zungenähnliche Ventilteil, das nahe der Bohrung zur Steuerung des Ausflusses angeordnet ist, die Bohrung. Das vordere Ende des Verbindungsteiles ist dabei federelastisch mit dem Ventilteil über ein Stellelement verbunden, das in der Ölsammelkammer oder in federelastischen Kontakt mit dem Ventilteil angeordnet ist. Wenn sich die Umgebungstemperatur ändert, bewegt sich das Verbindungsteil vor oder zurück und der Hebelpunkt bewegt sich kontinuierlich von dem starren Festpunkt hin zur Ausflußsteuerbohrung. Dadurch wird die Öffnung der Bohrung stetig verändert. Deshalb ist die Rotationsfrequenz im Verhältnis zu der Umgebungstemperatur durch die Kennlinie (A) in Fig. 5 gekennzeichnet, wobei die Temperatur (T) an der horizontalen Achse und die Rotationsfrequenz (F) des Gebläses auf der vertikalen Achse aufgetragen ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen teilweisen vertikalen Querschnitt einer temperaturgesteuerten Flüssigkeitsreibungskupplung;

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Draufsicht auf den Hauptabschnitt der Kupplung gemäß Fig. 1;

Fig. 3(A) zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A gemäß Fig. 2;

Fig. 3(B) zeigt einen Schnitt ähnlich der Fig. 3(A), jedoch einer anderen Ausführung der Flüssigkeitsreibungskupplung,

Fig. 4 zeigt einen Schnitt ähnlich Fig. 3(A), jedoch eine Flüssigkeitsreibungskupplung nach dem Stand der Technik; und

Fig. 5 zeigt eine Grafik zum Vergleichen der charakteristischen Kurve einer erfindungsgemäßen Flüssigkeitsreibungskupplung mit der charakteristischen Kurve einer Flüssigkeitsreibungskupplung nach dem Stand der Technik.

Gemäß den Fig. 1-3(B) ist eine Antriebsscheibe 2 starr an dem vorderen Ende einer rotierenden Hauptwelle 1 befestigt, die eine angeflanschte Wandung 1′ an deren anderen vorderen Ende aufweist. Eine Ummantelung 3′′ ist auf der Welle 1 hinter einem Lager angeordnet. Die Ummantelung 3′′ weist einen vorderen Deckel 3′ auf, der abgedichtet ist, um ein abgedichtetes Antriebsgehäuse 3 zu bilden. Die Innenseite des abgedichteten Gehäuses 3 ist in eine Ölsammelkammer 5 und eine Drehmomentübertragungskammer 6 durch eine Trennplatte 4 unterteilt. Diese Trennplatte 4 ist mit einer Bohrung 4′ zur Steuerung des Ölflusses von dem Ölsammelbehälter 5 zu der Drehmomentübertragungskammer 6 versehen. Ein Drehmomentübertragungsraum 6′ ist zwischen den sich gegenüberliegenden Flächen der Antriebsscheibe 2 und dem abgedichteten Gehäuse 3 im Inneren der Drehmomentübertragungskammer 6 gebildet.

Eine Thermostat-Vorrichtung 10 weist einen Bimetallstreifen auf, bei dem beispielsweise beide Enden an einer Haltevorrichtung 7 verankert sind, die an der Vorderfläche des Deckels 3 befestigt ist. Ein Ende des Stellelementes 8 ist an der Oberfläche der Trennplatte 4 an der Seite des Ölsammelbehälters 5 vernietet, während das andere Ende nahe der Bohrung 4′ angeordnet ist. Wenn sich die Umgebungstemperatur ändert, verformt sich die Thermostat-Vorrichtung 10, wodurch sich das Stellelement 8 über ein stabähnliches Verbindungsteil 11 verstellt. Das Stellelement 8 ist an der Innenseite der Ölsammelkammer 5 angeordnet. Ein kleiner Sammelraum ist an der inneren Wandfläche der Ummantelung 3′′ gebildet, die sich gegenüber der äußeren Fläche der Antriebsscheibe 2 befindet, und in der sich das Öl sammelt. Ein Durchgang 9, durch den das Öl umläuft, erstreckt sich von der Drehmomentübertragungskammer 6 zur Ölsammelkammer 5. Die Übertragungskammer 6 ist zu dem kleinen Sammelraum 9 verschlossen, der sich an der Stromaufseite des Durchganges 9 in Rotationsrichtung befindet. Ein elastisches zungenähnliches Ventilteil 12 ist nahe der Bohrung 4′ angeordnet, die den Ausfluß steuert. Ein Ende des Ventilteils 12 ist jeweils starr an der Trennplatte 4 oder dem Deckel 3′, wie in Fig. 3(B) gezeigt, befestigt, während das andere Ende über der Bohrung 4′ liegt, um diese zu öffnen oder zu schließen. Das vordere Ende des Ventilteils 12 ist in federelastischem Kontakt mit dem vorderen Ende des Stellelementes 8.

Die Bohrung 4′, die den Ausfluß kontrolliert, kann längs in Radialrichtung der Trennplatte 4 angeordnet sein. Vorzugsweise ist das Ventilteil 12 aufwärts gekrümmt.

Wie bisher beschrieben, öffnet oder schließt die neue temperaturgesteuerte Flüssigkeitsreibungskupplung die Ausflußsteuerbohrung 4′ durch des zungenähnliche Ventilteil 12 immer in Abhängigkeit von Änderungen in der Umgebungstemperatur, die während des Bewegens des Fahrzeuges erzeugt wird. Demzufolge kann die Ölflußmenge zur Drehmomentübertragungskammer 6 wirksam gesteuert werden. Die Luftkühlmenge wird im wesentlichen kontinuierlich und angemessen zu den Betriebsbedingungen des Motors über einen breiten Bereich gesteuert. Weiterhin ist der innere Aufbau sehr einfach, denn er enthält im wesentlichen nur das zungenähnliche Ventilteil 12. Darum ist die neue temperaturgesteuerte Flüssigkeitsreibungskupplung sehr vorteilhaft.

Die Kühlluftmenge kann noch genauer durch das längliche Ausbilden der Ausflußsteuerbohrung 4′, wie oben beschrieben, und gleichzeitig durch das Aufwärtskrümmen des Ventilteils 12 gesteuert werden. Weiterhin kann die Ausflußmenge des Öls wunschgemäß kontinuierlich gesteuert werden, wenn das Ventilteil mit einer geeigneten Krümmung versehen wird.

Claims (5)

1. Temperaturgesteuerte Flüssigkeitsreibungskupplung für das Kühlgebläse eines Kraftfahrzeugmotors,
mit einem abgedichteten Gehäuse, das hinter einem Lager an einer rotierenden Hauptwelle befestigt ist, an deren vorderem Ende eine Antriebsscheibe starr angebracht ist, wobei das Gehäuse Ventilatorblätter aufweist, die an dessen äußerem Umfang befestigt sind;
einer Trennplatte, die das Innere des Gehäuses in eine Ölsammelkammer und eine Drehmomentübertragungskammer unterteilt und die mit einer Bohrung zur Steuerung des Fluidausflusses versehen ist;
einer Thermostat-Vorrichtung, die auf der vorderen Seite des Gehäuses befestigt ist mit einem stabähnlichen Verbindungsteil, das nach Maßgabe der Thermostat-Vorrichtung axial bewegbar ist;
und einem Ventilteil, das mit einem Ende im Inneren der Ölsammelkammer in Überdeckung mit der Steuerbohrung der Trennplatte befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stellelement (8), dessen eines Ende im Inneren der Ölsammelkammer (5) befestigt und mit dem stabähnlichen Verbindungsteil (11) in Berührung ist, mit seinem freien Teil auf das freie Ende des Ventilteils (12) einwirkt, wenn das mit der Thermostat-Vorrichtung (10) verbundene stabähnliche Verbindungsteil (11) im Fall des Wechsels der Umgebungstemperatur das Stellelement (8) betätigt.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilteil (12) aus einem federelastischen zungenähnlichen Teil besteht.

3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsende des Ventilteils (12) starr an der Trennplatte (4) angebracht ist.

4. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsende des Ventilteils (12) starr an der inneren Wandung des vorderen Deckels des Gehäuses (3) angebracht ist.

5. Kupplung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilteil (12) aufwärts gekrümmt ausgebildet ist.