DE3932450A1 - Eine viskosefluid-kupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Viskosefluid-Kupplung (im folgenden Visko-Kupplung genannt) die in Verbindung mit einem Lüfter zur Kühlung eines Kraftfahrzeug-Motors benutzt werden kann.

In einer herkömmlichen Visko-Kupplung, dargestellt in den Fig. 3 und 4, öffnet ein temperaturempfindliches Bi-Me­ tall 7 ein Ventil 9, sobald die umgebende Temperatur eine bestimmte Höhe erreicht hat. Dann fließt das viskose Fluid aus einem ersten Reservoir 6 a in eine erste Fluidkammmer 5 a und in eine zweite Fluidkammer 5 b. In dieser Situation wird Drehkraft übertragen und ein Lüfter (nicht dargestellt) ro­ tiert. Das Fluid fließt zu diesem Zeitpunkt noch nicht aus der ersten Fluidkammer 5 a in ein zweites Reservoir 6 b. Die Drehkraft-Übertragung wird durch den Öffnungsgrad des Ven­ tils 9 gesteuert.

Während des Betriebs dieser Visko-Kupplung wird das Fluid durch die im folgenden erläuterte Pumpwirkung aus den Fluidkammern 5 a und 5 b in das erste Reservoir 6 a zurückge­ führt. Die Pumpwirkung wird zwischen einem Gehäuse 3 und einer am Rotor in Drehrichtung orientierten Verzahnung er­ zeugt, wodurch das viskose Fluid aus der ersten Fluidkammer 5 a und zweiten Fluidkammmer 5 b in das erste Reservoir 6 a zurückgefördert wird.

Wie in Fig. 5 dargestellt, schwankt die Abtriebsdrehzahl gegenüber der Antriebsdrehzahl unregelmäßig in einem be­ stimmten Bereich.

Es ist daher vornehmlich eine Aufgabe der vorliegenden Er­ findung, eine Visko-Kupplung ohne diesen Nachteil zu ver­ wirklichen.

Um die Aufgabe zu lösen und das angegebene Ziel zu errei­ chen, besteht eine erfindungsgemäße Visko-Kupplung aus ei­ ner Antriebswelle, einem an der Antriebswelle befestigten Rotor, der am Umfang eine Anzahl im Bereich des Zahnkopfes abgeflachte Zähne aufweist und ein den Rotor umgebendes Ge­ häuse, in dem durch die Scherkräfte eines viskosen Fluids die Drehkraft vom Rotor auf das Gehäuse übertragen wird.

Die Aufgabe wie auch die Ziele sowie die Merkmale und Vor­ teile der Erfindung werden aus der folgenden, auf die Zeichnung Bezug nehmende Beschreibung der bevorzugten Aus­ führungsform des Erfindungsgegenstandes deutlich.

Fig. 1 ist ein vertikaler Querschnitt einer erfindungsge­ mäßen Visko-Kupplung;

Fig. 2 ist ein Querschnitt, der den Bereich zwischen einem Rotor und einem Gehäuse der in Fig. 1 dargestellten Visko-Kupplung zeigt;

Fig. 3 ist eine Ansicht ähnlich der Fig. 2 und stellt eine herkömmliche Visko-Kupplung dar;

Fig. 4 ist ein vertikaler Querschnitt einer herkömmlichen Visko-Kupplung;

Fig. 5 zeigt den Zusammenhang zwischen der Abweichung bzw. Streuung der Ausgangsdrehzahl und der Temperatur in einer herkömmlichen Visko-Kupplung; und

Fig. 6 zeigt den Zusammenhang zwischen der Streuung der Ausgangsdrehzahl und der Breite des Zahnkopfes am Rotor der vorliegenden Erfindung.

Bezugnehmend auf Fig. 1 und 2 wird eine Visko-Kupplung ge­ zeigt, die einen auf der Welle 2 befestigten Rotor 1 hat. Am Umfang des Rotors 1 ist eine Anzahl von Zähnen 1 a ange­ ordnet, von denen jeder einzelne in Rotationsrichtung des Rotors 1 ausgerichtet ist. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist der Zahnkopf eines jeden Zahnes flach ausgeformt.

Mittels einer Lagerung 10 ist ein Gehäuse 3 auf der Welle 2 befestigt und mit einer Abdeckung 4 durch Schrauben 12 ver­ bunden.

Eine vordere Platte 11 ist zwischen dem Rotor 1 und der Ab­ deckung 4 eingesetzt, an der sie mittels Schrauben 13 gesi­ chert ist. Zwischen der vorderen Platte 11 und der Abdeck­ ung 4 wird ein erstes Reservoir 6 a gebildet. Zwischen dem Rotor 1 und dem Gehäuse 3 ist eine hintere Platte 16 einge­ setzt. Die hintere Platte 16 wird am äußeren Rand durch das Gehäuse 3 und die Abdeckung 4 fixiert. Ein zweites Reser­ voir 6 b wird zwischen dem Gehäuse 3 und der hinteren Platte 16 gebildet. Weiterhin wird zwischen dem Rotor 1 und der vorderen Platte 11 eine erste Fluidkammer 5 a ausgebildet; eine zweite Fluidkammer 5 b zwischen Rotor 1 und hinterer Platte 16. In einem äußeren Bereich der vorderen Platte 11 befindet sich eine erste Öffnung 17 a, um die Verbindung zwischen der ersten Fluidkammer 5 a und dem ersten Reservoir 6 a herzustellen. In einem äußeren Bereich der hinteren Platte 16 befindet sich eine zweite Öffnung 17 b, um die Verbindung zwischen der zweiten Fluidkammer 5 b und dem zweiten Reservoir 6 b herzustellen. Die vordere Platte 11 ist mit einem zum Rotor 1 hin gerichteten Vorsprung 19 a versehen. In der Nähe der zweiten Öffnung 17 b, die der Ab­ strömseite des Rotors 1 zugeordnet ist, liegt der Vorsprung 19 b.

Ein temperaturempfindliches Element 7 ist mittels eines Stifts 8 mit einem Ventil 9 verbunden und steuert den Öff­ nungswinkel eines Durchlasses 14 a bzw. 14 b, die beide in der vorderen Platte 11 angebracht sind. Dadurch wird die Drehkraft-Übertragung vom Antriebselement, dem Gehäuse 3 (bzw. dem Gehäuse 3 und der Abdeckung 4) auf das Abtriebse­ lement, die Welle 2 geregelt.

Hat das Kühlwasser, daß im Motor zirkuliert eine geringe Temperatur, so wird durch das Ventil 9 der Durchlaß 14 b verschlossen und der Durchlaß 14 a teilweise freigegeben; dadurch wird die Menge des Fluids, die vom ersten Reservoir 6 a zur zweiten Fluidkammer 5 a fließt auf ein Minimum be­ grenzt. So wird das Fluid durch die erste Öffnung 17 a in das erste Reservoir 6 a zurückgeführt, bevor es in die zweite Fluidkammer 5 b strömen kann. Da unter diesen Bedin­ gungen die Drehkraft-Übertragung gering ist, dreht sich ein an der Abdeckung 4 befestigter Lüfter (nicht dargestellt) mit niedriger Geschwindigkeit.

Steigt die Temperatur des Kühlwassers, so öffnet das Ventil 9 die Durchlässe 14 a und 14 b. Daher fließt eine große Menge des Fluids in die Fluidkammern 5 a und 5 b. Entsprechend dem Zufluß des Fluids in die zweite Fluidkammer 5 b steigt die Übertragung der Drehkraft und damit die Drehzahl des Ab­ triebselements.

Durch die Zentrifugalkraft wird das viskose Fluid an der Innenseite vom Gehäuse 3 gesammelt; aufgrund des Drehzahl­ unterschiedes von Rotor 1 und Gehäuse 3 ergibt sich die Pumpwirkung der am Rotor vorhandenen Verzahnung; diese för­ dert das Fluid in das erste Reservoir 6 a zurück. Wie in Fi­ gur 2 gezeigt, sind die Zahnköpfe 1 b abgeflacht. Zwischen jedem Zahnkopf 1 b der Breite L und dem Gehäuse 3 baut sich eine Fluidsperre auf; sie verhindert den Abfluß des visko­ sen Fluids aus den Nuten 1 c in die zweite Fluidkammer 5 b. Somit ist die Pumpwirkung des Rotors 1 stabil bzw. konstant und die Drehkraft-Übertragung ändert sich nicht. Fig. 6 gibt den Zusammenhang zwischen einer Unregelmäßigkeit in der Drehkraft-Übertragung und der Breite L des Zahnkopfes 1 b wieder.

In einer Visko-Kupplung sind die am Umfang eines Rotors (1) angebrachten Zahnköpfe (1 b) abgeflacht gestaltet. Diese Ausführungsform verbessert die Fluidsperre zwischen Rotor (1) und Gehäuse (3), wodurch einerseits die Pumpwirkung der Verzahnung gesteigert wird und andererseits der Verlust­ strom des viskosen Fluids zwischen Rotor (1) und Gehäuse (3) verhindert wird.

Claims (3)

1. Visko-Kupplung gekennzeichnet durch eine Antriebswelle (2), einem an der Antriebswelle (2) be­ festigten Rotor (1), der am Umfang eine Anzahl am Zahnkopf abgeflachter Zähne (1 b) aufweist und ein den Rotor (1) um­ gebendes Gehäuse (3), in dem durch die Scherkräfte eines viskosen Fluids die Drehkraft vom Rotor (1) auf das Gehäuse (3) übertragen wird.

2. Eine Visko-Kupplung nach Anspruch 1 dadurch ge­ kennzeichnet, daß jeder Zahn (1 a) in Drehrichtung des Ro­ tors (1) gerichtet ist.

3. Eine Visko-Kupplung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen zwei nebeneinanderliegenden Zäh­ nen (1 a) eine V-förmige Nut (1 c) liegt.