DE4110122A1 - Betriebsverfahren fuer eine viskosfluid-kupplung und dabei einsetzbares innen eingebautes luftstrom-rueckschlagventil - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Viskosfluid-Kupplungs­ gerät, und insbesondere befaßt sich die vorliegende Erfin­ dung mit einem innen eingebauten Luftstrom-Rückschlagventil und einem zugehörigen Verfahren für eine Viskosfluid-Kupp­ lung.

Eine thermostatisch gesteuerte Viskosfluid-Kupplungsanord­ nung zum Antreiben und Drehen eines Fahrzeug-Kühlgebläses ist bekannt. Ein Mehrflügelgebläse ist entfernbar an einem Gehäuse der Kupplungsanordnung befestigt. Das Gebläse und die Kupplungsanordnung sitzen zwischen einer Zubehör-Riemen­ scheibe einer Kraftfahrzeugmaschine (typischerweise einer Wasserpumpen-Riemenscheibe) und einem Kühler. Die Kupplungs­ anordnung treibt das Gebläse mit hoher Drehzahl an, wenn Küh­ lung erforderlich ist, und läßt das Gebläserad mit niedriger Drehzahl mitlaufen, wenn keine Kühlung erforderlich ist. Die thermostatische Steuerung des Gebläses durch die Kupplungsan­ ordnung begrenzt die Zeit, in der das Gebläse mit hoher Dreh­ zahl läuft und verringert damit die Belastung für die Maschi­ ne, so daß sich ein verringerter Leistungsbedarf und ein ver­ besserter Treibstoffverbrauch des Fahrzeugs ergibt. Weiter wird das unerwünschte Luftströmungsgeräusch begrenzt, das bei Gebläsedrehung mit hoher Drehzahl auftritt.

Allgemein ist eine Kupplungsplatte mit Stegen und Nuten in­ nerhalb der Kupplungsanordnung aufgenommen und an das Gehäu­ se angepaßt, das komplementäre Stege und Nuten besitzt. Eine Pumpplatte unterteilt die Anordnung in zwei im Inneren ent­ haltene Kammern, eine Arbeitskammer und eine Behälterkammer. Tore, d. h. gesteuerte Öffnungen, in der Pumpplatte erlauben ein selektives Strömen eines viskosen Fluids von dem Behäl­ ter zur Arbeitskammer und in eine Scherzone zwischen den Stegen und Nuten des Gehäuses und der Kupplungsplatte. Fluid­ scherung in den Stegen und Nuten überträgt anliegendes Dreh­ moment von der Kupplungsplatte zum Antrieb des Gehäuses und des daran befestigten Gebläses.

Wenn kein Kühlungsbedarf vorliegt, sind die Öffnungen in der Pumpplatte geschlossen, und das Fluid in der Scherzone wird in eine Pumpkammer gepumpt. Auslaßmündungen in der Pumpplat­ te lassen einen Durchtritt von Fluid von der Pumpkammer in den Behälter zu. Dadurch, daß der größte Teil des Fluids von der Scherzone abgezogen wird, wird die Scherung zwischen der Kupplungsplatte und dem Gehäuse wesentlich reduziert, wo­ durch ebenfalls die Drehung des Gebläserades verringert wird.

Wenn die Maschine stillteht, wird Fluid in dem Behälter sich bis zu einem Gleichgewichtspegel in einer üblichen Kupplungs­ anordnung absetzen. Fluiddruck kann Fluid von dem Behälter durch die Pumpplatten-Auslaßmündungen in die Pumpkammer und in die Scherzone wandern lassen. Wenn die Maschine dann das nächste Mal gestartet wird, ist Fluid in die Scherzone einge­ wandert und erzeugt einen lästigen und unnötigen Betrieb des Gebläses mit hoher Drehzahl. Dieser Betrieb mit hoher Dreh­ zahl erzeugt unerwünschtes Luftstromgeräusch der Gebläseflü­ gel. Auch erhöht und verlängert das unnötige Rotieren des Ge­ bläses bei kalter Maschine die Aufwärmzeit.

Es wird nach Lösungen gesucht, um diese Probleme zu vermei­ den. Es ist dabei erwünscht, daß eine Viskosfluid-Kupplungs­ anordnung einen thermostatischen Betrieb des Gebläses schafft, wenn Kühlung erforderlich ist. Weiter ist es er­ wünscht, daß eine Kupplungsanordnung ein Wandern des Fluids von einem Behälter in die Scherzone verhindert, wenn die Ma­ schine nicht in Betrieb ist, wodurch Betrieb mit hoher Dreh­ zahl beim Anlassen mit dem dabei unvermeidlichen Luftströ­ mungsgeräusch verhindert werden kann.

Durch die vorliegende Erfindung wird ein Viskosfluidantriebs­ gerät geschaffen, das besonders für eine gekühlte Gebläse- Kupplungsanordnung eines Fahrzeugs geeignet ist. Die vorlie­ gende Kupplungsanordnung benutzt ein Luftstrom-Rückschlagven­ til, um einen Unterdruck in der Kupplungsanordnung zu erzeu­ gen und bei stehender Maschine ein wesentliches Wandern von Fluid von einem Behälter durch eine Pumpplatten-Auslaßmün­ dung in eine Pumpkammer zu vermeiden. Das Fluid wird dadurch gehindert, seine Gleichgewichtslage einzunehmen, und es wird auf diese Weise eine Ansammlung von erheblichen Mengen von Fluid in der Scherzone vermieden. Die vorliegende Vorrich­ tung und das Verfahren sind besonders wirksam während Stand­ zeiten der Kupplungsanordnung bis zu 24 h.

Bei einer bevorzugten Ausführung bezieht sich die vorliegen­ de Erfindung auf eine Viskosfluid-Gebläse-Kupplungsanordnung für ein Fahrzeug und ein zugehöriges Verfahren. Die Kupp­ lungsanordnung enthält eine innen angebrachte Pumpplatte, welche eine Arbeitskammer von einem Behälter trennt. Minde­ stens ein Fluidtor oder Ventil ist in der Pumpplatte vorgese­ hen, um ein Fluidstrom von dem Behälter zur Arbeitskammer zu­ zulassen. Nur eine Auslaßöffnung ist in der Pumpplatte vorge­ sehen, die ein Rückkehren von Fluid von der Arbeitskammer in den Behälter gestattet. Entlüftungsventile sind innerhalb der Auslaßöffnung vorgesehen, um Luft zwischen dem Behälter und der Arbeitskammer durchströmen zu lassen. Ein Rückschlag­ ventil ist bei dem Entlüftungsmittel angebracht, um eine wahlweise Steuerung von Luft durch die Entlüftungsventile zu schaffen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert; in der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine teilweise aufgeschnittene Darstellung einer Vis­ kosfluid-Kupplungsanordnung mit angebrachtem Geblä­ seflügelrad, die eine erfindungsgemäße Pumpplatte enthält, wobei zur leichteren Darstellung das sonst darin enthaltene Viskosfluid entfernt wurde,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Teils der Kupp­ lungsanordnung aus Fig. 1, bei der die Pumpplatte ge­ dreht wurde, um Fluidströmung von der Pumpkammer durch eine Auslaßmündung zu dem Behälter darzustel­ len,

Fig. 3 eine verkleinerte Rückansicht der vorhandenen Pump­ platte, die aus der Kupplungsanordnung aus Fig. 1 entnommen wurde zur klareren Darstellung, mit Aufzei­ gung eines einzelnen Auslaßmündstücks und zugeordne­ ten Wischers, von zwei diagonal einander gegenüber liegenden Fluidtoren und einer ersten Ausführung eines Luftstrom-Rückschlagventils,

Fig. 4 eine Teildarstellung der Kupplungsanordnung aus Fig. 1 in Ruhelage, mit Darstellung der Unterbrechung des Luftstroms durch das Luftstrom-Rückschlagventil und der Verhinderung eines Fluidgleichgewichts in dem Behälter und der Arbeitskammer,

Fig. 5 eine Darstellung ähnlich Fig. 4 mit Darstellung der Kupplungsanordnung während des Betriebs nach dem Schließen der Fluidtore und dem Auspumpen von Fluid aus der Pumpkammer zu dem Behälter, wie auch dem Durchlaß von Luft durch das Luftstrom-Rückschlagven­ til,

Fig. 6 eine vergrößerte Teilschnittdarstellung einer zwei­ ten Ausführung des Luftstrom-Rückschlagventils mit einer drehbaren Ventilplatte, die antriebsmäßig mit einer Steuerwelle verbunden ist zum Bedecken und Ab­ dichten von Luftstrom-Ventilen in der teilweise dar­ gestellten Pumpplatte, und

Fig. 7 eine Teilschnittdarstellung der Ventilplatte und der Steuerwelle nach Linie 7-7 der Fig. 6.

Eine Viskosfluid-Kupplungsanordnung 10 ist in Fig. 1 ge­ zeigt. Die Kupplungsanordnung 10 enthält eine drehend ange­ triebene Eingangswelle 12. Die Eingangswelle 12, die nach Fig. 1 mehrfach gestuft ausgeführt sein kann, endet vorzugs­ weise an ihrem innersten ersten Ende mit einem Flansch 14. Der Flansch 14 kann an einer üblichen maschinengetriebenen Wasserpumpen-Riemenscheibe (nicht dargestellt) befestigt werden zum Antrieb der Kupplungsanordnung 10, wie später be­ schrieben.

Eine Kupplungsplatte 16 enthält einen zentralen Nabenab­ schnitt 18 und einen Ringscheibenabschnitt 20. Der zentrale Nabenabschnitt 18 nimmt einen gerändelten Anteil 22 der Ein­ gangswelle 12 auf, um die Kupplungsplatte 16 an der Eingangs­ welle 12 zu befestigen. Bei diesem Aufbau wird der Drehan­ trieb der Eingangswelle 12 auf die Kupplungsplatte 16 über­ tragen. Ein zweites Ende der Eingangswelle 12 kann wie bei 24 dargestellt bearbeitet werden, um die Kupplungsplatte 16 an der Eingangswelle 12 zurückzuhalten. Es können aber auch andere Bearbeitungsmöglichkeiten, wie z. B. Längsverzahnung, benutzt werden, um die Kupplungsplatte 16 mit der Eingangs­ welle 12 zum Antrieb zu verbinden.

Ein Gehäuse 26 ist ein schüsselförmiges Teil mit einer zen­ tralen Nabe 28, die über ein Lager 30 drehbar an der Ein­ gangswelle 12 angebracht ist. Sich radial erstreckende Klötze 32 sind an einer Außenfläche des Gehäuses 26 ausgebil­ det. Ein Mehrflügelgebläse 34, das in Fig. 1 teilweise ge­ zeigt ist, ist durch Gewindebefestiger 36 an den Klötzen 32 angebracht. An der Außenfläche des Gehäuses 26 ist eine Viel­ zahl von Rippen 38 vorgesehen, um von einem viskosen Fluid (in Fig. 1 nicht gezeigt) in der Anordnung 10 übertragene Wärme zu verteilen.

An einer Frontfläche des Gehäuses 26 ist ein Deckel 40 ange­ bracht und bildet zusammen mit diesem einen Behälter 42 für das viskose Fluid, wie später beschrieben. Der Deckel 40 ist ebenfalls schüsselförmig mit einer ringförmigen Außenkante 44, die durch eine überbördeln einer ringförmigen Haltelippe 46 an dem Gehäuse 26 befestigt ist. Eine Ringdichtung 48, z. B. ein an Ort und Stelle ausgebildeter Dichtkörper, ist zwischen die Kante 44 und eine Vorderfläche des Gehäuses 26 eingesetzt, um ein Auslecken aus dem Inneren der Anordnung 109 zu verhindern. Eine Vielzahl von Rippen 49 ist an einer Außenfläche des Deckels 40 vorgesehen, um von dem Fluid über­ tragene Wärme abzuführen.

Eine scheibenartige Pumpplatte 50 ist im Inneren der Anord­ nung 10 eingesetzt. Die Pumpplatte 50 ist an eine Schulter 52 des Gehäuses 26 angesetzt und antriebsmäßig über den Deckel 40 mit dem Gehäuse 26 verbunden. Die Pumpplatte 50 un­ terteilt das Innere der Anordnung 10 in eine Arbeitskammer 54 und den Fluid-Vorratsbehälter 42. In der Darstellung nach Fig. 1 ist die Arbeitskammer 54 das Innenvolumen auf der linken Seite der Pumpplatte 50, während der Behälter 42 das Innenvolumen an der rechten Seite der Pumpplatte 50 ist. Bei dem beschriebenen Beispiel ist eine erste hintere Fläche 56 der Pumpplatte 50 in Verbindung mit der Arbeitskammer 54 und eine zweite vordere Fläche 58 der Pumpplatte 50 in Verbin­ dung mit dem Behälter 42. Die Pumpplatte 50 enthält eine zen­ trale Vertiefung 60, die in den Nabenabschnitt 18 der Kupp­ lungsplatte 16 eingepaßt ist.

Zwei diametral einander gegenüber liegende Durchlaßtore 62 sind in einem Abschnitt der Pumpplatte 50 außerhalb der Ver­ tiefung 60 vorgesehen. Hydraulikdruck läßt Fluid von dem Behälter 42 durch die Tore 62 in die Arbeitskammer 54 strö­ men.

Ein drehbarer Steuerarm 64 beeinflußt durch Schließen bzw. Öffnen der Tore 62 den Fluidstrom in die Arbeitskammer 54. Der Steuerarm 64 ist antriebsmäßig mit einer Welle 66 verbun­ den, die drehbar in einer in dem Deckel 40 ausgebildeten Rohrnabe 68 sitzt. Eine O-Ring-Dichtung 70 ist in einer Ring­ nut in der Welle 66 angebracht und stellt eine Umfangsberüh­ rung mit der Innenwand der Nabe 68 her, um ein Auslecken von Fluid aus der Anordnung 10 nach außen zu verhindern. Eine Feder 72 ist antriebsmäßig mit der Welle 66 verbunden, um eine Kontaktdichtung durch den Steuerarm 64 an den Toren 62 aufrechtzuerhalten. Eine derartige Feder ist in US-A- 49 60 191 beschrieben, auf die hier ausdrücklich hingewiesen wird.

Eine Bimetall-Wicklung 74 ist an einem ersten Ende 76 in einem Schlitz 78 am vorderen Ende der Welle 66 angebracht. Ein zweites Ende 80 der Bimetall-Wicklung 74 ist in einer Fahne 82 an der Außenseite des Deckels 40 angebracht. Vor­ zugsweise ist die Bimetall-Wicklung 74 in einen die Nabe 68 umgebenden Hohlraum 84 eingesetzt. Ein Anstieg der Lufttempe­ ratur läßt die Bimetall-Wicklung 74 dehnen, wodurch die Welle 66 gedreht wird und der Steuerarm 64 die Tore 62 in der Pumpplatte 50 freigibt. Wenn die Lufttemperatur auf einen vorbestimmten Wert abgefallen ist, zieht sich die Bime­ tall-Wicklung 74 zusammen und läßt die Welle 6 und den Steu­ erarm 64 in ihre jeweiligen Ausgangslagen zurückdrehen, wo­ durch die Tore 82 in der Pumpplatte 50 bedeckt und die Fluidströmung gesperrt wird.

Eine Fluidscherzone 86 (Fig. 2) ist durch den Raum zwischen den ineinander gesetzten konzentrischen Ringrippenstegen 88 und -Nuten ausgebildet, die an einer hinteren Innenfläche des Scheibenabschnitts 20 der Kupplungsplatte 16 geformt sind, und entsprechenden konzentrischen Ringrippenstegen 90 und -Nuten, die an einer Innenfläche des Gehäuses 26 geformt sind. In der Scherzone 86 geschertes Fluid überträgt einge­ hendes Drehmoment von der drehend angetriebenen Kupplungs­ platte 16, um einen Hydraulikantrieb des Gehäuses 26 und der daran angebrachten Gebläseflügel 34 zu schaffen.

Fluidstrom durch die Scherzone 86 ist in Fig. 2 mit Rich­ tungspfeilen angezeigt. Wenn der Steuerarm 84 so gedreht ist, daß die Tore 62 freigegeben werden, strömt Fluid von dem Behälter 42 in die Arbeitskammer 54. Zentrifugalkräfte der sich drehenden Kupplungsanordnung 10 lenken das Fluid zu einer durch den Richtungspfeil 92 gezeigten Radialströmung zwischen der Pumpplatte 50 und der Kupplungsplatte 16 um. Ein vorzugsweise aus TEFLON oder einem entsprechenden Mate­ rial gebildeter Sperring 94 ist in einer Ringnut 96 in einer Frontfläche der Kupplungsplatte 16 vorgesehen. Die Radial­ strömung 92 trifft auf den Sperring 94 und wird in axialer Richtung umgelenkt, wie es durch Richtungspfeile 98 bezeich­ net ist, um durch eine Vielzahl von Durchlässen 100 in den Rippenstegen 98 und den Nuten der Kupplungsplatte 16 zu strö­ men. Zentrifugalkräfte verteilen das Fluid radial durch die Scherzone 86 nach außen. Fluidreibung in der Scherzone 86 überträgt die Drehung der Kupplungsplatte 16 auf das Gehäuse 26. Wenn sich das Gehäuse 26 dreht, wird das daran angebrach­ te Gebläserad 34 gedreht und zieht Kühlluft durch einen (nicht dargestellten) Kühler und kühlt damit in bekannter Weise eine Brennkraftmaschine.

Fluid tritt aus der Scherzone 86, wie durch einen Richtungs­ pfeil 102 gezeigt, in eine ringförmige Pumpkammer 104 aus, die durch die Kupplungsplatte 16, die Pumpplatte 15 und den Sperring 94 gebildet und begrenzt wird. Fluid wird durch eine einzige Auslaßmündung 106 aus der Pumpkammer 104 zurück in den Behälter 42 gepumpt, wie durch den Richtungspfeil 108 gezeigt.

Wie am besten in Fig. 3 dargestellt, ist die Auslaßmündung 106 radial außerhalb von den Toren 62 vorgesehen. Um die Pumpwirksamkeit zu verbessern, kann ein wohlbekannter Wi­ scher 110 an der Rückfläche 56 der Pumpplatte 50 benachbart zum Auslaßmundstück 106 angeordnet werden. Der Wischer 110 kann eine löffelartige Fläche 112 enthalten und ist zustrom­ seitig zur Auslaßöffnung 106 angebracht. Wie in Fig. 3 zu sehen, drängt eine Drehung der Pumpplatte 50 im Gegenuhrzei­ gersinn Fluid in die Löffelfläche 112 und erhöht dadurch den Fluiddruck in der Pumpkammer 104 und die Fluidstromrate 108 durch das Auslaßmundstück 106. Bei anderen Ausführungen kann der Wischer 110 durch irgendwelche Mittel ausgebildet werden, z. B. als ein vorstehendes Element, das in die Pump­ platte 50 gestanzt oder gepreßt ist.

Ein Luftströmungs-Rückschlagventil 114 ist an einer Zentral­ öffnung 116 in der Pumpplatte 15 angebracht. Das Luftströ­ mungs-Rückschlagventil 114 ist vorzugsweise ein Schirmven­ til, das aus einem flexiblen Material gebildet ist, welches Luftstrom abdichten kann, z. B. Gummi, und enthält eine flexi­ ble Kappe 118 und eine elastische Verdickung 120. Die Verdic­ kung 120 wird durch die Zentralöffnung 116 gedrückt, um das Luftströmungs-Rückschlagventil 114 an der Pumpplatte entfern­ bar zu befestigen. Die Kappe 118 liegt an der Pumpplatten- Rückfläche 56 an und bedeckt zwei Luftströmungskanäle 122, die in der Pumpplatte 50 benachbart der Zentralöffnung 116 vorgesehen sind. Die Strömungskanäle 122 erlauben das Durch­ treten von in der Kupplungsanordnung 10 enthaltener Luft von dem Behälter 42 zur Arbeitskammer 54, wie später beschrie­ ben. Zwar sind die Strömungskanäle 122 in der Zeichnung als gekrümmte Öffnungen dargestellt, doch können auch andere Formen erfindungsgemäß Verwendung finden.

Fig. 4 ist eine Teilansicht der vorliegenden Kupplungsanord­ nung 10 nach dem Aufhören der Drehung im betriebsfreien Zu­ stand. In nahezu allen Fällen hat die Kupplungsanordnung 10 die erwünschte Kühlung erzielt, wenn die Maschine abgeschal­ tet wird. Zu diesem Zeitpunkt hat sich die Bimetall-Wicklung 74 aufgewickelt und dadurch die Welle 66 und den Steuerarm 64 drehen und die Tore 62 an der Pumpplatte 50 bedecken lassen. Fluid wird daran gehindert, in die Arbeitskammer 54 einzutreten, und wird aus der Scherzone und der Pumpkammer 104 durch die Auslaßöffnung 106 zurück in den Behälter 42 ge­ pumpt. Das gesamte viskose Fluid 124 in der Kupplungsanord­ nung 10 befindet sich bis auf einen geringen Anteil im Behäl­ ter 42. Die Schwerkraft und der Fluiddruck in der Kupplungs­ anordnung 10 wirken auf das Fluid 124 ein und lassen es ein Gleichgewicht suchen. Beispielsweise ist der Fulidpegel A im Behälter 42 wesentlich höher als der Fluidpegel B in der Scherzone 86. Bei üblichen Kupplungsanordnungen sucht das Fluid 124 ein Gleichgewicht so, daß die Fluidpegel A und B im wesentlichen in der gleichen Ebene liegen.

Bei vielen Gelegenheiten kommt die Auslaßöffnung 106 an einer Stelle über der Linie A zur Ruhe. Wenn das der Fall ist, kann Fluid nicht von dem Behälter 42 in die Arbeitskam­ mer 104 zurückwandern. Wenn jedoch die Auslaßöffnung 106 unter der Linie A zur Ruhe kommt, neigt das Fluid 124 zum Wandern und läuft durch die Auslaßöffnung 106 von dem Behäl­ ter 42 in die Pumpkammer 104. Wenn das Fluid 124 in die Pump­ kammer 104 und so in die Arbeitskammer 54 einzutreten be­ ginnt, muß die Luft, die das verbleibende Volumen der Ar­ beitskammer 54 bis dahin anfüllt, weichen. Bei üblichen Vis­ kosfluid-Kupplungen strömt die Luft von der Arbeitskammer 54 durch die Zentralöffnung 116 in der Pumpplatte 50 zu dem Be­ hälter 42. Nach der vorliegenden Erfindung sind jedoch die Luftwege 122 durch das Rückschlagventil 114 verdeckt und ab­ gedichtet. Die unterbrochenen Richtungspfeile 126 stellen die Blockierung des Luftstroms in der Arbeitskammer 54 durch das Rückschlagventil 114 dar. Damit wird in dem Behälter 42 ein Unterdruck geschaffen, so daß Fluid 124 nicht mehr ein vollständiges Gleichgewicht erzielen kann, wie es sonst ohne das Rückschlagventil 114 zu erreichen wäre. Der Unterdruck verbessert die Abdichtung der Luftwege 122 und verhindert, daß ein wesentlicher Anteil des Fulids 124 in die Scherzone 86 einwandert, so daß eine unerwünschte Beaufschlagung der Kupplungsanordnung 10 beim nächsten Anlassen der Maschine vermieden wird.

Fig. 5 ist eine Darstellung ähnlich Fig. 4 und zeigt die Fluidpegel im Behälter 42 und der Arbeitskammer 54 kurz nach dem Anlaufen der Kupplungsanordnung 10. An diesem Punkt ist der größte Teil der kleinen Menge des Fluids 124, das in die Pumpkammer 104 zurückgesickert ist, durch die Auslaßöffnung 106 nach außen gepumpt. Der in der Pumpkammer 104 verbleiben­ de Anteil des Fluids 124 erzeugt nicht genug Scherung, um die Kupplungsplatte 16 rotieren zu lassen. Damit wird das Kühlgebläse 34 nicht in Drehung mit hoher Drehzahl versetzt.

Immer wenn Fluid 124 von der Pumpkammer 104 in den Behälter 42 wandert, wird in dem Behälter 42 befindliche Luft durch die Luftwege 122 in die Arbeitskammer 54 verschoben. Wie durch die gebrochenen Richtungspfeile 128 dargestellt, hebt die flexible Kappe 118 des Rückschlagventils 114 von den Luftwegen 122 ab, wenn die Luft 128 durch die Luftwege 122 hindurchtritt. Wenn der Luftdruck im Behälter 42 herabge­ setzt wird, kehrt die Kappe 118 in ihre Ausgangslage zurück und bedeckt die Luftwege 122. Mit Luft vermischtes Fluid in der Arbeitskammer 54 läßt Luft von der Arbeitskammer 54 zum Behälter 42 durchtreten.

Fig. 6 und 7 stellen eine zweite Ausführung einer Luftströ­ mungs-Rückschlagventilanordnung 130 dar. Eine flexible Ven­ tilplatte 132 ist antriebsmäßig mit der Welle 6 durch einen Fortsatz 134 verbunden, der durch die Zentralöffnung 116 hin­ durchtritt und in die Arbeitskammer 54 hinein vorsteht. Der Fortsatz 134 kann integral mit der Welle 66 ausgebildet oder antriebsmäßig mit ihr verbunden sein. In Fig. 6 und 7 ist eine Zentralöffnung 136 in der Ventilplatte 132 mit dem Quer­ schnitt des Fortsatzes 134 verkeilt. Eine dem inneren Ende des Fortsatzes 134 benachbarte Nut 138 wirkt als ein Sitz für eine Halte-Federscheibe 140, welche die Ventilplatte 132 gegen die Rückfläche 56 der Pumpplatte 50 andrückt, um die Luftwege 122 zu abzudecken. Eine Schulterscheibe 142 und eine Federscheibe 144 werden verwendet, um den Steuerarm 64 und die Feder 72 an der Welle 66 zu halten.

Auf diese Weise werden der Fortsatz 134 und die Ventilplatte 132 gedreht, wenn die Welle 6 und der Steuerarm 64 durch die Bimetall-Wicklung 74 gedreht werden. Wenn die Kupplungsanord­ nung 10 kühlen soll, dreht die Bimetall-Wicklung 74 den Steu­ erarm 64, um dadurch die Tore 62 zu öffnen und die Ventil­ platte 132 zum Öffnen der Luftwege 122 zu verdrehen. Fluid tritt von dem Behälter 42 zum Eingriff mit der Kupplungsplat­ te 16 in die Arbeitskammer 54. Gleichzeitig kann aus der Ar­ beitskammer 54 verdrängte Luft frei durch die offenen Luftwe­ ge 122 hindurchlaufen. Wenn sich die Bimetall-Wicklung 74 entwickelt, wird der Steuerarm 64 in der entgegengesetzten Richtung zurückgedreht und gleichzeitig die Ventilplatte 132 zurückgedreht, um die Luftwege 122 zu dchließen. Zu dieser Zeit wird Fluid in der Scherzone 86 und der Pumpkammer 104 in den Behälter 42 gepumpt.

Wenn eine Maschine abgeschaltet wird, neigt Fluid dazu, durch die Auslaßmündung 106 von dem Behälter 42 zurück in die Pumpkammer 104 zu wandern, jedoch wird in gleichartiger Weise, wie sie für das Luftstrom-Rückschlagventil 114 nach Fig. 1 bis 5 beschrieben wurde, Luft in der Arbeitskammer daran gehindert durch die Luftwege 122 hindurchzutreten, die durch die Ventilplatte 132 gesperrt sind. Damit wird ein Un­ terdruck im Behälter 42 erzeugt, der das Fluid an der Einnah­ me einer Gleichgewichtslage in dem Behälter 42 und der Ar­ beitskammer 104 hindert. Damit kann keine wesentliche Fluid­ menge in die Scherzone 86 zurückströmen, um eine unerwünsch­ te Drehung der Kupplungsanordnung 10 mit hoher Drehzahl nach Anlassen der Maschine zu verursachen.

Die vorliegende Erfindung ergibt eine wirtschaftliche Vor­ richtung und ein Verfahren, um Fluid daran zu hindern, eine Gleichgewichtslage in dem Behälter 46 und der Arbeitskammer 104 einer Viskosfluid-Kupplungsanordnung 10 einzunehmen, wenn die Anordnung sich in Ruhelage befindet. Der Vorteil einer solchen Maßnahme liegt in der Beseitigung eines uner­ wünschten Betriebs der Kupplungsanordnung mit hoher Drehzahl und des zugehörigen Gebläsegeräusches, wenn die Maschine neu angelassen wird. Die vorgestellten Luftstrom-Rückschlagventi­ le 114 und 130 und die Einfachbohrungs-Auslaßöffnung 106 er­ zeugen einen Unterdruck, der ein Wandern von wesentlichen Fluidmengen in der Kupplungsanordnung verhindert.

Die vorliegende Erfindung wurde mit Bezug auf bevorzugte Ausführungen beschrieben, jedoch ist für den Fachmann einzusehen, daß Änderungen in Form und Einzelheiten herge­ stellt werden können, ohne vom Schutzbereich abzuweichen.

Claims (8)

1. Pumpplatten-Anordnung zum Unterteilen des Innenraumes einer Viskosfluid-Kupplung in einen Behälter und eine Ar­ beitskammer, wobei die Arbeitskammer eine Pumpkammer ent­ hält, die benachbart zu einem Außenumfang der Pumpplat­ ten-Anordnung liegt, um Viskosfluid von einer Scherzone zurück in den Behälter zu leiten, und die Pumpplatte umfaßt: ein Plattenteil mit einer vorderen Fläche in Ver­ bindung mit dem Behälter, einer hinteren Fläche in Verbin­ dung mit der Arbeitskammer, mindestens ein Fluidtor, das sich radial nach innen zur Pumpkammer befindet, um wahl­ weisen Strom von Viskosfluid von dem Behälter zur Arbeits­ kammer zuzulassen, und eine Auslaßmündung, die in Verbin­ dung mit der Pumpkammer vorgesehen ist, um ein Strömen Viskosfluid von der Pumpkammer zum Behälter zuzulassen, dadurch gekennzeichnet, daß nur eine Auslaßmündung (106) in Verbindung mit der Pumpkammer (104) vorgesehen ist; daß Entlüftungsmittel (122) in dem Plattenteil (50) radial innerhalb der Pumpkammer (104) vorgesehen ist, um den Durchtritt von Luft zwischen dem Behälter (42) und der Arbeitskammer (54) zuzulassen, und ein Rückschlagven­ tilmittel (114; 130) an dem Entlüftungsmittel (122) vorge­ sehen ist, um wahlweise Luftströmung zwischen dem Behäl­ ter (42) und der Arbeitskammer (54) zuzulassen.

2. Pumpplatten-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Rückschlagventilmittel ein in einer Zen­ tralöffnung (116) in dem Plattenglied (50) benachbart zum Belüftungsmittel (122) entfernbar angebrachtes flexibles Ventilteil ist.

3. Pumpplatten-Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ventilteil ein Schirmventil (114) mit einer elastischen Verdickung (120) und einer flexiblen Kappe (118) ist, bei dem die Verdickung (120) in der Zen­ tralöffnung (116) so aufgenommen ist, daß die Kappe (118) an der Rückfläche (56) des Plattenteils (50) anliegt und dichtend das Luftwegmittel (122) bedeckt, um Luft nur in einer Richtung von dem Behälter (42) durch das Entlüf­ tungsmittel zu der Arbeitskammer (54) durchtreten zu las­ sen.

4. Pumpplatten-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Rückschlagventilmittel eine wahlweise drehbare Ventilplatte (130) umfaßt, die dichtend das Ent­ lüftungsmittel (122) bedeckt, wodurch auf Drehung der Ven­ tilplatte (130) hin das Entlüftungsmittel (122) geöffnet wird, um Luft zwischen dem Behälter (42) und der Arbeits­ kammer (54) durchtreten zu lassen.

5. Viskosfluid-Kupplungsanordnung mit: (a) einer drehbar an­ treibbaren Eingangswelle; (b) einer durch die Antriebswel­ le drehbar angetriebenen Kupplungsplatte mit einer Viel­ zahl von sich axial erstreckenden und konzentrischen Stegen, die zwischeneinander Nuten bilden; (c) einem dreh­ bar an der Eingangswelle angebrachten Gehäuse mit einer Vielzahl von sich axial erstreckenden und konzentrischen Stegen, welche zwischeneinander Nuten bilden, wobei die Gehäusestege und -Nuten mit den Kupplungsplatten-Stegen und -Nuten zur Bildung einer Scherzone gepaßt sind; (d) einer in dem Gehäuse zum Unterteilen des Innenraums des Gehäusemittels in einen Fluidbehälter und eine Arbeitskam­ mer angebrachten Pumpplatte, wobei die Arbeitskammer die Kupplungsplatte umgrenzt und die Pumpplatte eine Vielzahl von Fluidtoren enthält, um Fluidströmung von dem Behälter zur Arbeitskammer zuzulassen; (e) einer in dem Gehäuse an­ gebrachten drehbaren Welle; (f) Mittel zum wahlweisen Drehen der mit dem Gehäuse verbundenen Welle; (g) einem drehbaren Steuerarm, der antriebsmäßig mit der Welle ver­ bunden und gegen die Pumpplatte gleitbar ist, um die Pump­ platten-Fluidtore auf eine Drehung der Welle hin abzudec­ ken, um Fluidströmung durch die Fluidtore zu verhindern; (h) einer ringförmigen Pumpkammer, die durch das Gehäuse und den Außenumfang der Pumpplatte und der Kupplungsplat­ te bestimmt ist, wobei die Pumpkammer die Scherzone ver­ lassendes Fluid aufnimmt, und (i) eine in der Pumpplatte am Außenumfang vorgesehen Auslaßöffnung in Verbindung mit der Pumpkammer und dem Behälter, um den Durchtritt von Fluid von der Pumpkammer zu dem Behälter zuzulassen; da­ durch gekennzeichnet, daß nur eine Auslaßöffnung (106) in Verbindung mit der Pumpkammer (104) vorgesehen ist; daß Entlüftungsmittel (12) in der Pumpplatte (50) innerhalb der Pumpkammer (104) vorgesehen ist, um den Durchtritt von Luft zwischen dem Behälter (42) und der Arbeitskammer (54) zuzulassen, und daß ein Rückschlagventil (114; 130) an dem Entlüftungsmittel (122) vorgesehen ist, um wahlwei­ se Luftströmung zwischen dem Behälter und der Arbeitskam­ mer (54) zuzulassen.

6. Viskosfluid-Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß das Rückschlagventilmittel ein elastisches Schirmventilteil (114) umfaßt, welches entfernbar an der Pumpplatte (50) benachbart zu dem Entlüftungsmittel (122) angeordnet ist, um eine Luftströmung nur in einer Rich­ tung von dem Behälter (42) zu der Arbeitskammer (54) zuzu­ lassen.

7. Viskosfluid-Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß das Rückschlagventilmittel eine antriebsmäßig mit der Welle (66) verbundene drehbare Ventilplatte (130) umfaßt.

8. Verfahren zum Verhindern des Wanderns eines viskosen Fluids in einer Viskosfluid-Kupplungsanordnung von einem Behälter zu einer Arbeitskammer, wenn die Kupplungsanord­ nung sich in Ruhe befindet, mit den Schritten: (a) der Behälter wird von der Arbeitskammer durch eine Pumpplatte getrennt; (b) es wird eine Pumpkammer vorgesehen, worin Viskosfluid gesammelt wird, bevor es zu dem Behälter zu­ rückgeführt wird, die mit der Arbeitskammer in der Nähe eines Außenumfangs der Pumpplatte in Verbindung ist; und (c) es wird eine Auslaßöffnung in der Pumpplatte vorgese­ hen, um einen Fluiddurchlaß von der Pumpkammer zu dem Behälter zu schaffen; dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Verfahren nur eine Auslaßöffnung (106) in Verbindung mit der Pumpkammer (104) vorgesehen wird; daß Entlüftungsmit­ tel (122) in der Pumpplatte (50) innerhalb der Pumpkammer (104) vorgesehen sind, um einen Durchtritt von Luft zwi­ schen dem Behälter (42) und der Arbeitskammer (54) zu schaffen; und daß ein Rückschlagventilmittel (114; 130) benachbart dem Entlüftungsmittel (122) angebracht wird, um selektiven Durchtritt von Luft zwischen dem Behälter (42) und der Arbeitskammer (54) zuzulassen.