DE3927153C2

DE3927153C2 - Temperaturgesteuerte Ventilatorflüssigkeitsreibungskupplung

Info

Publication number: DE3927153C2
Application number: DE3927153A
Authority: DE
Inventors: Kazunori Takikawa; Yuichi Ono
Original assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Current assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Priority date: 1988-08-19
Filing date: 1989-08-17
Publication date: 1995-07-13
Anticipated expiration: 2009-08-18
Also published as: GB2222665A; US5060774A; GB8918798D0; KR930001918B1; GB2222665B; DE3927153A1; KR900003554A; GB8918910D0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine temperaturgesteuerte Ventilatorflüssigkeitsreibungskupplung mit einem geschlossen Gehäuse, welches aus einem Deckel und einem Gehäuseteil, einer Rotationswelle, welche eine Antriebsscheibe aufweist, die starr am vorderen Ende der Welle befestigt ist, einem Lager, über das das Gehäuse an der Rotationswelle gelagert ist, einer Trennscheibe, die mit einer Ölausflußsteuerbohrung versehen ist und das Innere des Gehäuses in eine Ölsammelkammer und eine Drehmomentübertragungskammer teilt, in welcher die Antriebsscheibe angeordnet ist, wobei die Drehmomentübertragungskammer durch einen Spalt zwischen der inneren Umfangsfläche des Gehäuses und der äußeren Umfangsfläche der Antriebsscheibe und zumindest einem Spalt gebildet wird, der zwischen dem Gehäusedeckel und dem Gehäuseteil sowie den axial gerichteten Seitenflächen der Antriebsscheibe ausgebildet ist, einem Abstreifer, der zur Sammlung des Öls während der Rotation an der radial inneren Umfangsfläche des Gehäuses und gegenüber dem Außenumfang der Antriebsscheibe ausgebildet ist, einem Umlaufdurchgang, der mit dem Abstreifer verbunden ist und sich von der Drehmomentübertragungskammer zur Ölsammelkammer erstreckt, einem sich bei Temperaturänderungen verformenden, temperaturempfindlichen Element, das an der Vorderfläche des Deckels angebracht ist, und einem Ventilglied, welches mit dem temperaturempfindlichen Element verbunden ist. Diese Ventilatorflüssigkeitsreibungskupplung steuert die Rotation eines Ventilators, der einen Automotor durch Übertragung einer ausreichenden Kühlluftstrommenge zum Motor kühlt, die immer den jeweiligen Betriebsbedingungen entspricht.

In Fig. 13 ist eine bekannte Ventilatorflüssigkeitsreibungskupplung gemäß der DE-A1-37 42 623 gezeigt, in der das gechlossene Gehäuse einen Deckel 23′ und ein Gehäuseteil 23′′ aufweist. Das Innere des Gehäuses ist durch eine Trennscheibe 24 in eine Ölsammelkammer 25 und eine Drehmomentübertragungskammer 26 unterteilt, die mit einer Ausflußsteuerbohrung 24′ versehen ist. Eine Antriebsscheibe 22 ist im Inneren der Drehmomentübertragungskammer 26 angeordnet und befindet sich mit einem Abstreifer 28, der als Pumpeinheit betätigt wird, in Wirkverbindung. Ein Umlaufdurchgang 27 erstreckt sich vom Abstreifer 28 und weist eine Eingangsöffnung 27′ und eine Ausgangsöffnung 27′′ auf. Damit sich zumindest eine dieser Öffnungen oberhalb des Ölpegels in der Ölsammelkammer 25 unabhängig von einer unterbrochenen Betriebsbedingung befindet, ist die Ausgangsöffnung 27′′ am offenen Ende einer im wesentlichen bogenförmigen Nut 29 angeordnet, die mit dem Umlaufdurchgang 27 verbunden ist. Die Nut 29 wird durch eine Trennwand rund um die Innenwandfläche der Ölsammelkammer 25 gebildet.

Wenn sich das Fahrzeug im Ruhezustand befindet, taucht der Umlaufdurchgang 27 in das Öl innerhalb der Ölsammelkammer 25 ein, so daß das Öl am Zurückfließen in die Drehmomentübertragungskammer 26 von der Ölsammelkammer 25 durch die Öffnung 27 gehindert wird, so daß sich kein Öl im Inneren der Drehmomentübertragungskammer 26 ansammeln kann. Dadurch wird ein starker Anstieg der Drehzahl verhindert, unmittelbar nachdem der Motor gestartet worden ist. Dadurch wiederum wird starker Ventilatorlärm vermieden. Auch während der kalten Witterung wird der Motor effektiv angewärmt. Wenn der Motor bei hohen Temperaturen in Betrieb ist, wird die Ausflußsteuerbohrung 24′ in der Trennscheibe 24 durch ein Ventilglied geöffnet und taucht in das in der Ölsammelkammer 25 angesammelte Öl ein. Wird der Motor angehalten, fließt das Öl selbständig aus der Ölsammelkammer 25 durch die Ausflußsteuerbohrung 24′ und somit sammelt sich eine große Ölmenge in der Drehmomentübertragungskammer 26 während des Stillstandes des Motors an. Wird der Motor wieder gestartet, erhöht sich die Drehzahl des Antriebsventilators nach einer bestimmten Zeit, wie dies durch die unterbrochene Kennlinie B in Fig.14 dargestellt ist.

Diese Ventilatorflüssigkeitsreibungskupplung besitzt keinerlei Ölfördermittel, so daß lediglich die Zentrifugalkraft, welche durch die Rotation erzeugt wird, das Öl aus dem Drehmomentübertragungsspalt bewegt. Das Öl fließt nur sehr langsam, so daß sich dessen Temperatur erhöht. Dies wiederum führt zu einer Änderung der Viskosität des Öles, die bei Erwärmung geringer wird, wodurch die Wirkungsweise der Kupplung beeinträchtigt wird. Insbesondere werden Drehzahlschwankungen verursacht, die zu Öldruckänderungen im Bereich des Abstreifers führen, so daß es auch zu einer Erhöhung der Drehzahl des Ventilators kommt.

Aus der DE-C2-31 44 495, der DE-A1-25 41 539, der DE-A1-21 53 720 und der DE-B1-12 84 186 sind weitere Ventilatorflüssigkeitsreibungskupplungen bekannt, die im Bereich der Umfangsfläche der jeweiligen Antriebsscheibe Fördermittel in Form von Nuten, Rippen, eines Zahnrades bzw. sich in radialer Richtung erstreckende Kanäle aufweisen, die der Zufuhr von Öl zu einem Durchlaßkanal dienen, der mit einer Ölsammelkammer in Verbindung steht. Alle diese Lösungen sind mit dem Mangel behaftet, daß die Förderung des Öls nicht in gleichmäßiger Weise durch die Drehmomentübertragungsspalte erfolgt. Somit treten die gleichen Nachteile auf, wie sie sich durch die eingangs beschriebene bekannte Lösung ergeben.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine temperaturgesteuerte Ventilatorflüssigkeitsreibungskupplung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau und betriebssicherer Wirksamkeit die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und bei welcher insbesondere die Ölströmung durch den Drehmomentübertragungsspalt verstärkt wird, um Temperaturerhöhungen des Öls zu vermeiden.

Nach einem ersten Merkmal der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe durch eine Vielzahl von axial vorstehenden, radial offene Räume in Umfangsrichtung begrenzenden Rippen gelöst, die nahe dem äußeren Umfang an der jeweiligen Seitenfläche der Antriebsscheibe angeordnet sind.

Gemäß einem zweiten Merkmal der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe durch axial vorstehende Wände gelöst, die zumindest an beiden Seitenflächen der Antriebsscheibe radial innerhalb der Drehmomentübertragungskammer angeordnet sind.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den zugehörigen Unteransprüchen.

Während der Rotation der Ventilatorflüssigkeitsreibungskupplung wird durch die Zentrifugalkraft Öl vom Drehmomentübertragungsspalt zum Abstreifer geleitet. Somit erhöht sich der Öldruck, der sich am Abstreifer anstaut, um dadurch die Drehzahlschwankungen zu verhindern. Auch die Strömung des Öls durch den Drehmomentübertragungsspalt wird begünstigt, um die Steuerung über die Drehmomentübertragung zu stabilisieren. Dadurch wird erreicht, daß das Öl den Drehmomentübertragungsspalt in einer kurzen Zeitspanne passiert. Der Zeitraum, in dem Wärme infolge des durch die Drehmomentübertragung verursachten Schlupfes erzeugt wird, wird verkürzt und ein Ansteigen der Öltemperatur verhindert. Die Zirkulation des Öls durch den gesamten inneren Aufbau der Ventilatorflüssigkeitsreibungskupplung wird schnell und gleichmäßig durchgeführt, so daß die Wärme gut abgeleitet wird. Ein Absinken der Viskosität des Öls wird somit verhindert, ebenso eine Verminderung der Drehzahl des Ventilators. Da eine ungenügende Kühlung des Fahrzeugmotors unerwünscht ist, steuert die Ventilatorflüssigkeitsreibungskupplung die Drehzahl des Ventilators in Abhängigkeit von der Änderung der Umgebungstemperatur für einen längeren Zeitraum.

Anhand von Ausführungsbeispielen soll die Erfindung näher erläutert werden. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer temperaturgesteuerten Ventilatorflüssigkeitsreibungskupplung;

Fig. 1A einen vergrößerten Längsschnitt des Hauptabschnittes der Kupplung gemäß Fig. 1;

Fig. 2 einen Längsschnitt ähnlich dem der Fig. 1 einer anderen Ausführungsform der Ventilatorflüssigkeitsreibungskupplung;

Fig. 2A einen vergrößerten Längsschnitt des Hauptabschnittes der Kupplung gemäß Fig. 2;

Fig. 3 einen vergrößerten Längsschnitt des Hauptabschnittes einer weiteren Ausführungsform der Ventilatorflüssigkeitsreibungskupplung;

Fig. 4 einen Querschnitt entlang der Linie A-A gemäß Fig. 3;

Fig. 5A einen Längsschnitt einer weiteren temperaturgesteuerten Ventilatorflüssigkeitsreibungskupplung;

Fig. 5B eine Modifikation der Kupplung gemäß Fig. 5A;

Fig. 6A eine Vorderansicht der Antriebsscheibe der Kupplung gemäß Fig. 5A;

Fig. 6B eine vergrößerte Teil-Seitenansicht der Antriebsscheibe gemäß Fig. 6A;

Fig. 6C eine Vorderansicht der Antriebsscheibe der Kupplung gemäß Fig. 5B;

Fig. 6D eine vergrößerte Teilseitenansicht der Antriebsscheibe gemäß Fig. 5B;

Fig. 7A einen Längsschnitt einer weiteren temperaturgesteuerten Ventilatorflüssigkeitsreibungskupplung;

Fig. 7B eine Modifikation der Kupplung gemäß Fig. 7A;

Fig. 8 eine Teilschnittansicht des Hauptabschnittes einer weiteren Modifikation der Kupplung gemäß Fig. 7A;

Fig. 9 eine Teilvorderansicht der Antriebsscheibe, gemäß Fig. 8;

Fig. 10 eine Teilschnittansicht einer anderen Antriebsscheibe;

Fig. 11 eine Teil-Vorderansicht der Antriebsscheibe gemäß Fig. 10;

Fig. 12 einen teilweise vergrößerten Längsschnitt der Labyrintheinrichtung in dem geschlossenen Gehäuse der Kupplung gemäß Fig. 2;

Fig. 13 einen vertikalen Querschnitt einer temperaturgesteuerten Ventilatorflüssigkeitsreibungskupplung gemäß dem Stand der Technik; und

Fig. 14 eine Graphik, die die Funktionskennlinien der Kupplung gemäß Fig. 13 und der erfindungsgemäßen Kupplung zeigt.

Eine Anordnung der temperaturgesteuerten Ventilatorflüssigkeitsreibungskupplung gemäß der Erfindung ist in den Fig. 1, 1A, 2, 2A, 3 und 4 gezeigt. Ein erstes spezifisches Beispiel dieser Anordnung ist in den Fig. 1 und 1A gezeigt. Ein zweites spezifisches Beispiel der Anordnung wird in den Fig. 2 und 2A gezeigt. Ein drittes spezifisches Beispiel der Ausführung wird in den Fig. 3 und 4 gezeigt.

Gemäß diesen Figuren weist eine Rotationswelle 1 eine Antriebsscheibe 7 auf, die starr an deren vorderen Ende befestigt ist. Ein geschlossenes Gehäuse besteht aus einem Gehäusedeckel 3 und einem Gehäuseteil 2 und ist über ein Lager B an der Welle 1 gehalten. Ein Kühlventilator F ist am äußeren Umfang des Gehäusedeckels 3 befestigt. Das Innere des geschlossenen Gehäuses ist in eine Ölsammelkammer 6 und eine Drehmomentübertragungskammer 4 durch eine Trennscheibe 5 unterteilt, die eine Ausflußsteuerbohrung 5′ zum Steuern des Ölflusses von der Sammelkammer 6 in die Drehmomentübertragungskammer 4 aufweist. Die Antriebsscheibe 7 ist im Inneren der Drehmomentübertragungskammer 4 angeordnet. Ein kleiner Spalt ist zwischen dem äußeren Abschnitt der Antriebsscheibe 7 in der Drehmomentübertragungskammer 4 und der gegenüberliegenden Wandfläche des geschlossenen Gehäuses, das die Trennscheibe 5 enthält, vorhanden, um das Drehmoment zu übertragen. Ein Ventilglied 8 öffnet und schließt die Ausflußsteuerbohrung 5′. Ein Ende des Ventilgliedes 8 ist mit der Fläche der Trennscheibe 5 vernietet und befindet sich an der Seite der Ölsammelkammer 6. Das andere Ende ist an der Stelle der Ausflußsteuerbohrung 5′ angeordnet. Eine Metallhalterung 11 ist starr an der Vorderfläche des Gehäusedeckels 3 befestigt. Ein temperaturempfindliches Element 10, das aus einem Bimetallstreifen besteht, ist an der Metallhalterung 11 an dessen beiden Enden verankert. Ein Verbindungsstab 9 wird gegen das Ventilglied 8 innerhalb des Gehäusedeckels 3 geführt. Sowie sich die Umgebungstemperatur verändert, verformt sich das temperaturempfindliche Element 10, so daß der Verbindungsstab 9 vor oder zurückbewegt wird, welcher in seiner Bewegung das Ventilglied 8 anhebt.

Ein Abstreifer 12 ist in einem Teil des Innenumfanges des geschlossenen Gehäuses ausgebildet, die sich gegenüber der Außenwand der Antriebsscheibe befindet, an der sich das Öl während der Rotation ansammelt. Eine Eingangsöffnung 13′ ist nahe der Stromaufseite des Abstreifers 12, in Drehrichtung gesehen, angeordnet. Die Drehmomentübertragungskammer 4 ist mit der Eingangsöffnung 13′ in Verbindung. Ein Umlaufdurchgang 13 ist von der Drehmomentübertragungskammer 4 zur Ölsammelkammer 6 vorgesehen, um eine Pumpfunktion zu gewährleisten.

Eine Bohrung 5′′ ist in der Mitte der Trennscheibe 5 vorgesehen und erstreckt sich durch die Trennscheibe 5. In einer beispielsweisen Ausführungsform, in der eine Leerlaufölsammelkammer, die später beschrieben wird, vorgesehen ist, verbindet die Bohrung 5′′ die Ölsammelkammer 6 mit der Drehmomentübertragungskammer 4, jedoch nur bei einem Anhalten des Motors.

Eine ringförmige Leerlaufölsammelkammer 14 gemäß Fig. 2 kann an der Seite des geschlossenen Gehäuses angeordnet sein, falls das gewünscht wird. Die Leerlaufölsammelkammer 14 befindet sich radial außerhalb des Abstreifers 12 und ist in Verbindung mit der Drehmomentübertragungskammer 4, die an der Innenfläche des Gehäuses ausgebildet ist. Das Fassungsvermögen der Leerlaufölsammelkammer 14 ist gleich der Ölmenge, die sich sowohl in der Drehmomentübertragungskammer 4 als auch in der Leerlaufölsammelkammer 14 bei einem Anhalten des Motors ansammelt. Wie teilweise in Fig. 1A gezeigt, sind eine Anzahl axial hervorstehender Rippen nahe des äußeren Umfanges der Antriebsscheibe 7 des geschlossenen Gehäuses an zumindest einer Seite des Abstreifers 12 ausgebildet. Die Rippen sind an zumindest der Stromaufseite des Abstreifers 12, in Drehrichtung gesehen, angeordnet. Vorzugsweise sind die Rippen 16 in einem Winkel α gemäß Fig. 4 geneigt. Insbesondere sind sie gebogen, um Aufnahmeflächen in Drehrichtung zu bilden. Wie in den Fig. 2 und 2A dargestellt, weisen die zurückgesetzten Wandungen 16′ Aussparungen auf, die an der gleichen Stelle wie die Rippen 16 angeordnet sind. Der untere Abschnitt jeder Rippe 16 oder der obere Abschnitt jeder zurückgesetzten Wandung 16′ ist im wesentlichen bündig mit der inneren Seitenfläche des geschlossenen Gehäuses ausgebildet. Wo die Leerlaufölsammelkammer 14 vorgesehen ist, erstrecken sich die Aussparungen in diese Leerlaufölsammelkammer 14 hinein. Wie in Fig. 3 dargestellt, kann eine Labyrintheinrichtung in der Nähe des äußeren Umfangs der Antriebsscheibe 7 und am gegenüberliegenden Innenumfang des geschlossenen Gehäuses vorgesehen sein, um die Drehmomentübertragungskammer 4 zu bilden. In diesem Fall fließt das Öl nicht gleichmäßig, und die Öltemperatur erhöht sich. Wenn darüber hinaus der Motor wieder gestartet wird, erhöht sich die Drehgeschwindigkeit übermäßig. Um dieses unerwünschte Phänomen zu verhindern, ist es notwendig, die Rippen 16 oder die zurückgesetzten Wandungen 16′ an zumindest der gegenüberliegenden Seite der Labyrintheinrichtung an dem geschlossenen Gehäuse vorzusehen. Kühlrippen 15 erstrecken sich vom geschlossenen Gehäuse nach außen.

Wie bisher beschrieben, ist in der ersten Ausführung der temperaturgesteuerten Ventilatorflüssigkeitsreibungskupplung die Anzahl der Rippen 16 oder der zurückgesetzten Wandungen 16′ an der Wand ausgebildet, die der Antriebsscheibe 7 an dem geschlossenen Gehäuse nahe dem Außenumfang der Antriebsscheibe 7 gegenüberliegt. Dadurch dienen die Rippen 16 während der Rotation als Führungsblätter, die auf das Öl wirken. Dadurch wird das Öl infolge der Zentrifugalkraft gefördert. Darüber hinaus gewährleisten die Rippen 16 oder die zurückgesetzten Wandungen 16′ eine Pumpwirkung, um das Öl vom Drehmomentübertragungsspalt zum Abstreifer 12 zu treiben. Der Öldruck, der sich im Abstreifer 12 aufstaut, wird erhöht, so daß mit Sicherheit eine Drehzahlschwankung verhindert wird, da der Ölfluß durch den Spalt vergleichmäßigt wird. Dies stabilisiert die Steuerwirkung. Dadurch gelangt das Öl in einer kürzeren Zeit durch den Drehmomentübertragungsspalt. Infolgedessen ist die Zeit, in der die Einrichtung einen Schlupf erfährt und erwärmt wird, verkürzt. Dies vermindert die Temperaturerhöhung des Öls. Das Öl wird schnell und gleichmäßig durch den gesamten inneren Aufbau zirkuliert, was zu einer Verbesserung der Wärmeableitung führt. Die Viskosität des Öls wird am Abfallen gehindert. Infolgedessen wird die Fähigkeit, den Motor zu kühlen, nicht vermindert. Während eines ausgedehnten Betriebes gewährleistet die Ventilatorflüssigkeitsreibungskupplung eine ausreichende Steuerfunktion in bezug auf die Veränderung der Umgebungstemperatur. Wenn notwendig, ist auch eine Leerlaufölsammelkammer 14 vorgesehen. Die Rippen 16 oder die zurückgesetzten Wandungen 16′ sind von der Ölsammelkammer 6 zur Leerlaufölsammelkammer 14 ausgebildet. Dadurch kann das Öl schnell zirkulieren, wobei eine unerwünschte Erhöhung der Drehzahl des angetriebenen Ventilators wirkungsvoll unterdrückt wird. Die Erfindung kann auch ein System verwenden, wo das Drehmoment durch die Labyrintheinrichtung übertragen wird. Auch in diesem Falle ist die temperaturgesteuerte Ventilatorflüssigkeitsreibungskupplung voll anwendbar.

Eine zweite Ausführung der temperaturgesteuerten Ventilatorflüssigkeitsreibungskupplung wird nachfolgend in bezug auf die Fig. 5A, 5B, 6A, 6B, 6C und 6D beschrieben.

In diesen Figuren weist eine Rotationswelle 1 eine Antriebsscheibe 7 auf, die starr an deren vorderen Ende befestigt ist. Ein geschlossenes Gehäuse, das aus einem Gehäusedeckel 3 und einem Gehäuseteil 2 besteht, wird auf der Rotationswelle 1 über ein Lager B gehalten. Ein Kühlventilator F ist an der äußeren Umfangsfläche des Gehäusedeckels 3 befestigt. Das Innere des geschlossenen Gehäuses ist durch eine Trennscheibe 5 in eine Ölsammelkammer 6 und eine Drehmomentübertragungskammer 4 unterteilt, wobei die Trennscheibe eine Ausflußsteuerbohrung 5′ zur Steuerung des Ölflusses von der Ölsammelkammer 6 in die Drehmomentübertragungskammer 4 aufweist. Die Antriebsscheibe 7 ist im Inneren der Drehmomentübertragungskammer 4 angeordnet. Ein schmaler Spalt wird zwischen dem äußeren Abschnitt der Antriebsscheibe 7 in der Drehmomentübertragungskammer 4 und der gegenüberliegenden Wandfläche des geschlossenen Gehäuses, das die Trennscheibe 5 einschließt, aufrechterhalten, um das Drehmoment zu übertragen. Ein Ventilglied 8 öffnet und schließt die Ausflußsteuerbohrung 5′. Ein Ende des Ventilgliedes 8 ist an der Oberfläche der Trennscheibe 5 vernietet, welches sich auf einer Seite der Ölsammelkammer 6 befindet. Das andere Ende ist an der Stelle der Ausflußsteuerbohrung 5′ angeordnet. Eine Metallhalterung 11 ist starr an der Vorderseite des Gehäusedeckels 3 befestigt. Ein temperaturempfindliches Element 10, das aus einem Bimetallstreifen besteht, ist an der Metallhalterung 11 an seinen beiden Enden verankert. Eine Verbindungsstange 9 wirkt gegen das Ventilglied 8 innerhalb des Gehäusedeckels 3. Sowie sich die Umgebungstemperatur verändert, verformt sich das temperaturempfindliche Element 10 und bewegt die Verbindungsstange 9 vor oder zurück, die das Ventilglied 8 in seiner Bewegung abhebt.

Ein Abstreifer 12 ist an einem Teil des Innenumfanges des geschlossenen Gehäuses ausgebildet, die dem Außenumfang der Antriebsscheibe 7 gegenüberliegt, auf der sich das Öl während der Rotation ansammelt. Eine Eingangsöffnung 13′ ist nahe der Stromaufseite des Abstreifers 12, in Drehrichtung gesehen, ausgebildet. Die Drehmomentübertragungskammer 4 ist in Verbindung mit der Eingangsöffnung 13′. Ein Umlaufdurchgang 13 ist von der Drehmomentübertragungskammer 4 zur Ölsammelkammer 6 vorgesehen, um eine Pumpfunktion zu gewährleisten.

Eine Bohrung 5′′ ist in der Mitte der Trennscheibe 5 ausgebildet und erstreckt sich durch die Trennscheibe 5 hindurch. In dem in Fig. 5B gezeigten Beispiel verbindet die Ausflußsteuerbohrung 5′′ die Ölsammelkammer 6 mit der Drehmomentübertragungskammer 4 lediglich bei einem Anhalten des Motors.

Eine ringförmige Leerlaufölsammelkammer 14 (Fig. 5B) kann auf der Seite des geschlossenen Gehäuses angeordnet sein, falls das erforderlich ist. Die Leerlaufölsammel kammer 14 ist radial außerhalb des Abstreifers 12 angeordnet und in Verbindung mit der Drehmomentübertragungskammer 4, die an der Innenwandfläche des Gehäuses ausgebildet ist. Das Fassungsvermögen der Leerlaufölsammelkammer 14 ist gleich der Ölmenge, die sich sowohl in der Drehmomentübertragungskammer 4 als auch in der Leerlaufölsammelkammer 14 ansammelt, wenn der Motor angehalten wird. Kühlrippen 15 stehen nach außen von dem geschlossenen Gehäuse hervor. Eine Vielzahl von Rippen 7′, 7′′ ragen axial aus der Nähe des äußeren Umfanges der Antriebsscheibe 7 hervor. In dem gezeigten Beispiel sind die Rippen 7′ und 7′′ entsprechend vor und hinter dem Außenumfang angeordnet. Weiterhin sind die Rippen 7′, 7′′ versetzt zueinander angeordnet. Jedoch sind die Rippen 7′, 7′′ nicht auf diese Geometrie festgelegt. In den Fig. 5A und 6B ist das Oberteil jeder Rippe 7′ bündig mit der Drehmomentübertragungsfläche der Antriebsscheibe 7. Wie in den Fig. 5B und 6D gezeigt, kann der obere Abschnitt jeder Rippe 7′′ hervorstehend von der Drehmomentübertragungsfläche der Antriebsscheibe 7 ausgeführt sein. Verbindungsbohrungen 16 erstrecken zur Rückseite.

Falls notwendig, kann in der Drehmomentübertragungskammer 4 der Abstand des Außenumfanges der Antriebsscheibe 7 einen radialen Eingriff mit dem gegenüberliegenden Innenumfang des geschlossenen Gehäuses bewirken, um eine Labyrintheinrichtung zu bilden. Eine Anzahl von Rippen 7′ und 7′′ können nahe dem Außenumfang der Antriebsscheibe 7 angeordnet sein.

In der zweiten Ausführungsform der temperaturgesteuerten Ventilatorflüssigkeitsreibungskupplung kann die Anzahl hervorstehender Rippen 7′, 7′′ nahe dem Außenumfang der Antriebsscheibe 7 ausgebildet sein. Während des Betriebes wirkt die Zentrifugalkraft, die durch die Rotation erzeugt wird, auf das Öl ein. Die Pumpwirkung der Anzahl Rippen 7′, 7′′ treibt das Öl vom Drehmomentübertragungsspalt zum Abstreifer 12. Der Ölfluß durch den Drehmomentübertragungsspalt ist vergleichmäßigt, was die Steuerwirkung stabilisiert. Des weiteren tritt das Öl durch den Drehmomentübertragungsspalt in kürzerer Zeit hindurch. Daraus ergibt sich, daß die Zeit, für die die Anordnung einem Schlupf unterliegt und erwärmt wird, vermindert wird. Dies minimiert die Temperaturerhöhung des Öls. Das Öl wird schnell und gleichmäßig durch den gesamten inneren Aufbau zirkuliert und führt zur Verbesserung der Wärmeableitung. Die Viskosität des Öls wird am Absinken gehindert, so daß eine Drehzahlpendelung verhindert wird. Während eines ausgedehnten Betriebes gewährleistet die Ventilatorflüssigkeitsreibungskupplung eine ausreichende Steuerfunktion in bezug auf die Veränderung der Umgebungstemperatur. Falls notwendig, kann auch eine Leerlaufölsammelkammer 14 vorgesehen sein. Da das Öl schnell zirkuliert, wird eine unerwünschte Erhöhung der Drehzahl des angetriebenen Ventilators wirksamer verhindert, wie durch die Kennlinie A in Fig. 14 gezeigt ist. In diesem Falle ist die temperaturgesteuerte Ventilatorflüssigkeitsreibungskupplung voll anwendbar.

Eine dritte Ausführungsform der temperaturgesteueren Ventilatorflüssigkeitsreibungskupplung ist in den Fig. 7A, 7B, 8, 9, 10, 11 und 12 gezeigt.

In diesen Figuren weist eine Rotationswelle 1 eine Antriebsscheibe 7 auf, die fest an deren vorderen Ende befestigt ist. Ein geschlossenes Gehäuse besteht aus einem Gehäusedeckel 3 und einem Gehäuseteil 2 und wird auf der Rotationswelle 1 über ein Lager B gehalten. Ein Kühlventilator F ist am äußeren Umfang des Gehäusedeckels 3 befestigt. Das Innere des geschlossenen Gehäuses ist durch eine Trennscheibe 5 in eine Ölsammelkammer 6 und eine Drehmomentübertragungskammer 4 unterteilt, wobei die Trennscheibe 5 eine Ausflußsteuerbohrung 5′ zur Steuerung des Ölflusses von der Ölsammelkammer 6 in die Drehmomentübertragungskammer 4 aufweist. Die Antriebsscheibe 7 ist im Inneren der Drehmomentübertragungskammer 4 angeordnet. Ein schmaler Spalt wird zwischen dem Außenumfang der Antriebsscheibe 7 in der Drehmomentübertragungskammer 4 und dem gegenüberliegenden Innenumfang des geschlossenen Gehäuses, das die Trennscheibe 5 einschließt, aufrechterhalten, um das Drehmoment zu übertragen. Ein Ventilglied 8 öffnet und schließt die Ausflußsteuerbohrung 5′. Ein Ende des Ventilgliedes 8 ist an der Fläche der Trennscheibe 5 vernietet, die sich auf einer Seite der Ölsammelkammer 6 befindet. Das andere Ende ist an der Stelle der Ausflußsteuerbohrung 5′ angeordnet. Eine Metallhalterung 11 ist starr an der Vorderseite des Gehäusedeckels 3 befestigt. Ein temperaturempfindliches Element 10, das aus einem Bimetallstreifen besteht, ist an der Metallhalterung 11 an dessen beiden Enden verankert. Ein Verbindungsstab 9 wird gegen das Ventilglied 8 innerhalb des Gehäusedeckels 3 geführt. Sowie sich die Umgebungstemperatur verändert, verformt sich das temperaturempfindliche Element 10, um den Verbindungsstab 9 vor oder zurückzubewegen, der das Ventilglied in dessen Bewegung abhebt.

Ein Abstreifer 12 ist in einem Teil des Innenumfangs des geschlossenen Gehäuses ausgebildet, die dem Außenumfang der Antriebsscheibe 7 gegenüberliegt, auf der sich das Öl während der Rotation sammelt. Eine Eingangsöffnung 13′ ist nahe der Stromaufseite des Abstreifers 12, in Drehrichtung gesehen, ausgebildet. Die Drehmomentübertragungskammer 4 ist in Verbindung mit der Eingangsöffnung 13′. Ein Umlaufdurchgang 13 ist von der Drehmomentübertragungskammer 4 zur Ölsammelkammer 6 ausgebildet, um eine Pumpfunktion auszuüben.

Eine Bohrung 5′′ ist in der Mitte der Trennscheibe 5 ausgebildet und erstreckt sich durch die Trennscheibe 5 hindurch. In dem Beispiel, das in Fig. 7B gezeigt ist, verbindet die Bohrung 5′′ die Ölsammelkammer 6 mit der Drehmomentübertragungskammer 4 lediglich bei einem Anhalten des Motors.

Eine ringförmige Leerlaufölsammelkammer 14 gemäß Fig. 7B kann an der Seite des geschlossenen Gehäuses angeordnet sein, falls das erforderlich ist. Die Leerlaufölsammelkammer 14 ist radial außerhalb des Abstreifers 12 vorgesehen und in Verbindung mit der Drehmomentübertragungskammer 4, die an der Innenwandfläche des Gehäuses ausgebildet ist. Das Fassungsvermögen der Leerlaufölsammelkammer 14 ist gleich der angesammelten Ölmenge sowohl in der Drehmomentübertragungskammer 4 als auch in der Leerlaufölsammelkammer 14, wenn der Motor angehalten wird. Kühlrippen 15 stehen nach außen von dem geschlossenen Gehäuse hervor. Radial angeordnete Rippen oder konvexe Wände 7′ oder 7′′ sind an zumindest einer der beiden Flächen der Antriebsscheibe 7 ausgebildet und radial im Inneren des Drehmomentübertragungsspaltes angeordnet, um ein Flügelrad zu bilden. Falls notwendig, ist eine Vielzahl von Verbindungsbohrungen 16′ zwischen den aufeinanderfolgenden konvexen Wänden ausgebildet.

In Fig. 12 ist die Drehmomentübertragungskammer 4 mit einer Labyrintheinrichtung ausgerüstet. Insbesondere sind die Erstreckungen der äußeren Wandfläche der Antriebsscheibe 7 in radialem Eingriff mit der gegenüberliegenden Wandfläche des geschlossenen Gehäuses. In diesem Falle fließt das Öl nicht gleichmäßig durch die Labyrintheinrichtung. Daraus ergibt sich, daß die Öltemperatur zum Ansteigen neigt. Auch wenn der Motor wieder gestartet wird, erhöht sich die Drehzahl des Ventilators. Um dieses unerwünschte Phänomen zu verhindern, kann die Antriebsscheibe konvexe Wände 7′ oder 7′′ auf der Seite der Labyrintheinrichtung aufweisen.

Wie insoweit beschrieben, weist die dritte Ausführung der temperaturgesteuerten Ventilatorflüssigkeitsreibungskupplung die Rippen oder konvexen Wände 7′ oder 7′, 7′′ auf, die radial von der Antriebsscheibe 7 hervorstehen. Dabei hat die Scheibe eine Flügelradstruktur. Während des Betriebes wirkt die Zentrifugalkraft, die durch die Rotation erzeugt wird, auf das Öl ein. Weiterhin treibt die Pumpwirkung, die durch die konvexen Wände 7′ oder 7′, 7′′ hervorgerufen wird, das Öl heraus und in den Drehmomentübertragungsspalt hinein. Der Ölfluß durch den Spalt wird dadurch vergleichmäßigt, was die Steuerwirkung stabilisiert. Des weiteren tritt das Öl durch die Drehmomentübertragungskammer 4 in einer kürzeren Zeit hindurch. Die Zeit, in der die Anwendung einem Schlupf unterliegt und erwärmt wird, ist vermindert. Dies minimiert die Temperaturerhöhung des Öls. Die Zirkulation des Öls durch den gesamten inneren Aufbau, einschließlich des Flusses zum Abstreifer 12 hin, wird gewährleistet, was zu einer Verbesserung der Wärmeableitung führt. Die Viskosität des Öls bleibt erhalten und die Fähigkeit, den Motor zu kühlen, verringert sich nicht. Während einer ausdauernden Betriebsweise gewährleistet die Ventilatorflüssigkeitsreibungskupplung eine ausreichende Steuerfunktion in bezug auf die Veränderung der Umgebungstemperatur. Gleichzeitig kann die Ventilatorflüssigkeitsreibungskupplung in einer kleineren Baugröße hergestellt werden. Wenn die Leerlaufölsammelkammer 14 und die Labyrintheinrichtung, die insbesondere das übertragene Drehmoment verstärkt, vorgesehen sind, wird das Öl durch den Umlaufdurchgang 13 schneller zirkuliert. Infolgedessen wird die vorbeschriebene unerwünschte Vergrößerung der Drehzahl nach dem Wiederanlassen des Motors verhindert oder zumindest wirksamer unterdrückt.

Claims

1. Temperaturgesteuerte Ventilatorflüssigkeitsreibungskupplung mit

- einem geschlossenen Gehäuse, welches aus einem Deckel (3) und einem Gehäuseteil (2) besteht;
- einer Rotationswelle (1), welche eine Antriebsscheibe (7) aufweist, die starr am vorderen Ende der Welle befestigt ist;
- einem Lager (B), über das das Gehäuse an der Rotationswelle (1) gelagert ist;
- einer Trennscheibe (5), die mit einer Ölausflußsteuerbohrung (5′) versehen ist und das Innere des Gehäuses in eine Ölsammelkammer (6) und eine Drehmomentübertragungskammer (4) teilt, in welcher die Antriebsscheibe (7) angeordnet ist, wobei die Drehmomentübertragungskammer (4) durch einen Spalt zwischen der inneren Umfangsfläche des Gehäuseteils (2) und der äußeren Umfangsfläche der Antriebsscheibe (7) und zumindest einem Spalt gebildet wird, der zwischen dem Gehäusedeckel (3) und dem Gehäuseteil (2) sowie den axial gerichteten Seitenflächen der Antriebsscheibe (7) ausgebildet ist;
- einem Abstreifer (12), der zur Sammlung des Öls während der Rotation an der radial inneren Umfangsfläche des Gehäuses und gegenüber dem Außenumfang der Antriebsscheibe (7) ausgebildet ist;
- einem Umlaufdurchgang (13), der mit dem Abstreifer (12) verbunden ist und sich von der Drehmomentübertragungskammer (4) zur Ölsammelkammer (6) erstreckt;
- einem sich bei Temperaturänderungen verformenden temperaturempfindlichen Element (10), das an der Vorderfläche des Deckels (3) angebracht ist; und
- einem Ventilglied (8) , welches mit dem temperaturempfindlichen Element (10) verbunden ist,

gekennzeichnet durch eine Vielzahl von axial vorstehenden, radial offene Räume in Umfangsrichtung begrenzenden Rippen (7′), die nahe dem äußeren Umfang an der jeweiligen Seitenfläche der Antriebsscheibe (7) angeordnet sind.

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Bereich jeder Rippe (7′) bündig mit der Drehmomentübertragungsfläche der Antriebsscheibe (7) ausgebildet ist.

3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Bereich jeder Rippe (7′′) von der Drehmomentübertragungsfläche der Antriebsscheibe (7) vorragt.

4. Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse mit einer ringförmigen Leerlaufölsammelkammer (14) versehen ist, die in der inneren Wandfläche des Gehäuses radial außerhalb des Abstreifers (12) ausgebildet ist, wobei die Kammer (14) in Verbindung mit der Drehmomentübertragungskammer (4) ist.

5. Temperaturgesteuerte Ventilatorflüssigkeitsreibungskupplung mit

- einem geschlossenen Gehäuse, welches aus einem Deckel (3) und einem Gehäuseteil (2) besteht;
- einer Rotationswelle (1), welche eine Antriebsscheibe (7) aufweist, die starr am vorderen Ende der Welle befestigt ist;
- einem Lager (B), über das das Gehäuse an der Rotationswelle (1) gelagert ist;
- einer Trennscheibe (5), die mit einer Ölausflußsteuerbohrung (5′) versehen ist und das Innere des Gehäuses in eine Ölsammelkammer (6) und eine Drehmomentübertragungskammer (4) teilt, in welcher die Antriebsscheibe (7) angeordnet ist, wobei die Drehmomentübertragungskammer (4) durch einen Spalt zwischen der inneren Umfangsfläche des Gehäuseteils (2) und der äußeren Umfangsfläche der Antriebsscheibe (7) und zumindest einem Spalt gebildet wird, der zwischen dem Gehäusedeckel (3) und dem Gehäuseteil (2) sowie den axial gerichteten Seitenflächen der Antriebsscheibe (7) ausgebildet ist;
- einem Abstreifer (12), der zur Sammlung des Öls während der Rotation an der radial inneren Umfangsfläche des Gehäuses und gegenüber dem Außenumfang der Antriebsscheibe (7) ausgebildet ist;
- einem Umlaufdurchgang (13), der mit dem Abstreifer (12) verbunden ist und sich von der Drehmomentübertragungskammer (4) zur Ölsammelkammer (6) erstreckt;
- einem sich bei Temperaturänderungen verformenden temperaturempfindlichen Element (10), das an der Vorderfläche des Deckels (3) angebracht ist; und
- einem Ventilglied (8) , welches mit dem temperaturempfindlichen Element (10) verbunden ist.

gekennzeichnet durch axial vorstehende Wände (7′, 7′′), die zumindest an beiden Seitenflächen der Antriebsscheibe (7) radial innerhalb der Drehmomentübertragungskammer (4) angeordnet sind.

6. Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse mit einer ringförmigen Leerlaufölsammelkammer (14) versehen ist, die in der inneren Wandfläche des Gehäuses radial außerhalb des Abstreifers (12) ausgebildet ist, wobei die Kammer (14) in Verbindung mit der Drehmomentübertragungskammer (4) ist.

7. Kupplung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung einer Labyrinthdichtung ein Bereich der äußeren Wandfläche der Antriebsscheibe (7) in radialem Eingriff mit der gegenüberliegenden Wandfläche des Gehäuses ist.