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Hintergrund
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf Flüssigkeitsreibungskupplungen
und genauer auf derartige Kupplungen, die zum Antrieb von Fahrzeugkühler-Kühlventilatoren
verwendet werden, wobei der Eingriff oder der Außereingriff der Flüssigkeitsreibungskupplung
in Ansprechen auf eine fernerfasste Bedingung wie z. B. die Kühlmitteltemperatur
gesteuert wird.
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Obgleich die vorliegende Erfindung
nicht auf die Verwendung in einer Flüssigkeitsreibungskupplung beschränkt ist,
die "fernerfasst" gesteuert wird, erweist
sich die Verwendung der Erfindung in derartigen Kupplungen als besonders
vorteilhaft, weshalb die Erfindung im Zusammenhang damit beschrieben werden
wird.
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Flüssigkeitsreibungskupplungen
sind seit vielen Jahren zum Antreiben von Fahrzeugkühler-Kühlventilatoren
im kommerziellen Einsatz, insbesondere bei Fahrzeugen wie z. B.
Automobilen und leichten Lastkraftwagen. Die Verwendung derartiger Flüssigkeitsreibungskupplungen
ist weit verbreitet und es ist erwünscht, das solche Kupplungen
in Abhängigkeit
von einer erfassten Temperaturbedingung entweder in einem in oder
einem außer
Eingriff stehenden Zustand betrieben werden können. Die meisten im kommerziellen
Einsatz befindlichen Fluidkupplungen (Flüssigkeitsreibungskupplungs-Ventilatorantriebe)
beinhalten eine gewisse Form eines temperaturerfassenden Bimetallelements,
das die Umgebungslufttemperatur in der Nachbarschaft des Ventilatorantriebs
erfasst und die Ventilanordnung innerhalb des Ventilatorantriebs
in Ansprechen auf die erfasste Temperatur steuert, um je nach Eignung
entweder den in oder außer
Eingriff stehenden Zustand zu bewerkstelligen.
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In bestimmten Fahrzeuganwendungen
ist es erwünscht,
die Temperatur des in den Kühler
eintretenden flüssigen
Kühlmittels
(die "obere Tank"-Temperatur) direkt
zu erfassen und den Flüssigkeitsreibungsventilatorantrieb
in Ansprechen auf die Kühltemperatur
zu steuern, wodurch das Ansprechverhalten des Ventilatorantriebs
im Vergleich zu dem konventionellen Ventilatorantrieb, der die Umgebungslufttemperatur
erfasst, verbessert wird.
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Um die Möglichkeit des Steuerns derartiger Fernerfassungs-Ventilatorantriebe
zu verbessern, ist es als erwünscht
erachtet worden, die erfasste Temperatur in ein elektrisches Signal
umzuwandeln und den Eingriff des Ventilatorantriebs mittels dieses elektrischen
Signals zu steuern. Ebenfalls ermöglicht eine derartige elektrische
Steuerung den Einschluss einer ausgeklügelteren Logik in dem Steuerungssystem.
US-A-5 152 383, das auf den Anmelder der vorliegenden Erfindung übertragen
worden ist und hier als Referenz dient, offenbart einen Fernerfassungs-Flüssigkeitsreibungs-Ventilatorantrieb,
in dem eine elektromagnetische Steuerung eines drehbaren Ankers
mittels variabler Reluktanz relativ zu einem stationären Gehäuse vorliegt,
wodurch die Drehstellung eines Ventilelements in dem Ventilatorantrieb gesteuert
wird, um einen Fluideinlassanschluss entweder abzudecken oder freizulegen.
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In der Vorrichtung des genannten
Patentes beinhaltet die elektromagnetische Steuerung ein festgelegtes
Gehäuse,
durch das sich eine mit dem Ventilelement des Ventilatorantriebs
verbundene Ankerwelle erstreckt. Das dort illustrierte Ventilelement hat
einen ziemlich konventionellen Aufbau. Zu den bei der Konstruktion
eines derartigen Ventilatorantriebs zu treffenden Kompromissen gehört es, einerseits
(zwecks Minimierung der "Morgenschwäche") für eine gute
Dichtung zwischen dem Ventil und der benachbarten Oberfläche zu sorgen,
die den Füllanschluss
ausbildet, und andererseits das Ventilelement drehen zu können, ohne
ein übermäßig großes und
teures elektromagnetisches Betätigungsglied
zu erfordern. Wie dem Fachmann wohlbekannt widersprechen sich diese
beiden Aufgaben im allgemeinen. Z. B. führt eine Erhöhung der
Abdichtkraft des Ventilelements zu dem Bedarf nach einem höheren Drehmoment
für die
Drehung des Ventilelements. Konventionellerweise hat eine Verbesserung
der Abdichtung des Ventilbauteils engere Toleranzen für die verschiedenen
Komponenten bedingt, was die Gesamtkosten der Kupplungsvorrichtung
erhöht
und weshalb dieser Ansatz unerwünscht
ist. Weiterhin kann eine Verbesserung der Abdichtung eine negative
Auswirkung auf die Ansprechzeit haben, d. h. auf diejenige Zeit,
die für
die Kupplungsvorrichtung erforderlich ist, um sich von einem in
zu einem außer
Eingriff stehenden Zustand oder umgekehrt zu bewegen.
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Kurze Zusammenfassung
der Erfindung
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Dementsprechend besteht eine Aufgabe
der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer Betätigungsbaugruppe
für eine
Fluidkupplungsvorrichtung, welche die Dichtung zwischen dem Ventilelement
und der benachbarten Oberfläche,
die den Füllanschluss
ausbildet, verbessert.
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Eine spezifischere Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht in der Bereitstellung einer solchen Betätigungsbaugruppe, welche die
oben genannte Aufgabe löst,
jedoch ohne einen wesentlichen Zuwachs in dem zur Drehung des Ventilbauteils
notwendigen Drehmoments und ohne dass engere Toleranzen für die verschiedenen
Komponenten der Betätigungsbaugruppe
notwendig werden.
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Die obigen und weitere Aufgaben werden durch
eine Fluidkupplungsvorrichtung gelöst, die eine erste drehbare
Kupplungsbaugruppe, die eine Drehachse bestimmt, und ein erstes
Kupplungsbauteil sowie ein damit zur Bildung einer dazwischen liegenden
Fluidkammer zusammenwirkendes Abdeckteil aufweist. Der ersten Kupplungsbaugruppe
ist eine Ventilanordnung zugeordnet, die so angeordnet ist, dass
sie die Fluidkammer in eine Fluidarbeitskammer und eine Fluidspeicherkammer
unterteilt. In der Fluidarbeitskammer ist ein zweites drehbares Kupplungsbauteil
angeordnet, welches drehbar mit Bezug auf das erste Kupplungsbauteil
ist und damit zusammenwirkt, um dazwischen einen Viskositätsscherraum
zu bilden. Die Ventilanordnung ist betätigbar, um den Fluidstrom zwischen
der Speicherkammer und der Arbeitskammer zu steuern, wobei die Ventilanordnung
einen plattenförmigen
Bereich aufweist, der im wesentlichen senkrecht zu der Drehachse
angeordnet ist, und einen Fluideinlassanschluss bestimmt, sowie
ein Ventilorgan, welches ein dünnes,
generell flaches Bauteil aufweist, das angeordnet ist, um sich in
einer Ebene parallel zu dem plattenförmigen Bereich in geringem
Abstand zu diesem zu bewegen Das Ventilorgan ist zwischen einer
offenen Stellung, die einen Fluidstrom durch den Fluideinlass zulässt, und
einer geschlossenen Position bewegbar, die einen Fluidstrom durch
den Fluideinlass im wesentlichen blockiert. Eine Betätigungsbaugruppe
ist der ersten Kupplungsbaugruppe und dem Ventilorgan wirkungsmäßig zugeordnet
und betätigbar,
um das Ventilorgan zwischen der offenen Stellung und der geschlossenen
Stellung zu bewegen Die Betätigungsbaugruppe
beinhaltet ein drehbares Ankerbauteil und eine Anordnung, die betätigbar ist, um
das Ankerbauteil in Ansprechen auf Veränderungen in einem Eingangssignal
zu drehen.
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Die verbesserte Fluidkupplungsvorrichtung ist
dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilorgan an dem Ankerbauteil
an einer Befestigungsstelle angebracht ist, die bezüglich der
Drehachse seitlich versetzt liegt. Das Ventilorgan umfasst einen
Anschlussabdeckbereich, der ausgelegt ist, den Einlassanschluss
abzudecken, wenn das Ventilorgan in der geschlossenen Stellung steht,
wobei der Anschlussabdeckbereich bezüglich der Drehachse diametral
gegenüberliegend
zu der Befestigungsstelle angeordnet ist. Entweder das Ankerbauteil
oder das Ventilorgan weist einen Vorspannbereich auf, der axial
zwischen dem Ankerbauteil und dem Ventilorgan sowie radial zwischen
der Drehachse und der Befestigungsstelle angeordnet und betätigbar ist,
um den Anschlussabdeckbereich in einen dichtenden Eingriff mit dem
plattenförmigen
Bereich vorzuspannen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein fragmentarischer axialer Querschnitt einer Flüssigkeitsreibungskupplung
und einer elektromagnetischen Betätigungsbaugruppe gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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2 ist
ein vergrößerter fragmentarischer axialer
Querschnitt ähnlich
zu 1 und illustriert
die verbesserte Ventilanordnung der vorliegenden Erfindung.
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3 ist
eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht des Anker- und
des Ventilbauteils, die gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgebildet sind.
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4 ist
eine perspektivische Ansicht ähnlich
zu 3 im zusammengebauten
Zustand und im gleichen Maßstab.
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5 ist
eine vergrößerte fragmentartsche Queransicht,
die einen Aspekt der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei sich
das Ventilbauteil in seiner geschlossenen Stellung befindet.
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6 ist
ein vergrößerter fragmentarischer axialer
Querschnitt, wobei sich das Ventilbauteil axial anzuheben beginnt,
bevor es sich in seine offene Stellung bewegt.
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7 ist
ein Graph der Ventilatordrehzahl (in U/min) gegenüber der
Zeit (in Minuten) für
die Flüssigkeitsreibungskupplung
der vorliegenden Erfindung, jedoch ohne das in 5 illustrierte Merkmal, und
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8 ist
ein Graph der Ventilatordrehzahl (in U/min) gegenüber der
Zeit (in Minuten) für
die Flüssigkeitsreibungskupplung
der vorliegenden Erfindung, bei der das Merkmals von 5 vorgesehen ist.
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Ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Nun auf die Zeichnungen Bezug nehmend, welche
die Erfindung nicht einzugrenzen beabsichtigen, illustriert 1 eine bevorzugte Form einer Flüssigkeitsreibungskupplung
(Reibungsventilatorantriebs) bei welcher die vorliegende Erfindung
verwendet werden kann. Die in 1 dargestellte
Fluidkupplung kann gemäß der oben
genannten US-A-5 152 383 aufgebaut sein. Für den Fachmann sollte sich
verstehen, dass die verbesserte Ventilanordnung der Erfindung auch
mit verschiedenen anderen Typen von Flüssigkeitsreibungskupplungen
verwendet werden kann.
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Die Fluidkupplung von 1 beinhaltet ein allgemein
mit 11 bezeichnetes Eingangskupplungsbauteil und eine allgemeinen
mit 13 bezeichnete Ausgangskupplungsbaugruppe. Die Ausgangskupplungsbaugruppe 13 beinhaltet
ein druckgegossenes Gehäusebauteil 15 und
ein druckgegossenes Abdeckteil 17, wobei die Bauteile 15 und 17 in
bekannter Weise durch eine Umbördelung
des äußeren Umfangs
des Abdeckteils 17 miteinander verbunden werden. Die Fluidkupplung
ist dazu ausgelegt, von einer flüssigkeitsgekühlten Maschine
angetrieben zu werden, die wiederum einen (hier nicht dargestellten) Kühler-Kühlventilator antreibt. Der
Ventilator kann durch eine Mehrzahl von (hier ebenfalls nicht dargestellten)
Schraubmuttern an dem Gehäusebauteil 15 befestigt
sein. Es versteht sich jedoch, dass sich die Verwendung der vorliegenden
Erfindung auf keine spezielle Fluidkupplungskonfiguration bzw. keine spezielle
Anwendung dieser Konfiguration begrenzt, solange dies im folgenden
nicht spezifisch erwähnt wird.
Die Fluidkupplung ist in 1 einer
vereinfachten Darstellung halber fragmentarisch dargestellt und es
sollte sich verstehen, dass die nicht dargestellten äußeren radialen
Bereiche der Kupplung in ihrer Konstruktion und Funktion konventionell
beschaffen sein können.
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Die Fluidkupplung beinhaltet eine
Eingangswelle 21, auf die das Eingangskupplungsbauteil 11 montiert
ist. Die Eingangswelle 21 wird typischerweise mittels eines
Flansches 23 drehbar angetrieben, der auf einen zusammen
passenden Flansch einer Motorwasserpumpe geschraubt sein kann. Die
Eingangswelle 21 fungiert als eine Stütze für den inneren Laufring eines
Lagersatzes 25, der auf dem Innendurchmesser des Gehäusebauteils 15 sitzt.
Das vordere Ende (linkes Ende in 1)
der Eingangswelle 21 ist innerhalb eines Lagersatzes 27 aufgenommen,
der innerhalb einer Öffnung
angeordnet ist, die durch einen radial inneren Nabenbereich 29 des Abdeckteils 17 ausgebildet
ist. Infolgedessen bewirkt eine Drehung der Eingangswelle eine Drehung
des Eingangskupplungsbauteils 11.
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Das Gehäusebauteil 15 und
das Abdeckteil 17 wirken zur Ausbildung einer Fluidkammer
zusammen, die mittels eines plattenförmigen Bereichs 31 des
Abdeckteils 17 in eine Fluidarbeitskammer 33 und
eine Fluidspeicherkammer 35 unterteilt ist. Somit ist ersichtlich,
dass das Eingangskupplungsbauteil 11 innerhalb der Fluidarbeitskammer 33 angeordnet
ist.
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Das Abdeckteil 17 weist
ein generell ringförmiges
Abdeckteil 37 auf, das einen Speicher ausbildet und generell
konzentrisch um eine Drehachse A der Kupplungsvorrichtung angeordnet
ist und weiterhin einen generell ringförmigen Wellenabstützbereich 39 ausbildet.
Eine ferromagnetische Ventilwelle 41, die sich nach außen (in 1 nach links) durch das
Abdeckteil 37 hindurch erstreckt, ist innerhalb des Wellenabstützbereichs 39 ist
nichtdrehbar angeordnet. Im Zusammenhang mit der nachfolgenden Beschreibung
der vorliegenden Erfindung wird die Ventilwelle 41 Gründen halber,
die im folgenden deutlich werden, auch als eine "Ankerwelle" bezeichnet. Benachbart zu dem inneren
Ende (rechtes Ende in 1)
der Ventilwelle 41 ist ein Ventilarm 43 angeordnet,
der nachfolgend ausführlicher
beschrieben werden wird. Eine Bewegung des Ventilarms 43 steuert
den Fluidstrom von der Speicherkammer 35 zu der Arbeitskammer 33 durch
eine Füllöffnung 45 (siehe 5), die in der Ventilplatte 31 ausgebildet
ist.
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Das Abdeckteil 17 bestimmt
einen (hier nicht dargestellten) Axialdurchlass, der in Verbindung
mit der Fluidarbeitskammer 33 steht, und einen generell radialen
Durchlass 47, der für
eine Fluidverbindung von dem Axialdurchlass zu der Fluidspeicherkammer 35 sorgt.
Benachbart zu dem Axialdurchlass ist ein (ebenfalls hier nicht dargestelltes)
Wischer- oder Pumpenelement vorgesehen, das betätigbar ist, um mit dem relativ
rotierenden Fluid in der Arbeitskammer 33 in Eingriff zu
treten und um einen lokalen Bereich von relativ höherem Fluiddruck
zu erzeugen. Somit ist der Wischer kontinuierlich betätigbar,
um eine kleine Menge an Fluid zurück in die Fluidspeicherkammer 35 durch
den Axialdurchlass und den radialen Durchlass 47 zu pumpen,
was für
den Fachmann auf dem Gebiet von Fluidkupplungen wohlbekannt ist.
In den 1 und 2 sind der Ventilarm 43 und
der radiale Durchlass 47 einer vereinfachten Illustration
halber beide als auf der gleichen Ebene liegend dargestellt; es
versteht sich jedoch, dass sie tatsächlich nicht in der gleichen
Ebene liegen, sondern stattdessen in Umfangsrichtung gegeneinander
versetzt sind.
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Erneut auf 1 Bezug nehmend weist bei der vorliegenden
Ausführungsform
der Erfindung das Eingangskupplungsbauteil 11 vor- und
rückwärtige Oberflächen auf
, die Mehrzahlen von ringförmigen Stegen 51 bzw. 53 ausbilden.
Die benachbarten Oberflächen
des Abdeckteils 17 und des Gehäusebauteils 15 bilden
Mehrzahlen von ringförmigen
Stegen 55 bzw. 57 aus. Die Stege 51 und 55 und
die Stege 53 und 57 sind miteinander verzahnt,
um dazwischen vordere und rückwärtige serpentinenförmige Viskositätsschenäume zu bestimmen,
die im folgenden ebenfalls durch die Bezugsziffern 51–55 und 53–57 gekennzeichnet
sein können.
Angesichts der oben genannten US-Patentschriften wird davon ausgegangen,
dass sich für
den Fachmann die Konstruktion und der Betrieb des in 1 dargestellten und bislang
beschriebenen Teils der Fluidkupplung einschließlich der verschiedenen Durchflusspfade
für das
darin enthaltene viskose Fluid umfänglich verstehen. Wenn Drehmoment
von dem Fahrzeugmotor durch die Eingangswelle 21 zu dem
Eingangskupplungsbauteil 11 übertragen wird, besteht die
Folge in einer Scherung des in den Schenäumen 51–55 und 53–57 enthaltenen
viskosen Fluids, was zu der Übertragung
von Drehmoment zu der Ausgangskupplungsbaugruppe 13 und
zu dem Kühlventilator
führt.
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Immer noch auf 1 Bezug nehmend ist an dem Abdeckteil 17 eine
generell mit 61 bezeichnete Betätigungsbaugruppe
befestigt, die benachbart zu einer vorderen Oberfläche 62 des
Abdeckteils 37 angeordnet ist. Die Baugruppe 61 kann
auch als "fernerfassend" bezeichnet werden,
da sie auf ein elektrisches Eingangssignal anspricht, das von einer
entfernten Stelle übertragen
wird, an der Veränderungen eines
vorbestimmten Zustands erfasst werden, wobei diese Veränderungen
in dem vorbestimmten Zustand durch Veränderungen in dem zu der Betätigungsbaugruppe 61 übertragenen
elektrischen Signal repräsentiert
werden. Typischerweise ist der erfasste vorbestimmte Zustand die
Temperatur des flüssigen
Kühlmittels
in dem Fahrzeugmotorblock. Die Baugruppe 61 wird als eine "Betätigungs"-Baugruppe bezeichnet,
da sie die Betätigung
des Ventilarms 43 in Ansprechen auf die Veränderungen
in dem elektrischen Eingangssignal bewerkstelligt. Genauer besteht
die Funktion der Betätigungsbaugruppe 61 in
einem Wegdrehen des Ventilarms 43 von seiner normalen Position,
bei der die Füllöffnung 45 abgedeckt
ist (der außer
Eingriff stehende Zustand der Fluidkupplung) hin zu einer Position,
in welcher der Ventilarm 43 die Füllöffnung 45 freigibt
(der in Eingriff stehende Zustand), wenn die Temperatur des Kühlmittels
ansteigt. Die Konstruktion und Funktion der Betätigungsbaugruppe 61 sind
mit Bezug auf das oben genannte US-A-5 152 383 besser verständlich, und
da die Einzelheiten der Betätigungsbaugruppe 61 kein
wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung darstellen, werden
diese hier nicht ausführlich
beschrieben werden.
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Immer noch auf 1 Bezug nehmend ist ersichtlich, dass
die Betätigungsbaugruppe 61 im Axialschnitt
generell C-förmig
ist, um darin eine Elektromagnetspule 63 aufzunehmen, die
für den
Fachmann wohlbekannt ist und typischerweise auf einem Plastikspulenkörper aufgewickelt
ist. Die Spule 63 empfängt
durch eine Leitung 64 ein elektrisches Eingangssignal,
wobei sich versteht, dass dieses im folgenden auch das Eingangssignal
repräsentiert.
Die Betätigungsbaugruppe 61 steht
mit einem äußeren Laufring
eines Kugellagersatzes 65 in Eingriff, wobei dessen innerer
Laufring um die Ventilwelle 41 herum angeordnet ist.
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Um das rechte Ende der Welle 41 (in 1) herum ist eine generell
mit 67 bezeichnete ferromagnetische Ankerbaugruppe angeordnet. Zwischen
der ferromagnetischen Welle 41 und dem fenomagnetischen
Anker 67 ist vorzugsweise eine nicht eisenhaltige Lageroberfläche oder
Lagerhülse 69 vorgesehen,
die ein Material mit niedriger Reibung wie z. B. ein Bronze- oder
keramisches Material aufweist. Der Ventilarm 43, der nachfolgend
ausführlicher
beschrieben werden wird, ist mittels eines Paars Nieten 71 an
einer transversalen Oberfläche
des Ankers 67 befestigt, sodass der Ventilarm 43 an
dem Anker 67 angebracht ist und sich mit ihm auf eine nachfolgend zu
beschreibende Weise dreht. Um einen zylindrischen Bereich des Ankerbauteils 67 herum
ist eine Torsionsrückstellfeder 72 angeordnet,
deren Funktion in einem Vorspannen des Ankers und somit des Ventilbauteils 43 zu
seiner geschlossenen Stellung hin wie in 5 dargestellt besteht. In der vorliegenden
Ausführungsform
und lediglich beispielshalber spannt nur die Rückstellfeder 72 den
Ventilarm 43 zu der geschlossenen Stellung hin vor, so
dass es wichtig ist, auf den Ventilarm 43 einwirkende Fremdkräfte wie
den Viskositätszugwiderstand
zu minimieren.
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Nun auf die 3 und 4 in
Zusammenhang mit 2 Bezug
nehmend kann das Ankerbauteil 67 gemäß dem oben genannten US-A-5
152 333 angefertigt sein, obgleich es sich versteht, dass die vorliegende
Erfindung hierauf nicht beschränkt
ist. An dem Ankerbauteil 67 ist eine separate gestanzte
Platte 73 befestigt, die hier als mittels eines Paars Nieten 75 angebracht
dargestellt ist. Ebenfalls beinhaltet die Platte 73 ein
Paar Löcher 77,
die derart zur Aufnahme der Nieten 71 ausgelegt sind, dass
die Löcher 77 und
die Nieten 71 zusammen eine Befestigungsstelle für den Ventilarm 43 relativ
zu dem Anker 67 ausbilden. Es sollte sich verstehen, dass
für die
meisten Zwecke die Bezüge
auf den Anker 67 den Einschluss des separaten Plattenbauteils 73 beinhalten,
und dass es im Rahmen der Erfindung liegt, dass der Anker 67 und
die Platte 73 aus einem einzelnen unitären Bauteil bestehen könnten.
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Gemäß eines wichtigen Aspekts der
Erfindung weist das Plattenbauteil 73 einen erhöhten Bereich 79 auf,
der vorzugsweise radial zwischen der Befestigungsstelle 71, 77 und
der Drehachse A angeordnet ist. Wenn der Ventilarm 43 an
dem Anker 67 und der Platte 73 mittels der Löcher 77 und
Nieten 71 befestigt ist, kommt der erhöhte Bereich 79 mit
einer vorderen Oberfläche 81 (siehe 2) des Ventilarms 43 in
Eingriff, der auch eine rückwärtige Oberfläche 83 beinhaltet.
Der Ventilarm 43 weist einen Bereich 85 auf, der
für eine
Abdeckung des Füllanschlusses 45 vorgesehen
ist und daher auch als ein "Anschlussabdeckbereich" 85 bezeichnet
werden kann. Der Effekt des erhöhten
Bereichs 79 besteht im Vorspannen des Anschlussabdeckbereiches 85 zu
einem ziemlich engen abdichtenden Eingriff mit der Oberfläche des
plattenförmigen
Bereichs 31 hin, wobei die Oberfläche im folgenden ebenfalls
die Bezugsziffer "31" trägt. Die
verbesserte Abdichtung des Ventilarms 43 und spezifisch
des Bereichs 85 gegen die Oberfläche 31 führen zu
einer geringeren Fluidleckage von der Speicherkamrner 35 in
die Arbeitskammer 33 während
den Zeiträumen,
in denen ein Leerlauf- (außer
Eingriff stehender) Betrieb erwünscht
ist. Von nahezu gleicher Wichtigkeit ist der Umstand, dass diese
verbesserte Dichtung auf eine Weise bewerkstelligt wird, die keine
engeren Toleranzen für
die verschiedenen Komponenten erfordert.
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Nun auch auf die 5 und 6 Bezug
nehmend wird ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung beschrieben.
In der vorliegenden Ausführungsform
und lediglich beispielshalber wird der durch den plattenförmigen Bereich 31 ausgebildete Füllanschluss 45 von
einer dünnen
gestanzten Platte 87 abgedeckt (die durch die Öffnung 45 in 5 sichtbar ist). Die Platte 87 bestimmt
eine Öffnung 89, die
der tatsächliche
Füllanschluss
ist. Der Anschlussabdeckbereich 85 des Ventilarms 43 beinhaltet
eine kleine Protuberanz (oder "Vertiefung") 91, die
an der rückwärtigen Oberfläche 83 des
Ventilarms angeordnet ist. Die Vertiefung 91 funktioniert
nach Art eines Nockens, während
sich der Ventilarm 43 von seiner geschlossenen Stellung
(5) weg bewegt und damit
beginnt (6), sich zu
seiner offenen Stellung hin zu bewegen.
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Wie sich für den Fachmann auf dem Gebiet von
Flüssigkeitsreibungskupplungen
versteht, liegt ein auf den Ventilarm 43 ausgeübter Viskositätszugwiderstand
(Oberflächenspannung)
vor, wenn versucht wird, den Ventilarm zu drehen, da er in flächigem Eingriff
mit der Oberfläche 31 steht.
Dieser Viskositätszugwiderstand
erhöht
wesentlich das Drehmoment, das dem Betätigungsglied 61 zugeführt werden
muss, um den Ventilarm 43 zu der offenen Stellung hin zu
bewegen; er erhöht
ebenfalls das Drehmoment, das von der Rückstellfeder 72 aufgebracht
werden muss, um den Ventilarm 43 zu der geschlossenen Stellung
hin zu bewegen. Wie anhand des Graphs von 7, der einen Betrieb ohne die Vertiefung 91 darstellt,
am einfachsten ersichtlich ist, führt der Viskositätszugwiderstand
an dem Ventilarm 43 zu einem unregelmäßigen Betrieb, d. h. zu einer übermäßigen Abweichung
der tatsächlichen
Ventilatordrehzahl von der theoretischen Ventilatordrehzahl ("Solldrehzahl"), die von dem Eingangssignal
an die Spule 63 befohlen wird. Es ist ersichtlich, dass
die größte Abweichung
der tatsächlichen
Ventilatordrehzahl von der Solldrehzahl dann vorliegt, wenn sich der
Ventilarm 43 von seiner nahezu vollkommen offenen Stellung
hin zu seiner geschlossenen Stellung zu bewegen beginnt. An diesem
Punkt besteht die maximale Eingriffsoberfläche des Ventilarms und der
benachbarten Oberfläche
der gestanzten Platte 87.
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Nun hauptsächlich auf die 6 Bezug nehmend tritt die Vertiefung 91,
die sich normalerweise in die Füllöffnung 89 hinein
erstreckt, mit der Seite (oder tatsächlich der Ecke) der Füllöffnung 89 in
Eingriff, wenn sich der Ventilarm 43 von seiner geschlossenen
(außer
Eingriff stehenden) Position zu seiner offenen (in Eingriff stehenden)
Position hin bewegt. Das Ergebnis besteht in einer "Nocken"-Wirkung, wobei der
Eingriff der Vertiefung 91 ein Abheben des Anschlussabdeckbereichs 85 von
der Oberfläche
der Platte 87 und dadurch ein Unterbrechen der Oberflächenspannung
bewirkt, da sich der Bereich 85 nicht nur in Drehrichtung,
sondern um die axiale Abmessung der Vertiefung 91 auch
axial weg von der Platte 87 bewegt. Das Unterbrechen der
Oberflächenspannung
verringert den auf den Ventilarm 43 wirkenden Viskositätszugwiderstand,
was dazu führt,
dass weniger Drehmoment von dem Betätigungsglied 61 zur Bewegung
des Ventilarms ausgeübt
werden muss. Hat der Ventilarm 43 seine offene Stellung
erreicht, hält
die Vertiefung 91 den Ventilarm in Abstand von der benachbarten
Oberfläche,
und zwar wiederum um die axiale Abmessung der Vertiefung 91,
wodurch die Tendenz für
ein Auftreten des Viskositätszugwiderstands
während
einer nachfolgenden Bewegung des Ventilarms minimiert wird.
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Das praktische Ergebnis dieses reduzierten Zugwiderstands
ist in 8 ersichtlich,
in der die Abweichung der tatsächlichen
Ventilatordrehzahl von der erwünschten
oder theoretischen Ventilatordrehzahl wesentlich reduziert ist.
Somit ist es mit der vorliegenden Erfindung möglich, eine größere Abdichtkraft
auf den Ventilarm zu bewerkstelligen und die Leckage zu verringern,
während
gleichzeitig der Nachteil der erhöhten Abdichtkraft durch die
Reduzierung des Viskositätszugwiderstands
auf den Ventilarm bei seinem Öffnen überwunden
wird.
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Obgleich hier weder für den angehobenen Bereich 79 noch
für die
Vertiefung 91 Abmessungen angegeben sind, wird davon ausgegangen,
dass es im Vermögen
des Fachmanns liegt, anhand dieser Erfindung geeignete Abmessungen
für jeden
spezifischen Ventilatorantrieb und Entwurf der Ventilbaugruppe auszuwählen. Diese
Auswahl würde
Faktoren wie z. B. die Dicke und Flexibilität des Ventilarms, den Abstand
von den Nieten 71 zu dem Füllanschluss 89 usw.
zu berücksichtigen
haben.
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Obgleich die Vertiefung 91 im Zusammenhang
mit dem angehobenen Bereich 79 illustriert und beschrieben
worden ist, der den Ventilarm in einen dichtenden Eingriff mit der
benachbarten Oberfläche (entweder
des Bereichs 31 oder der Platte 87) hin vorspannt,
beschränkt
sich die Verwendung der Vertiefung 91 nicht hierauf. Vielmehr
könnte
die Vertiefung 91 in jeder Ventilatorantrieb-Ventilarmanwendung
verwendet werden, in der eine Reduzierung des Viskositätszugwiderstands
auf den Ventilarm erwünscht
ist, wodurch die Größe des Drehmoments verringert
wird, das für
eine Drehung des Ventilarms notwendig ist. Ebenfalls ist es kein
wesentliches Merkmal der Erfindung, dass die Vertiefung 91 innerhalb
des Füllanschlusses 89 (oder
45) angeordnet ist, wenn der Ventilarm geschlossen wird. In bestimmten
Ventilatorantriebsentwürfen
kann eine Reduzierung von für
das Drehen des Ventilarms erforderlichem Drehmoment ein derartig
maßgebliches Ziel
sein (d. h. dass dies sogar noch wichtiger ist als eine gute Abdichtung),
so dass die Vertiefung 91 immer derart angeordnet werden
kann, dass sie niemals innerhalb der Fläche des Füllanschlusses liegt. In diesem
Fall stellt die Vertiefung sicher, dass stets eine axiale Abtrennung
zwischen der benachbarten Oberfläche
und dem Ventilarm vorliegt. Zum Beispiel könnte die Vertiefung relativ
zu dem Füllanschluss entweder
radial innen oder außen
liegend angeordnet werden.
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Die Erfindung ist in der obigen Beschreibung ausführlich erläutert worden,
und es wird davon ausgegangen, dass sich für den Fachmann anhand dieser
Beschreibung verschiedene Abänderungen
und Modifizierungen der Erfindung ergeben. Es ist beabsichtigt,
dass sämtliche
derartigen Abänderungen und
Modifizierungen in der Erfindung eingeschlossen sind, solange sie
in den Rahmen der beiliegenden Ansprüche fallen.