DE4128791C2 - Flüssigkeitsreibungskupplung - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsreibungskupplung, die
insbesondere vorgesehen ist, ein Antriebsdrehmoment einer Antriebsscheibe
auf ein mit einem Lüfter versehenes Gehäuse mittels eines Öls zu übertragen,
das in einen Drehmomentübertragungsspalt des Gehäuses gefüllt ist.
Eine Kupplungseinrichtung von solchem Aufbau, bei der das Innere eines
Gehäuses durch eine Trennplatte in eine Drehmomentübertragungskammer und
eine Ölsammelkammer unterteilt wird, wobei eine drehbare Antriebsscheibe in
der Drehmomentübertragungskammer angeordnet ist, um ein Öl in der
Ölsammelkammer durch eine in der Trennplatte ausgebildete
Strömungssteuerbohrung zur Drehmomentübertragungskammer zuzuführen,
und bei der das Öl in der Drehmomentübentragungskammer mittels eines
Umlaufweges zu einer Ölsammelkammer zurückgeführt wird, ist beispielsweise
in der JP-OS 63-21048 offenbart. Gemäß der Kupplungseinrichtung dieses
Typs wird das Antriebsdrehmoment der Antriebsscheibe zum Gehäuse mittels
des Öls übertragen, das von der Ölsammelkammer zur
Drehmomentübertragungskammer zugeführt wird, um den am Gehäuse
angebrachten Lüfter zu drehen, z. B. zum Kühlen eines Automobilmotors.
In der zuvor beschriebenen bekannten Kupplungseinrichtung wird die
Umgebungstemperatur durch Bimetallelemente erfaßt und, wenn die
Temperatur erhöht ist, der Öffnungsgrad der Strömungssteuerbohrung
vergrößert, um die Ölmenge in der Übertragungskammer zu vergrößern. Dies
erhöht die Drehzahl des Gehäuses, wobei der Lüfter bei einer höheren
Drehzahl rotiert, um die Kühlwirkung zu verbessern. In der Regel wird ein
Automobilmotor unter verschiedenen Bedingungen angetrieben. Während
beispielsweise die Antriebsscheibe beim Fahren auf einer Autobahn bei einer
hohen Drehzahl rotiert, ist es nicht erforderlich, den Lüfter bei einer hohen
Geschwindigkeit zu drehen, da die Kühlwirkung durch einen Luftstrom, der
durch das Fahren verursacht wird, vergrößert wird. Es kann darüber hinaus
beim Kaltstarten genügen, den Lüfter bei einer niedrigen Geschwindigkeit zu
drehen, da die hohe Drehzahl des Lüfters die Betriebsweise unter warmen
Bedingungen verzögern und auch Lüftergeräusche verursachen würde. Daher
ist eine optimale Steuerung in Abhängigkeit von den entsprechenden
Betriebsbedingungen notwendig. Um solche Forderungen zu füllen, ist es
unzureichend, die Ölmenge nur in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur
zu steuern. Da darüber hinaus die Steuerung durch das im Gehäuse verdichtete
Öl augeführt wird, neigt dieses dazu, sich zu entspannen, wodurch die
Steuerung der Ölmenge mit einer hohen Genauigkeit innerhalb bestimmter
Grenzen unmöglich gemacht wird.
Da die Antriebsquelle im bekannten System die Antriebsscheibe antreibt,
werden darüber hinaus Vibrationen oder Stoßerschütterungen von der
Antriebsquelle direkt auf die Lager übertragen, die an der Rotationswelle der
Antriebsscheibe angebracht sind, was Probleme im Hinblick auf die Haltbarkeit
mit sich bringt.
Weiterhin ist aus der DE 37 14 086 A1 eine Flüssigkeitsreibungskupplung
bekannt, die ähnlich der zuvor beschriebenen Kupplung aufgebaut ist. Diese
verwendet einen Wärmetauscher, der zur Ableitung der Wärme dient, die
durch Reibungsverluste der Scherflüssigkeit (Öl) entsteht. Die Kupplung
funktioniert ausschließlich in Abhängigkeit von der Temperatur des Motors
selbst. Bei Erhöhung der Temperatur vermindert sich das Volumen der
Ölvorratskammer, so daß das Öl durch eine Öffnung in die Arbeitskammer
fließt. Es sammelt sich im Innenumfangsbereich der Arbeitskammer an, wobei
die Luft in der Arbeitskammer ungehindert und ungefiltert nach außen strömt
bis das Öl die Antriebsscheibe erreicht. Wenn sich jedoch das Öl einmal in
Kontakt mit der Außenumfangsfläche der Arbeitskammer befindet, wird das
Abströmen der Luft in der Vorratskammer und im Seitenberich der
Antriebsscheibe gestoppt, so daß das Öl nicht in die Arbeitskammer gefördert
werden kann.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Flüssigkeitsreibungskupplung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der
eine optimale Steuerung durch Einstellen der Ölmenge bei einer hohen
Genauigkeit in Abhängigkeit von verschiedenen Arten von Betriebsbedingungen
bei einer Erhöhung der Lebensdauern erreicht wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine
Flüssigkeitsreibungskupplung,
- - aufweisend einen Antriebsabschnitt mit einem Motor, eine vom Motor angetriebene Rotationswelle, ggf. eine Kühleinrichtung für den Motor,
- - eine von der Rotationswelle drehbar angetriebene Antriebsscheibe, ein die Antriebsscheibe aufnehmendes Gehäuse, das drehbar um die Rotationswelle als Drehpunkt angeordnet ist, einen am Gehäuse angebrachten Lüfter,
- - eine Drehmomentübertragungskammer mit einem Drehmomentübertragungsspalt, der zwischen der Antriebsscheibe und dem Gehäuse begrenzt ist, eine Ölzuführung um Zuführen des Öls von außerhalb des Gehäuses zum Inneren des Gehäuses, eine Steuereinrichtung zum Steuern der Zuführung des Öls über die Ölzuführung zumindest basierend auf der Drehzahl des Lüfters, der Drehzahl des Gehäuses und/oder der Rotationswelle und der Temperatur des Kühlwassers der Kühleinrichtung für den Motor,
- - zumindest einen sich durch das Gehäuse zwischen der Drehmomentübertragungskammer und der Umgebungsluft erstreckenden Luftdurchlaßbegrenzer zum Freigeben von Luft aus der Drehmomentübertragungskammer, wenn der Druck in der Drehmomentübertragungskammer einen bestimmten oberen Grenzwert überschreitet, und zum Einströmen der Umgebungsluft in die Drehmomentübertragungskammer, wenn der Druck in der Drehmomentübertragungskammer unter einen bestimmten unteren Grenzwert absinkt, und
- - eine mit dem Luftdurchlaßbegrenzer zusammenwirkende, koaxial in der Antriebsscheibe angeordnete Entlüftungsbohrung zur Druckausgleichsregelung an den Seitenflächen der Antriebsscheibe in der Drehmomentübertragungskammer.
In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung weist die Steuereinrichtung eine
Datenberechnungseinheit zum Berechnen der Steuerdaten zumindest der
Drehzahl des Lüfters, des Gehäuses und/oder der Rotationswelle und der
Temperatur des Kühlwassers der Kühleinrichtung für den Motor auf, wobei die
Steuereinrichtung, basierend auf den Steuerdaten, die zu- bzw. abzuführende
Ölmenge durch die Ölzuführung regelt.
Darüber hinaus ist eine Pumpeinrichtung an der äußeren Umfangsseite der
Antriebsscheibe und/oder der inneren Umfangswand des Gehäuses angeordnet.
Bevorzugt ist die Pumpeinrichtung mit einem Abstreifer versehen, der nahe der
Ölzuführöffnung des Gehäuses angeordnet ist. Dieser Abstreifer weist einen im
wesentlichen L-förmigen oder U-förmigen Querschnitt auf.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die Pumpeinrichtung einen
Abstreifer auf, der beweglich in der Antriebsscheibe nahe einer
Ölzuführbohrung angeordnet ist, die in der äußeren Umfangswand der
Antriebsscheibe mündet.
Weiterhin ist vorgesehen, daß die Ölzuführbohrung vor dem Abstreifer und in
der äußeren Umfangswand der Antriebsscheibe mündet.
In einer anderen Ausbildung der Erfindung ist der Abstreifer dreiteilig
ausgebildet, wobei jede der Seiten eines mittleren Bereiches eine abgeschrägte
Fläche aufweist, die sich radial nach außen verjüngt, während beide
Seitenbereiche des Abstreifers jeweils abgeschrägte Flächen aufweisen, die im
wesentlichen zur abgeschrägten Fläche des mittleren Bereiches
korrespondieren.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausbildung weist die
Pumpeinrichtung Zähne eines Stirnrades oder Kegelrades auf, die an der
äußeren Umfangswand der Antriebsscheibe angeordnet sind. Nach einer
anderen Ausbildung hingegen umfaßt die Pumpeinrichtung eine Anzahl Rippen
oder ausgesparte Nuten, die sich in radialer Richtung erstrecken und an
zumindest einer Seite zumindest am äußeren Umfangsabschnitt der
Antriebsscheibe angeordnet sind. Des weiteren kann die Pumpeinrichtung eine
Anzahl ausgesparter Nuten besitzen, die sich in radialer Richtung erstrecken
und an zumindest einer Innenseite zumindest des äußeren Umfangsbereiches
der Antriebsscheibe angeordnet sind.
Weiterhin weist die Ölzuführung zumindest einen Ölkanal und eine
Ölzuführöffnung in Verbindung mit einem Ölzuführrohr auf und schließt am
Gehäuse an.
Schließlich ist der Motor mittels einer flexiblen Verbindung mit entweder dem
Gehäuse oder der Antriebsscheibe verbunden, und Lager sind zum drehbaren
Halten des jeweils anderen von diesen an einer drehfesten Basis vorgesehen.
Weitere Ausbildungen, Vorteile und Wirkungen werden anhand von Beispielen
in Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigen die
zugehörigen Zeichnungen hin
Fig. 1: eine Schnittansicht einer ersten erfindungsgemäßen
Ausführungsform;
Fig. 2: eine Schnittansicht einer modifizierten Ausführungform nach
Fig. 1;
Fig. 3: ein Flußdiagramm, das die Arbeitsweise der
ersten Ausführungsform zeigt;
Fig. 4: ein Kenndatendiagramm für die Drehzahl und
die Temperatur der ersten Ausführungsform;
Fig. 5: ein Kenndatendiagramm für die Drehzahl des
Lüfters in der ersten Ausführungsform;
Fig. 6: eine erläuternde Ansicht, die den Aufbau
einer zweiten erfindungsgemäßen
Ausführungform zeigt;
Fig. 7: eine erläuternde Ansicht, die eine
modifizierte Ausbildung der zweiten
Ausführungsform zeigt;
Fig. 8: eine erläuternde Ansicht, die eine
Ausbildung einer dritten erfindungsgemäßen
Ausführungsform zeigt;
Fig. 9: eine erläuternde Ansicht, die eine
modifizierte Ausbildung der dritten
Ausführungsform zeigt;
Fig. 10: eine Darstellung, die eine erste
Ausbildung einer Pumpeinrichtung in der
dritten Ausführungsform zeigt;
Fig. 11: eine Darstellung, die eine zweite
Ausbildung einer Pumpeinrichtung in der
dritten Ausführungsform zeigt;
Fig. 12: eine Darstellung, die eine dritte
Ausbildung einer Pumpeinrichtung in der
dritten Ausführungsform zeigt;
Fig. 13: eine Darstellung, die eine vierte
Ausbildung einer Pumpeinrichtung in der
dritten Ausführungsform zeigt;
Fig. 14: eine Darstellung, die eine fünfte
Ausbildung einer Pumpeinrichtung in der
dritten Ausführungsform zeigt;
Fig. 15: eine Darstellung, die eine sechste
Ausbildung einer Pumpeinrichtung in der
dritten Ausführungsform zeigt;
Fig. 16: eine Darstellung, die eine siebente
Ausbildung einer Pumpeinrichtung in der
dritten Ausführungsform zeigt;
Fig. 17: eine Darstellung, die eine achte
Ausbildung einer Pumpeinrichtung in der
dritten Ausführungsform zeigt;
Fig. 18: eine Darstellung, die eine neunte
Ausbildung einer Pumpeinrichtung in der
dritten Ausführungsform zeigt;
Fig. 19: eine erläuternde Darstellung, die die
betriebsweise der vierten
erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt;
Fig. 20: eine erläuternde Ansicht, die eine weitere
Ausführungsform zeigt;
Fig. 21: eine erläuternde Ansicht, die den Aufbau
einer fünften erfindungsgemäßen
Ausführungsform zeigt.
Bezogen auf eine erste Ausführungsform gemäß Fig. 1
ist der Aufbau der Ausführungsform gezeigt, in der
eine Rotationswelle 2 drehbar durch einen Motor 1
als Antriebsabschnitt mit einem zylindrischen
Gehäuse 4 angetrieben wird, das drehbar mittels
Lagern 3 um die axiale Mitte der Rotationswelle 2
als Drehmittelpunkt angeordnet ist. Eine
scheibenähnliche Antriebsscheibe 5 ist an einem Ende
der Rotationswelle 2 befestigt, die in das Gehäuse 4
eingesetzt ist.
Das Innere des Gehäuses 4 ist mit einer Trennwand 6
in eine Drehmomentübertragungskammer 7 und einen
Ölzuführabschnitt 8 halbiert, in das die
Drehmomentübertragungskammer 7 und der
Ölzuführabschnitt 8 in Verbindung miteinander über
einen Verbindungskanal 10 sind. Die Antriebsscheibe
5 befindet sich an der Innenseite der
Drehmomentübertragungskammer 7, um einen
Drehmomentübertragungsspalt zwischen der
Außenumfangsfläche und Seiten der Antriebsscheibe
und der Innenumfangsfläche und Seiten der
Drehmomentübertagungskammer 7 gegenüberliegend dazu
zu begrenzen. Ein Abnahmerohr 12 ist zum
Ölzuführabschnitt 6 an der Vorderseite des Gehäuses
4 vorgesehen und das Gehäuse 4 ist drehbar mittels
Lager 13 mit dem Abnahmerohr 12 befestigt. Dadurch
ist das Gehäuse 4 drehbar durch die Lager 3 und 13
um jeweils die axiale Mitte für die Rotationswelle 2
und das Abnahmerohr 12 als Rotaionsmittelpunkt
angeordnet und ein Lüfter 15 ist am Gehäuse 4
befestigt.
Ein Ölzuführrohr ist an seinem einen Ende am
Abnahmerohr 12 befestigt und an seinem anderen Ende
mittels einer Pumpe 17 mit dem Ölreservoir 18
verbunden, in dem ein Silikonöl gespeichert ist. Die
Pumpe 17 wird durch einen Motor angetrieben und hat
die Funktion des Zuführens des Silikonöls vom
Ölreservoir 18 über das Ölzuführrohr 16 in das
Gehäuse 4 oder Rückführen des Silikonöls vom Inneren
des Gehäuses 4 über das Ölzuführrohr 16 zum
Ölreservoir 18. Die Rotation des Motors 20 wird
durch ein Steuersignal von einer Steuereinrichtung
21 gesteuert, und die Steuereinrichtung 21 nimmt
Erfassangssignale von einem Lüfterdrehzahlsensor 22,
der die Drehzahl des Lüfters 15 erfasst, einem
Drehzahlerfassungssensor 23 zum Erfassen der
Drehzahl der Rotationswelle 2 und einem
Kühlwassersensor zum Erfassen der Temperatur des
Kühlwassers des Motors 1 auf.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die zuvor
beschriebene Ausführung begrenzt, jedoch kann das
Ölzuführrohr 16 mit der Seite der Rotationswelle 2,
wie in Fig. 2 gezeigt, verbunden sein.
Dazu ist eine Drehgelenkverbindung 25 mit der
Rotationswelle 2 angeordnet und das Ölzuführrohr 16
ist mit der Drehgelenkverbindung 25 verbunden.
In der Rotationswelle sind radial eine Anzahl
Ölkanäle 2a ausgebildet und ein Ölkanal 2b in
Verbindung mit den radialen Kanälen ist in der
axialen Mitte mit Löchern versehen. Weiterhin ist
zumindest eine Durchgangsbohrung 5a in Verbindung
mit dem Ölkanal 2b ausgebildet, der die
Antriebsscheibe 5 radial durchdringt und zu deren
Außenumfangsfläche geöffnet ist. Andere Bestandteile
sind die gleichen wie jene in Fig. 1. Ein Stopfen
26 ist zum Verschließen des Endes des Ölkanals 2b
angeordnet.
Eine Beschreibung wird nun in Bezug auf die
Betriebsweise der Ausführung mit der Ausbildung gemäß
Fig. 1 und Fig. 2 in Bezug auf die Zeichnungen
durchgeführt.
Fig. 3 ist ein Flußdiagramm für die Betriebsweise
dieser Ausführung, Fig. 4 ist ein Kenndatendiagramm
für die Betriebsweise der Ausführung und Fig. 5 ist
ein Kenndatendiagramm, das eine Beziehung zwischen
der Drehzahl der Eingangswelle und der Drehzahl des
Lüfters in dieser Ausbildungsform dargestellt.
In dieser Ausbildungsform werden Erfassungsdaten vom
Kühlwassersensor 24, Drehzahlsensor 23 und
Lüfterdrehzahlsensor 22 in die Steuereinrichtung 21
an allen vorbestimmten Zeitintervallen eingegeben
und in einen Speicher der Steuereinrichtung 21
eingelesen. Bei Schritt S1 in Fig. 3 wird ein
Vergleich zwischen den Wassertemperaturdaten, die
momentan vom Kühlwassersensor 24 eingegeben sind,
und den Wassertemperaturdaten zu einer zuvor
bestimmten Zeit ausgeführt, um zu beurteilen, ob die
Differenz zwischen den beiden Daten einen
vorbestimmten Bezugswert überschreitet oder nicht.
In dieser Beurteilung werden ein erlaubter oberer
Grenzwert und ein erlaubter unterer Grenzwert für
das Kühlwasser zum Motor 1 für die Beurteilung
übergeben.
Ist das Ergebnis der Beurteilung zu Schritt S1 "ja"
geht das Verfahren zu Schritt S2 über, in dem ein
Vergleich zwischen den Drehzahldaten, die momentan
vom Drehzahlsensor 23 eingegeben sind, und den
Drehzahldaten einer zuvor bestimmten Zeit ausgeführt
und es wird beurteilt, ob die Situation eines
rapiden Beschleunigungszustandes vorliegt oder
nicht. Wenn die Beurteilung zu Schritt S2 "nein"
ist, geht das Verfahren zu Schritt S3 über, in dem
ein Vergleich zwische den Lüfterdrehzahldaten, die
momentan vom Lüfterdrehzahlsensor 22 eingegeben
sind, und den Drehzahldaten zu einer zuvor
bestimmten Zeit ausgeführt und es wird beurteilt, ob
eine Differenz zwischen diesen beiden Daten einen
vorbestimmten Bezugswert überschreitet oder nicht.
Wenn die Beurteilung zu Schritt 3 "nein" ist, geht
das Verfahren zu Schritt S4 über, in dem die Pumpe
17 durch den Motor 20 angetrieben wird, der durch
das Steuersignal von der Steuereinrichtung 21
betätigt wird, und das Silikonöl im Ölreservoir 18
wird über das Ölzuführrohr 16 zum Inneren des
Gehäuses zugeführt. Wenn die Beurteilung zu Schritt
S3 "ja" ist, geht das Verfahren zu Schritt S5 über,
in dem die Pumpe 17 durch den Motor 20 angetrieben
wird, der durch das Steuersignal von der
Steuereinrichtung 21 betrieben wird, um das
Silikonöl im Gehäuse 4 über das Ölzuführrohr 16 zum
Inneren des Ölreservoirs zurückzuführen.
Die Menge des Silikonöls, die vom Ölreservoir 18 zum
Inneren des Gehäuses zugeführt wird oder die Menge
des Silikonöls die vom Inneren des Gehäuses 4 zum
Ölreservoir 18 zurückgeführt wird, ist basierend auf
den Erfassungsdaten vom Kühlwassersensor 24, dem
Drehzahlsensor 23 und dem Lüfterdrehzahlsensor 22
festgelegt.
Wenn die Beurteilung zu Schritt S1 "nein" oder die
Beurteilung zu Schritt S2 "ja" ist, geht das
Verfahren zu Schritt S8 über, in dem die Beurteilung
erfolgt, ob das Silikonöl vom Gehäuse 4 zum
Ölreservoir 18 zurückgeführt ist. Wenn dann die
Beurteilung zu Schritt S8 "ja" ist, geht das
Verfahren zu Schritt S7 über, um den Zustand, wie er
ist, aufrechtzuerhalten. Wenn die Beurteilung zu
Schritt S8 "nein" ist, geht das Verfahren über zu
Schritt S6, in dem die angetriebene Pumpe 17
geschaltet wird, so daß das Silikonöl vom Gehäuse 4
zum Ölreservoir 18 durch das Steuersignal von der
Steuereinrichtung 21 zurückgeführt wird.
Die Betriebsdauer des Zurückführens des Silikonöls
zu Schritt S7 oder die Menge des Silikonöls, das dem
Gehäuse 4 in Schritt S6 zugeführt wird, wird
bestimmt basierend auf den Erfassungsdaten vom
Kühlwassersensor 24, Drehzahlsensor 23 und dem
Lüfterdrehzahlsensor 22.
In dieser Ausführung wie in Fig. 4 gezeigt, wird,
wenn die Temperaturanstiegsrate des Kühlwassers in
große Nähe des oberen Grenzwertes für die Temperatur
des Kühlwassers zum Motor 1 kommt, die Drehzahl des
Lüfters erhöht. Andererseits wird, wenn die
Temperatur des Kühlwassers abgesunken ist, die
Drehzahl des Lüfters verringert. Darüber hinaus
wird, wenn die Drehzahl der Rotationswelle 2 sich
plötzlich erhöht, der Lüfter gesteuert, um die
Drehzahl, wie durch die strichlierte Linie gezeigt,
zu vermindern, um eine verminderte Wirkung für die
Drehzahl des Lüfters, wie durch die schraffierte
Linie gezeigt, zu erreichen.
In der Drehzahlcharakteristik der Rotationswelle 2
und dem Lüfter 15, wie in Fig. 5 gezeigt, wird,
wenn die Temperatur des Kühlerwassers zum Motor 1 in
einem normalen Temperaturzustand ist, die Steuerung
im Bereich B durchgeführt, wobei die Steuerung im
Bereich A durchgeführt wird, wenn die Temperatur des
Kühlwassers den oberen Grenzwert übersteigt.
Mit einer solchen Steuerung wird die Menge des
Silikonöls im Gehäuse 4 bei einer hohen Genauigkeit
und über einen breiten Bereich durch Zuführen des
Silikonöls vom Ölreservoir 18 zum Inneren des
Gehäuses, oder Zurückführen des Silikonöls vom
Inneren des Gehäuses zum Ölreservoir 18 verändert.
Dementsprechend wird eine geeignete Menge Silikonöl,
die zur Temperatur des Kühlwassers zum Motor 1 der
Drehzahl der Rotationswelle 2 (im Verhältnis zur
Drehzahl des Motors 1) und der Drehzahl des Lüfters
15 vom Verbindungskanal 10 oder die
Durchgangsbohrung 5a zum Inneren der
Drehmomentübertragungskammer 7 zugeführt oder das
Silikonöl wird aus der Drehmomentübertragunskammer 7
korrespondiert, durch den Verbindungskanal 10 oder
die Durchgangsbohrung 5a zurückgeführt, so daß die
Menge des Silikonöls in der
Drehmomentübectragungskammer 7 in geeigneter Weise
vorliegt. Dann wird das Drehmoment der
Antriebsscheibe 5 mittels der geeigneten Menge von
Silikonöl in der Übertragungskammer 7 zum Gehäuse
übertragen, um den Lüfter 15 zu drehen.
Gleichzeitig wird die Drehzahl des Lüfters 15
gesteuert, so daß diese sich nicht in größerem Maße,
wie in Fig. 4 gezeigt, verändert durch Veranlassen
des Silikonöls, in der Übertragungskammer durch eine
Menge präsent zu sein, die ein Optimum zur
Temperatur des Kühlwassers zum Motor 1, der Drehzahl
des Motors 1 und der Drehzahl des Lüfters 15
darstellt. Die Temperatur des Kühlwassers zum Motor
1 wird auch im wesentlichen konstant gehalten, die
Steuerung wird unter einer optimalen Bedingung
durchgeführt, die auch auf das Kaltstarten und
Fahren auf einer Autobahn übertragbar ist, der Lärm
des Lüfters 15 wird niedrig gehalten und
verschwenderischer Kraftstoffverbrauch kann
verhindert werden.
Obwohl die Erläuterungen, die insoweit in Bezug auf
diese Ausführung gemacht wurden, solche sind, bei
der die Ölmenge im Gehäuse basierend auf der
Temperatur des Kühlwassers zum Motor, der Drehzahl
des Motors und der Drehzahl des Lüfters gesteuert
wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf eine
solche Ausführung begrenzt. Stattdessen können als
Steuerfaktoren andere zusätzliche Faktoren,
beispielsweise die Luftstrommenge, die durch das
Fahren verursacht wird, Umgebungstemperatur,
Temperatur für die Eingangsluft,
Fahrzeuggeschwindigkeit, Drosselöffnungsgrad,
atmosphärischer Druck, Fehlen oder Vorhanden sein
von Klopfen, Eigenschaften der Klimaanlage, Zustand
des Katalysators und so weiter eingeschlossen sein.
Die Beschreibung wird nun zu einer zweiten
erfindungsgemäßen Ausführungsform mit Bezug auf die
Fig. 6 und 7 durchgeführt.
Die zweite Ausführungsform ist im wesentlichen
identisch mit der zuvor beschriebenen ersten
Ausführungsform in Bezug zu Fig. 1 und schließt
eine zusätzliche Ausbildung, wie nachfolgend
beschrieben, ein.
Ein Luftdurchlaßbegrenzer 30 ist angeordnet, der durch das
Gehäuse 4 in die Drehmomentübertragungskammer 7
hindurchführt. Der Begrenzer 30 ist vorgesehen, so
daß, wenn sich der Druck in der
Drehmomentübertragungskammer 7 im Übermaß erhöht von
einem vorbestimmten oberen Grenzwert, nur das Gas in
der Drehmomentübertragungskammer 7 nur durch den
Luftdurchlaßbegrenzer 30 aus dem Gehäuse 4 freigegeben wird, und,
so daß, wenn der Druck in der
Drehmomentübertragungskammer sich absenkt zu weniger
als dem vorbestimmten unteren Grenzwert, die
Umgebungsluft durch den Luftdurchlaßbegrenzer 30 in die
Drehmomentübertragungskammer 7 strömt.
Der Luftdurchlaßbegrenzer 30 ist vorzugsweise angeordnet, wie in
der dargestellten Ausführung gezeigt, beiderseits an
der Vorder- und der Rückseite des Gehäuses 4, jedoch
kann es ausreichen, den Luftdurchlaßbegrenzer 30 zumindest an der
Seite gegenüberliegend zu der Seite anzuordnen, die
mit dem Ölzuführrohr 16 versehen ist. Wenn eine
Entlüftungsbohrung 31 angeordnet ist, die durch die
Antriebsscheibe 5 nahe deren axialen Mitte
hindurchführt, kann das Silikonöl ruhiger durch das
Ölzuführrohr 16 ein- und austreten.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die
vorherige Ausführung beschränkt, jedoch kann das
Ölzuführrohr 16 an der Seite der Rotationswelle 2
angeordnet sein (entsprechend der Ausbildung gemäß
Fig. 2)
Andere Bauarten der zweiten Ausführungsform sind
identisch mit denen der zuvor beschriebenen
Ausführungsform.
In der zweiten Ausführungsform wird, wenn der Druck
in der Drehmomentübertragungskammer 7 sich außerhalb
des vorbestimmten Grenzwertes erhöht, Gas in der
Drehmomentübertragungskammer durch den Luftdurchlaßbegrenzer 30
zur Außenseite des Gehäuses freigesetzt und
dementsprechend kann das Öl ruhiger ein- und
austreten.
Wenn darüber hinaus sich der Druck in
Drehmomentübertragungskammer 7 niedriger als der
vorbestimmte untere Grenzwert absenkt, da die äußere
Luft durch den Luftdurchlaßbegrenzer 30 in die
Drehmomentübertragungskammer 7 einströmt, wird kein
negativer Druck in der Drehmomentübertragungskammer
7 gebildet und das Öl kann gleichmäßig abgegeben
werden.
Andere Betriebsweisen und Wirkungen der zweiten
Ausführungsform sind identisch mit denen der zuvor
beschriebenen Ausführungsform.
Eine Beschreibung erfolgt nun zu einer dritten
erfindungsgemäßen Ausführungsform in Bezug auf die
Fig. 8 bis 18.
In der dritten Ausführungsform, wie in Fig. 8
gezeigt, ist ein Abstreifer 25 als Pumpeinrichtung
an der Innenumfangswand des Gehäuses 4 an einer
Stelle einer Ölzuführöffnung 7a zur Verbindung eines
Verbindungskanals 10 mit einer
Drehmomentübertragungskammer 7 angeordnet und der
Abstreifer 25 pumpt das Öl von der Seite der
Drehmomentübertragungskammer 7 zur Seite des
Ölzuführlkanals 8. Ein Abnahmerohr 12 ist am
mittleren Abschnitt des Ölzuführkanals 8 vorgesehen
und ein Gehäuse 4 ist drehbar über Lager 13 zum
Abnahmerohr 12 vorgesehen. Gleichzeitig ist das
Gehäuse 4 drehbar über Lager 3, 13 mit jeweils der
axialen Mitte der Rotationswelle 2 und dem
Abnahmerohr 12 als Drehmittelpunkt angeordnet und
ein Lüfter 15 als angetriebenes Bauteil ist mit dem
Gehäuse 4 befestigt.
Andererseits ist eine Ölzuführöffnung 7b an einer
Position an der Innenumfangswand des Gehäuses 4 an
einer Position vorzugsweise gegenüberliegend im
wesentlichen zur Ölzuführöffnung 7a angeordnet, und
ein Ölzuführkanal 4a ist zwischen der
Ölzuführöffnung 7b und dem Abnahmerohr 12 des
Gehäuses 4 ausgebildet.
Andere Bauweisen der dritten Ausführungsform sind
identisch mit denen der zuvor beschriebenen ersten
Ausführungsform.
Weiterhin ist die vorliegende Erfindung nicht auf
die zuvor beschriebene Ausführung begrenzt, jedoch
kann das Ölzuführrohr 16 an der Seite einer
Rotationswelle 2, wie in Fig. 9 gezeigt
(korrespondierend zu Fig. 2) verbunden sein.
In diesem Fall ist einer Vertiefung 5' an der
Außenumfangswand einer Antriebsscheibe 5 an der
hinteren Seite einer Durchgangsbohrung 5a in der
Drehrichtung angeordnet und ein Abstreifer 25 ist
lose zur Vertiefung 5' angebracht. Andere Bauarten
sind die gleichen wie diejenigen, die in Fig. 8
gezeigt sind. Ein Stopfen 26 ist zum Verschließen
des Endes eines Ölkanals 2b angeordnet.
In der vorliegenden Erfindung können die
Ausführungsformen gemäß den Fig. 8 und 9
kombiniert werden. Diese kann so ausgebildet werden,
daß das Ölzuführrohr mit der Seite des Gehäuses und
der Seite der Rotationswelle 2 verbunden ist und das
Öl wird von der Drehmomentübertragungskammer durch
die Pumpe 17 zugeführt oder abgeführt, oder das Öl
wird von der Seite der Rotationswelle 2 zugeführt
und von der Seite des Gehäuses 4 abgeführt, oder im
gegenteiligen Fall wird das Öl an der Seite des
Gehäuses 4 zugeführt und von der Seite der
Rotationswelle 2 abgeführt.
In der Betriebsweise der dritten Ausführungsform
wird die Pumpe 17 durch den Motor 20 angetrieben,
der durch Steuersignale von der Steuereinrichtung 21
im Schritt S5 im Flußdiagramm gemäß Fig. 3 betätigt
wird, und das Silikonöl im Gehäuse 4 wird durch den
Abstreifer 25 gepumpt und über den Ölzuführkanal 8
und das Ölzuführrohr 16 zum Ölreservoir 18 abgeführt.
In diesem Fall wird die Saugfunktion der Pumpe 17
durch die Pumpwirkung des Abstreifers 25 vergrößert,
der zwischen der Ölzuführöffnung 7a und der
Antriebsscheibe 5 angeordnet ist, und das Silikonöl
im Gehäuse 4 wird gleichmäßig und schnell in das
Ölreservoir 18 zurückgeführt.
In der dritten Ausführungsform wird, in Bezug auf
die Drehzahlcharakteristiken der Rotationswelle 2
und des Lüfters 15, wie in Fig. 5 gezeigt, die
Temperatur des Kühlwassers zum Motor 1 im Bereich B
im normalen Zustand der Temperatur gesteuert,
jedoch, wenn die Temperatur des Kühlwassers den
oberen Grenzwert überschreitet, wird die Steuerung
im Bereich A in der gleichen Weise wie in der ersten
Ausführungsform durchgeführt.
In diesem Fall, wenn der Abstreifer 25 mit der
Pumpfunktion zwischen der Ölzuführöffnung 7a und der
Antriebsscheibe 5 angeordnet ist, wird das Silikonöl
im Gehäuse 4 gleichmäßig und schnell zum Ölreservoir
18 zurückgeführt.
Andererseits wird das Silikonöl vom Ölreservoir 18
zum Gehäuse 4 durch den Ölzuführkanal 8 abgegeben
und dieses kann gleichmäßiger durch zusätzliches
Vorhandensein zumindest eines Ölzuführkanals 4a und
einer Ölzuführöffnung 7a realisiert werden.
Andere Betriebsweisen und Wirkungen der dritten
Ausführungsform sind die gleichen wie die der zuvor
beschriebenen ersten Ausführungsform.
In der zuvor beschriebenen Ausführung ist der
Abstreifer 25, der als Beispiel für ein Pumpsystem
dargestellt ist, nahe der Ölzuführöffnung 7a an der
Umfangswand des Gehäuses 4 angeordnet. Dennoch kann
zur weiteren Verbesserung der Pumpfunktion der
Abstreifer 25 in einer im allgemeinen L-förmigen
Querschnittsausbildung, wie in den Fig. 10a, 10b
oder in einer im allgemeinen U-förmigen
Querschnittsausbildung, wie in Fig. 10c ausgebildet
sein. Weiterhin ist die Ölzuführöffnung 7a an der
Seite am Außenumfang des Gehäuses in dieser
modifizierten Ausführungsform angeordnet.
Erläuterungen werden zu anderen Ausführungsformen
gemacht, in denen der Abstreifer als Pumpeinrichtung
lose an der Vertiefung 5' angebracht ist, die in der
Antriebsscheibe 5' eingebracht ist (Fig. 11-14).
Eine Vertiefung 27 ist an der Außenumfangswand einer
Antriebsscheibe 5 an dieser Seite eines Abstreifers
25 angeordnet, die zur Komprimierung des Öls dient,
das durch den Abstreifer 25 gesammelt wird, um
wirkungsvoller zu einer Ölzuführöffnung 7a zugeführt
zu werden. Wie in Fig. 11b gezeigt, wird, wenn die
Seite der Ölzuführöffnung 7a geöffnet ist während
die axial gegenüberliegende Seite geschlossen ist,
die Druckwirkung für das Öl auf die Ölzuführöffnung
7a, die an der Seite des Gehäuses 4 angeordnet ist,
weiter verbessert. Der Abstreifer 25 ist ständig in
einem engen Kontakt mit der gegenüberliegenden
Innenumfangswandfläche des Gehäuses 4 unter
Rotationsantrieb in Folge der Zentrifugalkraft
und/oder Spannung mit einer Feder 28 gebracht.
Solche Abstreifer 25 können an einer Vielzahl von
Positionen an der Außenumfangswandfläche der
Antriebsscheibe 5, falls notwendig, angeordnet sein
und die Ölzuführöffnungen 7a können ebenfalls in
einer Mehrzahl angeordnet sein. Zur Verbesserung der
Wirkung der Zentrifugalkraft kann der Abstreifer 25
mit einem Gewicht 25a, wie in Fig. 12 gezeigt,
versehen oder der Abstreifer selbst kann als Gewicht
ausgebildet sein. Er ist insbesondere in einem Fall
gemäß Fig. 9 wirkungsvoll, wo das Ölzuführrohr 16
an der Seite der Rotationswelle 2 verbunden ist und
das öl durch die Durchgangsbohrung 5a zur
Antriebsscheibe 5, wie in Fig. 9 gezeigt, zugeführt
oder abgeführt wird. Wenn weiterhin ein Gleitelement
25b an der Seite den Gleitkontakt mit der inneren
Umfangswandfläche des Gehäuses 4, wie in Fig. 13
gezeigt, angeordnet ist, ist dies insbesondere
wirksam im Fall der Kombination der gemeinsamen
Ausführungen, die in den Fig. 8 und 9 gezeigt
sind, nämlich in dem Fall, wo die Durchgangsbohrung
5a zur Antriebsscheibe 5 angeordnet ist, während die
Ölzuführöffnung 7a an der Seite des Gehäuses 4
angeordnet ist, um gleichmäßig das öl an der Seite
der Rotationswelle 2 und der Seite des Gehäuses 4
zuzuführen und abzugeben.
Weiterhin kann der Abstreifer 5, wie in Fig. 14
gezeigt, in 3 Teilstücke unterteilt sein, bei dem
die beiden Seiten eines mittleren Teilstückes 25'
jeweils als sich verjüngende Fläche ausgebildet
sind, die zur Außenseite hin abgeschrägt sind, und
jede einzelne Fläche von beiden Seitenelementen
25'b, 25'c ist in einer solchen sich verjüngenden
Fläche ausgebildet, so daß sie im wesentlichen mit
der sich verjüngenden Fläche des mittleren
Abschnittes 25'a zusammenpassen. Dies geschieht
durch Festlegen der äußeren Breite (l) für jedes der
Teilstücke 25'b, 25'c und der äußeren Breite (L) für
die Außenseite des mittleren Teilstückes 25'a in
eine Beziehung: (L) ≧ (1), wenn Verschleiß infolge
der Reibung zwischen dem mittleren Teilstück 25'a
und den seitlichen Teilstücken 25'b, 25'c mit der
inneren Umfangswandfläche des Gehäuses 4 verursacht
wird. Das mittlere Teilstück 25'a wird vorzugsweise
dabei abgeschliffen, so daß es stets eine konstante
Abdichtwirkung infolge der Kantenwirkung durch die
sich verjüngende Fläche des mittleren Abschnittes
25'a erzielt. 28' bezeichnet eine Feder für nach
außen gerichtetes Belasten des mittleren Teilstückes
25'a, die durch ein Gewicht, wie in Fig. 12 gezeigt
ersetzt werden kann.
Die Pumpeinrichtung ist nicht nur auf die zuvor
beschriebene Ausführungsform begrenzt, sie kann auch
beispielsweise derart modifiziert werden, daß eine
Anzahl von Getriebezähnen 29, beispielsweise eines
Stirnrad- oder Kegelradgetriebes an der äußeren
Umfangswand der Antriebsscheibe 5, wie in Fig. 15a,
15b gezeigt, oder eine Anzahl sich radial
erstreckender vertiefter Nuten 30 an zumindest einer
Seite des Außenumfangsabschnittes der
Antriebsscheibe, wie in Fig. 16a, 16b ausgebildet
sind, oder Rippen (32), wie in Fig. 17a, 17b
gezeigt, angeordnet sind. Darüber hinaus kann die
Pumpwirkung auch durch Bildung ausgesparter Nuten 32
erreicht werden, die sich in radialer Richtung an
zumindest einer Innenseite des äußeren Umfanges des
Gehäuses 4, wie in den Fig. 18a, 18b gezeigt,
erstrecken.
Weiterhin kann auch eine Pumpeinrichtung erhalten
werden durch geeignetes Kombinieren der Zähne 29,
des Dammes 25, der Rippen 31, der ausgesparten Nuten
30, 32.
Wie zuvor beschrieben kann das Öl extrem gleichmäßig
aus der Drehmomentübertragungskammer 7 durch
Anordnung verschiedener Arten von Pumpeinrichtungen
abgeführt werden. Außerdem kann das Öl extrem
gleichmäßig zur Drehmomentübertragungskammer 7 durch
separates Anbringen des Ölzuführkanals 4a und der
Ölzuführöffnung 7b zugeführt werden, so daß das
Volumen der Pumpe 17 und des Motors 20 zum Antrieb
der Pumpe 17 reduziert werden kann.
Eine Beschreibung wird nun in Bezug auf eine vierte
Ausführungsform durchgeführt.
Die vierte Ausführungsform besitzt ein
Datenberechnungsmittel oder Mittel, die zumindest
die Drehzahl des Lüfters, die Drehzahl der
Rotationswelle und die Temperatur des Kühlwassers
zur Kühleinrichtung als Steuersignal verwendet, und
Steuerdaten in Bezug auf die Steuerung des
Ölzuführmittels und basierend auf diesen Signalen
berechnet. Diese Ausführung ist so angepaßt, daß das
Ölzuführmittel basierend auf Steuerdaten, die vom
Datenberechnungsmittel erhalten werden, angetrieben
wird.
Andere Bauweisen der vierten Ausführungsform sind
die gleichen wie die der zuvor beschriebenen ersten
Ausführungsform.
Fig. 9 ist eine erklärende Ansicht für die
Steuerbetätigung der vierten Ausführungsform. In
dieser vierten Ausführungsform wird ein
Lüftergeschwindigkeitssignal Nf für die Drehzahl des
Ventilators, ein Motorgeschwindigkeitssignal Ne für
die Drehzahl der Rotationswelle und
Wassertemperatursignal Tw für die Temperatur des
Kühlwassers der Kühleinrichtung als Steuersignale S
in eine Steuereinrichtung 21 eingegeben. In einem
charakteristischen Datenberechnungsschaltkreis der
Steuereinrichtung 21 werden Lüftergeschwindigkeits-
Motorgeschwindigkeitskenndaten (A),
Lüftergeschwindigkeits-
Kühlwassertemperaturkenndaten (B) und
Motorgeschwindigkeits- Zeitkenndaten (C), wie in
Fig. 19d als die Kenndaten basierend auf den zuvor
genannten Steuersignalen berechnet.
Steuerdaten werden basierend auf den Kenndaten (D)
(A) (B) (C) und den Steuersignalen S (Ne, Tw, Nf) im
Steuerdatenberechnungsschaltkreis der
Steuereinrichtung 21 berechnet und der Motor 20 wird
basierend auf den sich ergebenden Steuerdaten
gesteuert, um die Zuführ- oder Abgabedurchführung
des Öls zu steuern. Dazu wird in Schritt S11 gemäß
Fig. 19 entschieden, ob der Motor in einem
beschleunigten Zustand basierend auf dem
Motorgeschwindigkeitssignal Ne und den
Motorgeschwindigkeits- Zeitkenndaten (C)
entsprechend der abhängigen Beziehung: dNe/dt ≧
dne/dt ist oder nicht. Wenn die Beurteilung im
Schritt S11 mit "Ja" erfolgt, wird das Verfahren zu
Schritt S12 überführt, in dem die
Lüftergeschwindigkeit Nf zur minimalen -
Lüftergeschwindigkeit Noff wie: Nf = Noff in
Beziehung gesetzt und dann das Verfahren zu Schritt
S15 überführt wird. Abhängig von den geforderten
Charakteristiken eines Fahrzeuges kann diese auch
beispielsweise wie nachfolgend angepaßt sein. Wenn
die Beurteilung zu Schritt S11 "Nein" ist, wird das
Verfahren zu Schritt S12 überführt, während des
Aufrechterhaltens einer hohen Drehzahl des Motors
während der Beschleunigung beim Starten und/oder
nach der Beschleunigung, oder das Verfahren wird
aufrechterhalten bei Schritt 12 für eine
vorbestimmte Zeitdauer nach dem Erteilen des
Noff-Signals. Alternativ dazu, wenn die Beurteilung
im Schritt S11 "Ja" ist, kann das Verfahren zu
Schritt S13 zurückgeführt werden, während die
Temperatur des Kühlwassers extrem hoch und/oder die
Klimaanlage in der "Ein"-Stellung und die Drehzahl
des Motors relativ niedrig ist. Weiterhin kann das
Verfahren zu Schritt S15 überführt werden, der
Nf = Non setzt. Dann wird in Schritt S15 die
Steuerung begrenzt, basierend auf dem Vergleich
zwischen dem Lüftergeschwindigkeitssignal Nf und dem
eingegebenen Lüftetgeschwindigkeitsberechnungssignal
Nf und, abhängig von der Beurteilung in Schritt S15
augenblicklich in Schritt S16 zum Motor 20
übertragen.
Wenn die Beurteilung in Schritt S11 "Nein" ist, wird
das Verfahren in Schritt S13 überführt, in dem die
maximale Lüftergeschwindigkeit Non und die minimale
Lüftergeschwindigkeit Noff berechnet werden, und
dann das Verfahren zu Schritt S14 überführt, indem
die Lüftergeschwindigkeitsberechnung durch Nf = f
(Noff, Non, Tw, T1, T2) berechnet wird. Zum
Beispiel wird im Falle der Steuerung der
Lüftergeschwindigkeit in Bezug auf die Temperatur
des Kühlwassers in einem linearen System eine
Berechnung ausgeführt, gemäß:
nf = Noff + (Non - Noff) x Tw - T1/T2 - T1.
Dann wird das Verfahren überführt zu Schritt S15, in
dem die Steuerung begrenzt wird basierend auf dem
Vergleich zwischen dem Ergebnis, das berechnet wurde
aus der Lüftergeschwindigkeit Nf und dem
eingegebenen Lüftergeschwindigkeitssignal NE und,
gemäß der Beurteilung in Schritt S15, augenblicklich
zum Motor 20 in Schritt S16 übergeben.
Andere Betriebsweisen und Wirkungen der vierten
Ausführungsform sind die gleichen wie jene der zuvor
beschriebenen ersten Ausführungsform.
Die Beschreibung wird nun zu einer fünften
Ausführungsform mit Bezug auf die Fig. 20 und 21
gemacht.
Wie in Fig. 20 gezeigt, ist eine scheibenförmige
Scheibe 5 an einem Ende einer Rotationswelle 2
befestigt, und ein Lüfter 15 ist am anderen Ende der
Welle befestigt. Ein zylindrisches Gehäuse von
kurzer Länge und einem großen Durchmesser ist
drehbar mit der Scheibe 5, die in deren Inneres
eingebracht ist, mit der Rotationswelle 2 über Lager
3 angeordnet. Die Rotationswelle 2 wird im
wesentlichen an ihrem mittleren Abschnitt über Lager
40 gehalten, die in einem Träger 9 zu einem
stationären Abschnitt angeordnet sind,
beispielsweise einer Fahrzeugkarosserie oder einem
Motorblock. Ein Ölkanal 2a, der axial durch die
Rotationswelle 2 hindurchführt, ist in der axialen
Mitte der Rotationswelle 2 in Kommunikation mit der
Endfläche auf Seite der Antriebsscheibe 5
ausgebildet und das andere Ende des Ölkanals 2a ist
durch eine Stopfen 26 verschlossen. Das äußere Ende
des Ölkanals 2a befindet sich in Kommunikation über
Lager 11 und durch ein Abnahmerohr 13 mit einem
Ölzuführrohr 16. Zumindest eine Durchgangsbohrung 5a
in Verbindung mit dem Ölkanal 2a ist an der Scheibe
derart angeordnet, daß die äußere Umfangsfläche zur
Drehmomentübertragungskammer 7 geöffnet ist, und ein
Drehmomentübertragungsspalt 7' ist zwischen der
äußeren Umfangsfläche der Scheibe 5 und der inneren
Umfangsfläche des Gehäuses 4 gegenüberliegend zur
äußeren Umfangsfläche der Scheibe ausgebildet.
Weiterhin ist eine Rotationswelle eines Motors 1 als
Antriebsabschnitt mittels einer flexiblen Verbindung
1A verbunden, die ein Drehmomentrohr, eine
Spiralfeder und eine geschlitzte Hohlwelle zum
Gehäuse 4 aufweist.
Eine Pumpe 17, die durch einen Motor 20 angetrieben
wird, ist mit dem Ölabgaberohr 16 verbunden, und die
Pumpe 17 ist mit einem Ölreservoir 18, zum Sammeln
eines Silikonöls verbunden. Dazu sind ein
entsprechender Kühlwassertemperatursensor 24 zum
Erfassen der Temperatur des Kühlwassers für den
Motor am Motor 1, ein Drehzahlsensor zum Erfassen
der Drehzahl der Gehäuses 4 am Gehäuse 4 und ein
Lüfterdrehzahlsensor 22 zum Erfassen der Drehzahl
des Lüfters 15 am Lüfter 15 vorgesehen.
Entsprechende Ausgangsanschlüsse für den
Kühlwassertemperatursensor 24, den Drehzahlsensor 23
und den Lüfterdrehzahlsensor 22 sind mit einer
Steuereinrichtung 21 zum Steuern der Drehzahl des
Motors 20 verbunden.
Mit solch einer Ausstattung wird die Drehzahl des
Motors 1 über die flexible Verbindung 1A zum Gehäuse
4 ohne Schlagerschütterungen, stabil und ohne
Vibrationen übertragen, um das Gehäuse über die
Lager 3 um die Rotationswelle 2 als Drehmittelpunkt
zu drehen. Andererseits wird der Motor 20 unter
Steuerung durch die Steuereinrichtung 21
angetrieben, die durch Aufnehmen des
Erfassungssignals vom Kühlwassertemperatursensor 24,
dem Erfassungssignal vom Drehzahlsensor 23 und dem
Erfassungssignal vom Lüfterdrehzahlsensor 22
arbeitet. Die Pumpe 17 wird durch die Rotation des
Motors 20 betrieben, um das Silikonöl in das
Ölreservoir 18 durch das Ölzuführrohr 16, das
Abnahmerohr 13, den Ölkanal 2a und die
Durchgangsbohrung 5a zur
Drehmomentübertragungskammer 7 im Gehäuse 4 zu
fördern, oder das Silikonöl in der
Drehmomentübertragungskammer 7 über die zuvor
genannten Strömungskanäle in das Ölreservoir 18
zurückzuführen.
Wenn dann die Übertragungsrate des Drehmomentes des
Gehäuses 4 zur Scheibe 5 in Abhängigkeit von der
Silikonölmenge im Drehmomentübertragungsspalt 7'
eingestellt ist, kann die Drehgeschwindigkeit des
Lüfters 15, der durch die Rotation der Scheibe 5
gedreht wird, ständig auf einen gewünschten Wert
gesteuert werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht nur auf die
Ausführungsform gemäß Fig. 20 begrenzt, sondern ist
auch anwendbar auf einen Fluidkupplungstyp, wie in
Fig. 21 gezeigt, in dem die Antriebskraft eines
Motors 1 auf eine Scheibe 5 übertragen wird und das
Übertragungsdrehmoment wird zum Gehäuse 4 über einen
Drehmomentübertragungsspalt 7' und die
Drehmomentübertragungskammer 7 übertragen.
In Fig. 21 wird die Rotation des Motors 1 über eine
flexible Verbindung 1A zu einer Antriebswelle 5'
übertragen, um die Scheibe 5, die an einem Ende
befestigt ist, zu drehen. Die Rotation der Scheibe 5
wird durch das Silikonöl im
Drehmomentübertragungsspalt 7' der
Drehmomentübertragungskammer 7 zum Gehäuse 4
übertragen. Das Gehäuse 4 wird drehbar mittels
Lagern 41 an einem stationären Abschnitt,
beispielsweise einer Autokarosserie oder einem
Motorblock gehalten.
Das Innere des Gehäuses wird in eine
Drehmomentübertragungskammer 7 und einen Ölkanal 8
durch eine Trennwand 6 halbiert, in dem der Ölkanal
8 über ein Abnahmerohr 13 mit einem Ölzuführrohr 16
verbunden ist, während es an seinem Außenumfang mit
Kanal 8a, 8b verbunden und zur
Drehmomentübertragungskammer 7 verbunden ist. Ein
Abstreifer 25 oder dergleichen mit einer
Pumpfunktion ist hinter der Öffnung des
Verbindungskanals 8a an der Innenumfangsfläche des
Gehäuses 4 angeordnet.
Lager 3 und 3a sind jeweils zwischen dem Abnahmerohr
13 und dem Gehäuse 4 und zwischen dem Gehäuse 4 und
der Antriebswelle 5' angeordnet, und Lager 26 sind
zum drehbaren Abstützen des Gehäuses 4 an dem
stationären Abschnitt angeordnet, die anstelle oder
gemeinsam mit den Lagern 10' verwendet werden
können.
Die Betriebsweise der Ausführungsform gemäß Fig. 21
ist im wesentlichen identisch mit der in Fig. 20
gezeigten Ausführungsform, in der das Silikonöl zur
Drehmomentübertragungskammer 7 durch die Pumpe 17
durch den Ölkanal 8 und die Verbindungskanäle 8a, 8b
zugeführt werden, während das Silikonöl durch den
Verbindungskanal 8a durch die umgekehrte Rotation
der Pumpe 17 und die Pumpfunktion des Abstreifers 25
oder dergleichen abgegeben wird. In einem Fall, wo
die Pumpe nicht aktiviert ist, tritt das Silikonöl
durch den Abstreifer 25 durch den Verbindungskanal
8a zum Ölkanal 8 ein und zirkuliert vom Ölkanal 8
über den Verbindungskanal 8b zum
Drehmomentübertragungskanal 7.
Die Betriebsweise der fünften Ausführungsform ist
die gleiche wie die Betriebsweise der ersten zuvor
beschriebenen Ausführungsform in Bezug auf die
Fig. 3 bis 5.
Wenn in der fünften Ausführungsform das Gehäuse 4
oder die Scheibe 5 an dem stationären Bereich
gehalten ist, kann eine flexible
Verbindungsübertragung lediglich der Rotation des
Motors 1 und dementsprechend in einer
Antriebsübertragung direkt durch die Kupplung mit
der Kurbelwelle des Motors angewendet werden, wobei
Lager, die an der Rotationswelle angebracht sind,
frei von unmittelbaren Schlagerschütterungen oder
Vibrationen durch den Antrieb des Motors 1 sind, was
die Lebensdauer ausdehnen und die Haltbarkeit der
Lager, die hohe Herstellungskosten aufweisen,
verbessern kann, so daß ein Problem in Hinsicht auf
die Produktionskosten abgedeckt werden kann. Andere
Wirkungen der fünften Ausführungsform sind identisch
mit denen der zuvor beschriebenen ersten
Ausführungsform.
Wenn ein Öl gemäß der vorliegenden Erfindung, wie
sie zuvor speziell beschrieben wurde, von der
Außenseite des Drehmomentübertragungspaltes, der
zwischen einer Antriebsscheibe und einem Gehäuse
definiert ist, zugeführt und ein Gehäuse abhängig
von den Antriebsbedigungen im Antriebsabschnitt
gesteuert wird, ist es möglich, daß Antriebsmoment
der Antriebsscheibe korrespondierend zu den
Antriebsbedingungen unter einem optimalen
Übertragungszustand zum Gehäuse zu steuern und einen
optimalen Kupplungsbetrieb unter verschiedenen Arten
von Antriebsbedingungen durchzuführen, so daß
verschieden vorteilhafte Wirkungen hervorgebracht
werden, beispielsweise eine Verminderung der
Lüftergeräusche, die ökonomische Verwendung des
Kraftstoffes, ebenso wie die Verbesserung der
Beschleunigung des Nutzeffektes.
Wenn die Scheibe oder das Gehäuse drehbar an einem
stationären Bereich gehalten wird, kann die
Belastung auf die Lager, die an der Rotationswelle
angeordnet sind, gemildert werden, und die
Fluidkupplung und der Motor mittels einer flexiblen
Verbindung verbunden sind, so daß die Lager keine
Stoßerschütterungen oder Vibrationen durch den
Antrieb erfahren und die Lebensdauer kann erhöht und
die volle Verfügbarkeit verbessert werden.
Claims (13)
1. Flüssigkeitsreibungskupplung, aufweisend einen Antriebsabschnitt mit
einem Motor (1), eine vom Motor (1) angetriebene Rotationswelle (2),
ggf. eine Kühleinrichtung für den Motor (1),
- 1. - eine von der Rotationswelle (2) drehbar angetriebene Antriebsscheibe (5), ein die Antriebsscheibe (5) aufnehmendes Gehäuse (4), das drehbar um die Rotationswelle (2) als Drehpunkt angeordnet ist, einen am Gehäuse (4) angebrachten Lüfter (15),
- 2. - eine Drehmomentübertragungskammer (7) mit einem Drehmomentübertragungsspalt (7'), der zwischen der Antriebsscheibe (5) und dem Gehäuse (4) begrenzt ist, eine Ölzuführung (16, 17, 18, 20) zum Zuführen des Öls von außerhalb des Gehäuses (4) zum Inneren des Gehäuses (4), eine Steuereinrichtung (21) zum Steuern der Zuführung des Öls über die Ölzuführung (16, 17, 18, 20) zumindest basierend auf der Drehzahl des Lüfters (15), der Drehzahl des Gehäuses (4) und/oder der Rotationswelle (2) und der Temperatur des Kühlwassers der Kühleinrichtung für den Motor (1),
- 3. - zumindest einen sich durch das Gehäuse (4) zwischen der
Drehmomentübertragungskammer (7) und der Umgebungsluft
erstreckenden Luftdurchlaßbegrenzer (30) zum Freigeben von Luft
aus der Drehmomentübertragungskammer (7), wenn der Druck in
der Drehmomentübertragungskammer (7) einen bestimmten oberen
Grenzwert überschreitet, und zum Einströmen der Umgebungsluft
in die Drehmomentübertragungskammer (7), wenn der Druck in
der Drehmomentübertragungskammer (7) unter einen bestimmten
unteren Grenzwert absinkt, und
-
eine mit dem Luftdurchlaßbegrenzer (30) zusammenwirkende, koaxial in der Antriebsscheibe (5) angeordnete Entlüftungsbohrung (31) zur Druckausgleichsregelung an den Seitenflächen der Antriebsscheibe (5) in der Drehmomentübertragungskammer (7).
2. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuereinrichtung (21) eine Datenberechnungseinheit zum
Berechnen der Steuerdaten zumindest der Drehzahl des Lüfters (15), des
Gehäuses (4) und/oder der Rotationswelle (2) und der Temperatur des
Kühlwassers der Kühleinrichtung für den Motor (1) aufweist, wobei die
Steuereinrichtung (21), basierend auf den Steuerdaten, die zu- bzw.
abzuführende Ölmenge durch die Ölzuführung (16, 17, 18, 20) regelt.
3. Flüssigkeitsreibungskupplung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Pumpeinrichtung an der äußeren Umfangsseite
der Antriebsscheibe (5) und/oder der inneren Umfangswand des Gehäuses
(4) angeordnet ist.
4. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pumpeinrichtung einen Abstreifer (25) aufweist, der nahe der
Ölzuführöffnung (7a) des Gehäuses (4) angeordnet ist.
5. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstreifer (25) einen im wesentlichen L-förmigen oder U-
förmigen Querschnitt aufweist.
6. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pumpeinrichtung einen Abstreifer (25) aufweist, der beweglich in
der Antriebsscheibe (5) nahe einer Ölzuführbohrung (5a) angeordnet ist,
die in der äußeren Umfangswand der Antriebsscheibe (5) mündet.
7. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ölzuführbohrung (5a) vor dem Abstreifer (25) und in der äußeren
Umfangswand der Antriebsscheibe (5) mündet.
8. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstreifer (25) dreiteilig ausgebildet ist, wobei jede der Seiten
eines mittleren Bereiches (25'a) eine abgeschrägte Fläche aufweist, die
sich radial nach außen verjüngt, während beide Seitenbereiche (25'b, 25'c)
des Abstreifers (25) jeweils abgeschrägte Flächen aufweisen, die im
wesentlichen zur abgeschrägten Fläche des mittleren Bereiches (25'a)
korrespondieren.
9. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pumpeinrichtung Zähne (29) eines Stirnrades oder Kegelrades
aufweist, die an der äußeren Umfangswand der Antriebsscheibe (5)
angeordnet sind.
10. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pumpeinrichtung eine Anzahl Rippen (32) oder ausgesparte Nuten
aufweist, die sich in radialer Richtung erstrecken und an zumindest einer
Seite zumindest am äußeren Umfangsabschnitt der Antriebsscheibe (5)
angeordnet sind.
11. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Pumpeinrichtung eine Anzahl ausgesparter Nuten aufweist, die
sich in radialer Richtung erstrecken und an zumindest einer Innenseite
zumindest des äußeren Umfangsbereiches der Antriebsscheibe (5)
angeordnet sind.
12. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ölzuführung (16, 17, 18, 20) weiterhin zumindest einen Ölkanal
(8, 10) und eine Ölzuführöffnung (7a, 7b) in Verbindung mit einem
Ölzuführrohr (16) aufweist und am Gehäuse (4) anschließt.
13. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Motor (1) mittels einer flexiblen Verbindung (1A) mit entweder
dem Gehäuse (4) oder der Antriebsscheibe (5) verbunden ist, und das
Lager (3, 3A, 26, 40, 41) zum drehbaren Halten des jeweils anderen von
diesen an einer drehfesten Basis vorgesehen sind.
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