DE4109978A1

DE4109978A1 - Temperaturfuehlende ventilatorkupplungseinrichtung des fluessigkeitstyps

Info

Publication number: DE4109978A1
Application number: DE4109978A
Authority: DE
Inventors: Kazunori Takikawa; Hiroshi Inoue; Yuichi Ono
Original assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Current assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Priority date: 1990-03-28
Filing date: 1991-03-27
Publication date: 1991-10-10
Anticipated expiration: 2011-03-28
Also published as: GB2243434A; US5101949A; JP2541888Y2; GB9106407D0; GB2243434B; DE4109978C2; JPH03123126U

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung im Aufbau einer temperaturfühlenden Ventilatorkupplungseinrichtung des Flüssigkeitstyps, in der die Außentemperatur konstant ermittelt wird, während ein Fahrzeug fährt, um eine gesteuerte Kühlluftmenge zu einem Automobilmotor durch einen Kühlventilator zu leiten.

Die Fig. 7 und 8 zeigen den wesentlichen Teil einer herkömmlichen Ventilatorkupplungseinrichtung dieses Typs. Wie dargestellt, ist eine Ölkammer 26 oberhalb einer Abtrennung 25 begrenzt. Die Abtrennung 25 weist eine Öffnung 25′ auf, durch die die Ölkammer 26 in Verbindung mit einer Drehmomentübertragungskammer 24 steht. Ein temperaturfühlendes Element ist an der Vorderseite eines geschlossenen Gehäuses angeordnet und wird in Abhängigkeit der Temperaturschwankung verformt. Ein Ventilelement 28 weist ein befestigtes Ende auf und wird durch das temperaturfühlende Element bewegt, um die Öffnung 25′ zu öffnen, wenn die Außentemperatur eine vorgegebene Temperatur übersteigt.

Mit solch einer herkömmlichen Einrichtung wird ein Verbindungselement (nicht dargestellt) mit dem Ventilelement 28 verbunden, so daß das Ventilelement 28 bewegbar ist, wenn das temperaturfühlende Element verformt wird. Auch ist das Ventilelement so breit gestaltet, daß es die Öffnung 25′ öffnet und verschließt. Infolge des wechselseitigen Eingriffs in eine Ebene, die sich in rechten Winkeln zu der Richtung erstreckt, in der das flache und breite Ventilelement 28 in Bezug auf die Öffnung 25′ verschoben wird, wird eine Zentrifugalkraft aufgebracht, um Öl unter Druck zu setzen, das von der Ölkammer 26 zur Drehmomentübertragungskammer 24 während des Öffnens und Schließens des Ventilelements 28 fließt. Der sich ergebende Gegendruck erzeugt ein Anziehen des Ventilelementes 28, um die Öffnung 25′ zu schließen. Dies ergibt eine Verminderung der Ölmenge in der Drehmomentübertragungskammer 34. Ein geringes Drehmoment wird dann übertragen, um die Drehzahl des Kühlventilators zu vermindern. Infolgedessen werden die Zentrifugalkraft und der sich daraus ergebende Gegendruck vermindert, um die Öffnung 25′ zu veranlassen, wieder geöffnet zu werden. Während die Öffnung 25′ sich infolge des gleichmäßigen Anziehens wiederholend öffnet und schließt, wird das Ventilelement 28 geringfügig in Vibration versetzt, um die Drehzahl des Kühlventilators mit einem kurzen Zyklus zu ändern. Dies ist das sogenannte "hunting" ("Einpendeln") und verschlechtert die Betriebsweise der Ventilatorkupplungseinrichtung.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte, temperaturfühlende Ventilatorkupplungseinrichtung des Flüssigkeitstyps zu schaffen, die geringfügige Vibrationen des Ventilelementes, wie zuvor ausgeführt, verhindert und genau und sicher eine gesteuerte Ölmenge in Umlauf setzt, um das "hunting" zu eliminieren.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine temperaturfühlende Ventilatorkupplungseinrichtung des Flüssigkeitstyps gelöst, die aufweist: ein geschlossenes Gehäuse, enthaltend ein Gehäuseteil, das drehbar auf einer Rotationswelle mittels einer Lagerung gelagert ist und einen Kühlventilator an seinem Außenumfang aufweist, und eine Abdeckung, wobei die Rotationswelle ein Vorderende aufweist, an dem eine Antriebsscheibe angeordnet ist; eine Abtrennung, die das Innere des geschlossenen Gehäuses in eine Ölkammer und eine Drehmomentübertragungskammer unterteilt, in der die Antriebsscheibe angeordnet ist und die eine Ölflußregulierbohrung aufweist; einen Abstreifer, der am Innenumfang des geschlossenen Gehäuses in einer gegenüberliegenden Beziehung zum Außenumfang der Antriebsscheibe angeordnet ist, wobei Öl zum Innenumfang des geschlossenen Gehäuses während des Rotierens des geschlossenen Gehäuses fließt; einen Umlaufdurchgang, der sich von der Drehmomentübertragungskammer zur Ölkammer durch den Abstreifer erstreckt; ein Ventilelement, das innerhalb der Ölkammer eingeordnet ist und ein betätigbares Ende aufweist, um die Durchflußregulierbohrung zu öffnen, wenn die Außentemperatur eine vorgegebene Temperatur übersteigt, und die Durchflußregulierbohrung zu schließen, wenn die Außentemperatur unter der vorgegebenen Temperatur liegt; ein temperaturfühlendes Element, das an der Vorderseite der Abdeckung angeordnet ist und sich in Abhängigkeit von der Temperaturschwankung verformt, um das Ventilelement zu verschieben; und einen Drehmomentübertragungsspalt, der in sich gegenüberliegenden Wänden der Antriebsscheibe und des geschlossenen Gehäuses ausgebildet ist, wobei eine wirksame Kontaktfläche des Öls vergrößert und vermindert wird, um die Übertragung eines Drehmoments von der Rotationswelle als eine Antriebsseite zum geschlossenen Gehäuse als eine angetriebene Seite zu steuern, wobei die Ventilatorkupplungseinrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß diese eine Magneteinrichtung aufweist, die das Ventilelement in einer Richtung vormagnetisiert, um die Durchflußregulierbohrung zu öffnen. Die Magneteinrichtung und die Abtrennung stoßen sich jeweils zu einer Position nahe der Durchflußregulierbohrung ab, um die Durchflußregulierbohrung zu öffnen. Alternativ dazu werden die Magneteinrichtung und die Abtrennung oder das Ventilelement zu einer Position nahe der Durchflußregulierbohrung angezogen, um die Durchflußregulierbohrung zu öffnen. Die Magneteinrichtung ist auch, zumindest nahe der Durchflußregulierbohrung oder auf einer Seite des Ventilelements in einer gegenüberliegenden Beziehung zur Durchflußregulierbohrung angeordnet und besteht aus Gummi (rubbernet) oder Kunststoff (resinet).

Die vorliegende Erfindung ist so gestaltet, daß die Magneteinrichtung am Ventilelement in gegenüberliegender Beziehung zur Durchflußregulierbohrung angeordnet ist, um das Ventilelement in einer Richtung vorzuspannen, um die Durchflußregulierbohrung zu öffnen und sich abzustoßen oder anzuziehen, um den Gegendruck, der infolge der Zentrifugalkraft, die durch das Ventilelement während das Ventilelement betätigt wird, um die Durchflußregulierbohrung zu öffnen und zu schließen, zu überwinden. Dies verhindert geringe Vibrationen des Ventilelementes und ermöglicht eine genaue und sichere Steuerung des Ölflusses. Die vorliegende Erfindung verhindert Änderungen der Drehzahl des Ventilators in einem relativ kurzen Zyklus, das sogenannte "hunting", und erzeugt dadurch eine verbesserte Leistung.

Zum besseren Verständnis wird die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen erläutert. Dabei zeigen die Zeichnungen in:

Fig. 1 eine teilweise geschnittene vertikale Teilansicht einer temperaturfühlenden Ventilatorkupplungseinrichtung des Flüssigkeitstyps gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform;

Fig. 2A und 2B teilweise geschnittene Seitenansichten und eine Draufsicht in einem vergrößerten Maßstab, die den prinzipiellen Teil der Einrichtung gemäß Fig. 1 nahe der Durchflußregulierbohrung zeigen;

Fig. 3 eine ähnliche Ansicht gemäß Fig. 2A, die jedoch eine andere erfindungsgemäße Ausführungsform zeigt;

Fig. 4 bis 6 Ansichten ähnlich der Fig. 2A, die unterschiedliche erfindungsgemäße Ausführungsformen zeigen;

Fig. 7 eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils einer herkömmlichen Einrichtung nahe der Durchflußregulierbohrung; und

Fig. 8 eine Draufsicht der Einrichtung gemäß Fig. 7.

In Bezug auf die Fig. 1 bis 6 bezeichnet Bezugszeichen 1 eine Antriebs- oder Rotationswelle. Eine Antriebsscheibe 7 ist am vorderen Ende der Rotationswelle 1 befestigt. Ein geschlossenes Gehäuse umfaßt ein Gehäuseteil 2 und eine Abdeckung 3 und ist drehbar auf der Rotationswelle 7 durch eine Lageranordnung befestigt. Eine Kühlventilatoreinheit (nicht dargestellt) ist am Außenumfang des Gehäuses angeordnet. Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Scheibe oder Abtrennung, die vorgesehen ist, das Innere des Gehäuses in eine Ölkammer 6 und eine Drehmomentübertragungskammer 4 zu unterteilen, in der die Antriebsscheibe 7 angeordnet ist. Die Abtrennung 5 weist eine Durchflußregulieröffnung 5′ auf, durch die Öl von der Ölkammer 6 zur Drehmomentübertragungskammer 4 fließt. Ein geringer Abstand ist zwischen der Antriebsscheibe 7 und der benachbarten Wand des Gehäuses definiert, um das Drehmoment zu übertragen. Bezugszeichen 8 bezeichnet ein Ventilelement, das betätigbar ist, um die Durchflußregulierbohrung 5′ zu öffnen und zu schließen. Das Ventilelement 8 ist innerhalb der Ölkammer 6 angeordnet und ist an einem Ende mit der Abtrennung 5 vernietet und das andere Ende ist nahe der Durchflußregulierbohrung 5′ angeordnet. Ein plattenähnliches Bimetall oder temperaturfühlendes Element 10 weist entgegengesetzte Enden auf, die durch eine Halterung 11 gehalten werden, welches in Rotation starr an der Vorderseite der Abdeckung 3 befestigt ist. Das temperaturfühlende Element 10 ist in Abhängigkeit von der Außentemperaturschwankung verformbar. Diese Verformung des temperaturfühlenden Elementes 10 wird dann durch ein Verbindungselement 9 zu einem Ventilelement 8 übertragen. Bezugszeichen 12 bezeichnet einen Abstreifer, der am inneren Umfang des Gehäuses in einer gegenüberliegenden Beziehung zum äußeren Umfang der Antriebsscheibe 7 angeordnet ist. Öl fließt vom inneren Umfang des Gehäuses infolge einer Zentrifugalkraft, die während des Drehens des geschlossenen Gehäuses erzeugt wird. Eine Einlaßöffnung ist benachbart zum Abstreifer in einer Umfangsrichtung ausgebildet und mit einem Umlaufdurchgang 13 verbunden. Öl wird von der Drehmomentübertragungskammer 4 durch die Einlaßöffnung und den Umlaufdurchgang 13 in die Ölkammer 6 gepumpt. Bezugszeichen 14 bezeichnet eine Magneteinrichtung, die vorgesehen ist, das Ventilelement in einer Richtung vorzuspannen, um die Durchflußregulierbohrung zu öffnen. Wie in den Fig. 2A und 2B gezeigt, ist ein Magnet 10′ um die Bohrung 5′ herum angeordnet und weist die gleiche Polarität wie die Magneteinrichtung des Ventilelementes 8 auf. Alternativ dazu besitzt die Abtrennung 5 eine Aussparung 5′′ nahe der Durchflußregulierbohrung 5′, um den Magneten 14′, wie in Fig. 3 gezeigt, aufzunehmen. Der Magnet 14′ weist eine mittelere Öffnung auf, deren Durchmesser im wesentlichen gleich dem der Durchflußregulierbohrung 5′ ist. Der Magnet 14′ ist an der Abtrennung 5 derart befestigt, um im wesentlichen mit dieser zu fluchten. In einer weiteren Alternative kann die Abtrennung aus einem magnetischen Material bestehen und die gleiche Polarität aufweisen, wie die Magneteinrichtung des Ventilelementes 8, wie in Fig. 4 gezeigt. Wie in Fig. 5 gezeigt, weist das Ventilelement 8 auch einen Halterungsstift 15 auf, der sich durch die Bohrung 5, erstreckt. Der Magnet 14 ist am freien Ende des Halterungsstiftes 15 angebracht und innerhalb der Drehmomentübertragungskammer 4 angeordnet. Die Abtrennung 5 besteht aus einem magnetischen Material. Die Abtrennung 5 und der Magnet 14′′ weisen entgegengesetzte Polaritäten auf, so daß der Magnet 14′′ zur Abtrennung 5 angezogen werden kann. Die Abtrennung 5 kann alternativ aus einem Stahlblech bestehen. Wie in Fig. 6 gezeigt, kann der Magnet durch die Abtrennung 5 mittels eines einzelnen Bauelementes 16 gehalten werden und weist eine Polarität auf, so daß das Ventilelement 8 zum Magneten angezogen wird. In den Ausführungen gemäß den Fig. 2 bis 4 ist die Magneteinrichtung 14 nahe der Bohrung 5′ angebracht und an zumindest einer Seite des Ventilelementes in einer gegenüberliegenden Beziehung zur Bohrung 5′ angeordnet. In diesen Ausführungen kann die Magneteinrichtung aus Gummi oder Kunststoff bestehen, um die Abdichtwirkung zu verbessern, wenn das Ventil geschlossen ist. Das Bezugszeichen 17 bezeichnet eine Kühlrippe, die an der Außenseite der Abdeckung 3 angeordnet ist.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungen begrenzt und kann bei einer temperaturfühlenden Ventilatorkupplungseinrichtung des Flüssigkeitstyps angewendet werden, in der der Außenumfang der Antriebsscheibe 7 und der Innenumfang des geschlossenen Gehäuses radial miteinander und ineinander greifen, um eine Labyrintheinrichtung zu erzeugen.

In der bisher beschriebenen temperaturfühlenden Ventilatorkupplungseinrichtung des Flüssigkeitstyps ist die Magneteinrichtung 14 betätigbar, um das Ventilelement 8 in einer Richtung vorzuspannen, um die Durchflußregulierbohrung 5′ zu öffnen. Während das Ventilelement 8 betätigt wird, um die Durchflußregulierbohrung 5′ zu öffnen und zu schließen, wird das temperaturfühlende Element 10 verformt, um das Verbindungselement 9 zu veranlassen, das Ventilelement 8 zu drücken, um die Durchflußregulierbohrung 5′ zu schließen, und das Ventilelement 8 stößt sich selbst ab, um die Durchflußregulierbohrung 5′ zu öffnen. In dieser Verbindung stößt sich die Magneteinrichtung 14 ab oder zieht an, um den Gegendruck zu überwinden, der erzeugt werden kann, wenn eine Zentrifugalkraft auf das Ventilelement 8 aufgebracht wird, um Öl unter Druck zu setzen und abzuschwächen oder geringe Vibration des Ventilelements 8 zu verhindern, die auftreten kann, wenn das Ventilelement 8 wiederholt angesaugt wird, um zu schließen und sich wegzubewegen, um die Durchflußregulierbohrung 5 zu öffnen. Dadurch wird erfindungsgemäß eine verbesserte temperaturfühlende Ventilatorkupplungseinrichtung des Flüssigkeitstyps erreicht, die genau und sicher den Ölfluß steuert und Änderungen der Drehzahl des Ventilators, das sogenannte "hunting", verhindert.

Claims

1. Temperaturfühlende Ventilatorkupplungseinrichtung des Flüssigkeitstyps aufweisend:

- ein geschlossenes Gehäuse, enthaltend ein Gehäuseteil (2), das drehbar auf einer Rotationswelle (1) mittels einer Lagerung gelagert ist und einen Kühlventilator an seinem Außenumfang aufweist, und eine Abdeckung (3), wobei die Rotationswelle (1) ein Vorderende aufweist, an dem eine Antriebsscheibe (7) angeordnet ist;
- eine Abtrennung (5), die das Innere des geschlossenen Gehäuses in eine Ölkammer (6) und eine Drehmomentübertragungskammer (4) unterteilt, in der die Antriebsscheibe (7) angeordnet ist und die eine Ölflußregulierbohrung (5′) aufweist;
- einen Abstreifer (12), der am Innenumfang des geschlossenen Gehäuses in einer gegenüberliegenden Beziehung zum Außenumfang der Antriebsscheibe (7) angeordnet ist, wobei Öl zum Innenumfang des geschlossenen Gehäuses während des Rotierens des geschlossenen Gehäuses fließt;
- einen Umlaufdurchgang (13), der sich von der Drehmomentübertragungskammer (4) zur Ölkammer (6) durch den Abstreifer (12) erstreckt;
- ein Ventilelement (8), das innerhalb der Ölkammer (6) angeordnet ist und ein betätigbares Ende aufweist, um die Durchflußregulierbohrung (5′) zu öffnen, wenn die Außentemperatur eine vorgegebene Temperatur übersteigt, und die Durchflußregulierbohrung (5′) zu schließen, wenn die Außentemperatur unter der vorgegebenen Temperatur liegt;
- ein temperaturfühlendes Element (10), das an der Vorderseite der Abdeckung (3) angeordnet ist und sich in Abhängigkeit von der Temperaturschwankung verformt, um das Ventilelement (8) zu verschieben;
- und einen Drehmomentübertragungsspalt, der in sich gegenüberliegenden Wänden der Antriebsscheibe (7) und des geschlossenen Gehäuses (2, 3) ausgebildet ist, wobei eine wirksame Kontaktfläche des Öls vergrößert oder vermindert wird, um die Übertragung eines Drehmoments von der Rotationswelle (1) als eine Antriebsseite zum geschlossenen Gehäuse (2, 3) als angetriebene Seite zu steuern, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilatorkupplungseinrichtung eine Magneteinrichtung (14) aufweist, die das Ventilelement (8) in einer Richtung vormagnetisiert, um die Durchflußregulierbohrung (5′) zu öffnen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magneteinrichtung (14) und die Abtrennung (5) sich jeweils zu einer Position nahe der Durchflußregulierbohrung (5′) abstoßen, um die Durchflußregulierbohrung (5′) zu öffnen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magneteinrichtung (14) und die Abtrennung (3) zueinander zu einer Position nahe der Durchflußregulierbohrung (5′) angezogen werden, um die Durchflußregulierbohrung (5′) zu öffnen.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magneteinrichtung (14) und das Ventilelement (8) zu einer Position nahe der Durchflußregulierbohrung (5′) angezogen werden, um die Durchflußregulierbohrung (5′) zu öffnen.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Magneteinrichtung (14) zumindest nahe der Durchflußregulierbohrung (5′) oder auf einer Seite des Ventilelements (8) in einer gegenüberliegenden Beziehung zur Durchflußregulierbohrung (5′) angeordnet ist und aus Gummi oder Kunststoff besteht.