DE69923524T2

DE69923524T2 - Lüfter für Kraftwagen mit einer elektromagnetischen Kupplung

Info

Publication number: DE69923524T2
Application number: DE69923524T
Authority: DE
Inventors: Piercarlo Boffelli; Fabio Natale; Erminio Depoli; Claudio Bellotti
Original assignee: Baruffaldi SpA
Current assignee: Baruffaldi SpA
Priority date: 1998-11-19
Filing date: 1999-11-12
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2019-11-13
Also published as: EP1002940A3; EP1002940A2; US6468163B1; ITMI982510A1; IT1303836B1; EP1002940B1; DE69923524D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Übertragung der Bewegung zu Lüftern zum Kühlen der Kühlflüssigkeit von Kraftfahrzeugen, wobei die Vorrichtung eine elektromagnetische Kupplung aufweist mit einer vorderen magnetischen Verbindung und einstellbarem Induktionsstrom.
Es ist bekannt, dass in dem technischen Sektor, welcher sich auf das Kühlen und die Kühlflüssigkeit bezieht, die in Kraftfahrzeugkühlern enthalten ist, die Notwendigkeit besteht, Luft auf den Kühler selbst zu bringen, um eine schnellere Wärmedissipation von der Flüssigkeit nach außen zu erzielen, wobei der erzwungene Luftstrom dadurch erzielt wird, dass eine Rotation eines Lüfters veranlasst wird, welcher normalerweise entweder auf der Welle der Wasserpumpe oder einer angetriebenen Welle montiert ist, welche eine Scheibe trägt, die von einem Riemen angetrieben wird, welcher durch die Kurbelwelle bewegt wird.
Es ist auch bekannt, dass der Lüfter so hergestellt sein muß, dass er sich nur dreht, wenn eine gewisse vorbestimmte Wassertemperatur erreicht ist, wobei die Temperatur mittels eines Thermostaten detektiert wird, der eine elektromagnetische Kupplung betätigt, wobei das Schließen der Kupplung eine Drehung des Lüfters startet.
Die elektromagnetischen Kupplungen haben jedoch den Nachteil, dass sie eine Drehung des Lüfters mit der Drehgeschwindigkeit der angetriebenen Scheibe beginnen, ohne dass die Möglichkeit besteht, die Drehgeschwindigkeit des Lüfters zu variieren, wobei dies von der Variation in der Betriebsgeschwindigkeit des Lüfters abhängt.
Insbesondere muß ein Kraftfahrzeuglüfter in der Lage sein, sich zu drehen:

– bei einer niedrigeren Geschwindigkeit als die Geschwindigkeit der Antriebswelle zum Kühlen, und zwar unter Bedingungen, wenn eine niedrige externe Temperatur vorherrscht;
– bei einer Geschwindigkeit, welche gleich oder sogar größer ist als jene der Antriebswelle, wenn höhere externe Temperaturen vorliegen oder wenn Bedingungen gegeben sind, welche eine Überhitzung des Motors verursachen;
– mit einer Null-Geschwindigkeit, oder der Lüfter dreht sich überhaupt nicht oder verbleibt im Leerlaufzustand bezüglich der Antriebswelle, wenn insbesondere niedrigere Temperaturen vorliegen, bei denen eine weitere Kühlung keinen Sinn hat oder sogar schädlich sein kann.

Bei dem Versuch, diese Anforderungscharakteristiken zu erzielen, sind Kupplungen in Mischbauweise entwickelt worden, welche elektromagnetisch betriebene Reibkupplungen und Antriebskupplungen aufweisen, welche auf dem Einsatz von parasitären Strömen basieren, welche durch die Drehung eines leitfähigen Elementes in der Nähe der Permanentmagnete erzeugt werden.
Diese Lösung ist z. B. aus der DE-32 03 143 bekannt, welche eine Anordnung beschreibt, bei der die Kurbelwelle mit dem Rotor einer elektromagnetischen Kupplung verbunden ist, an welcher ein Läufer, der mit dem Lüfter verbunden ist, für einen Direktantrieb gekoppelt ist, wobei für langsame Geschwindigkeiten das Eingreifen zwischen einer leitfähigen Scheibe, welche sich zusammen mit der Antriebswelle dreht, und den einstückig mit dem Lüfter ausgebildeten Per manentmagneten genutzt wird, wobei das Eingreifen eine Übertragung der Bewegung bei einer niedrigen Geschwindigkeit wegen des Relativschlupfes zwischen den beiden Teilen verursacht.
Bei dieser Lösung ist es jedoch nicht möglich, entweder den Leerlaufzustand (Anhaltezustand) des Lüfters oder eine Geschwindigkeit zu erzielen, welche größer ist als jene der Antriebswelle.
Um diese Nachteile zu überwinden, wird in EP-0 317 703 eine Kupplung vorgeschlagen, welche die Lösung der zuvor beschriebenen Veröffentlichung DE-32 03 143 aufgreift, wobei auch eine zweite elektromagnetische Kupplung vorgesehen ist, welche in Kombination mit der anderen in der Lage ist, drei unterschiedliche Betriebsbedingungen zu erzielen, wobei jedoch keine Geschwindigkeit des Lüfters erzielt wird, welche größer ist als jene der Antriebswelle.
Beide Lösungen haben auch eine strukturelle Begrenzung aufgrund der Tatsache, dass die langsame Geschwindigkeit durch die Größe des Elektromagneten vorbestimmt ist, welcher das Betriebssystem für die Kupplung bildet, und es ist daher nicht möglich, die langsame Drehgeschwindigkeit des Lüfters in einen variablen Bereich zu regulieren, welcher zu den tatsächlichen Temperaturbedingungen des Motors zugehörig ist. Ein solcher Stand der Technik ist auch in der DE-34 43 523 und DE-42 07 709 offenbart.
Das technische Problem, welches sich daher stellt, liegt darin, eine Vorrichtung zur Übertragung der Drehbewegung zu einem Lüfter zu schaffen, welcher die Kühlflüssigkeit eines Kraftfahrzeuges kühlt, welche durch ein einziges Betätigungsmittel betätigt wird und welche es dem Lüfter erlaubt, mit einer Umdrehungszahl zu laufen, welche gemäß der jeweiligen Kühlanforderung des Motors gesteuert und eingestellt werden kann, was auch die Möglichkeit beinhaltet, den Lüfter in dem Falle sehr niedriger Außentemperaturen in einem Anhalte zustand (Stillstand) zu belassen.
Mit diesem Problem ist auch eine weitere Anforderung verbunden, welche darin liegt, dass die Vorrichtung mittels einer direkten Erfassung der Temperatur der Kühlflüssigkeit gesteuert werden sollte, und eine Auswahl aus sowohl manuellem Betrieb als auch Automatikbetrieb zuläßt.
Diese technischen Probleme werden gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Vorrichtung zur Übertragung der Bewegung zum Lüfter, welcher die Kühlflüssigkeit eines Kraftfahrzeuges kühlt, gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere Details können aus der nachfolgenden Beschreibung eines nicht begrenzenden Beispiels der Ausführungsform der Erfindung in Bezug auf die angehängten Zeichnungen erfahren werden, in welchen zeigen:
1 einen schematischen Axialschnitt durch die Vorrichtung zur Übertragung einer Bewegung zum Lüfter gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Asynchroninduktionskupplung;
2 einen Querschnitt entlang der Ebene, welche durch II-II in 1 angedeutet ist, welcher die Anordnung der vorderen Polschuhe des Rotors der Kupplung gemäß 1 darstellt;
3 einen Querschnitt entlang der Ebene, welche durch III-III in 1 angedeutet ist, wobei die Scheibe des leitfähigen Materials dargestellt ist;
4 einen schematischen Axialschnitt durch die Vorrichtung zum Übertragen der Bewegung zum Lüfter gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Synchroninduktionskupplung;
5 einen Querschnitt entlang der Ebene, welcher durch V-V in 4 angedeutet ist, wobei die Anordnung der vorderen Polschuhe des Rotors der Kupplung gemäß 4 dargestellt ist;
6 einen Querschnitt entlang der Ebene, welche durch VI-VI in 4 angedeutet ist, wobei die zugehörige Scheibe des leitfähigen Materials dargestellt ist;
7 einen Querschnitt ähnlich zu jenem von 1 einer ersten Variation eines Beispiels der Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung;
8a, 8b einen Querschnitt ähnlich jenen von 1 einer zweiten Variation eines Beispiels der Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung;
9a, 9b einen Querschnitt ähnlich zu jenem von 1 einer dritten Variation eines Beispiels einer Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung;
10, 11 einen Querschnitt ähnlich zu jenem von 1 einer vierten Variation eines Beispiels der Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung;
12 einen Querschnitt ähnlich zu jenem von 1 einer fünften Variation eines Beispiels der Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung;
13 einen Querschnitt ähnlich zu jenem von 1 einer sechsten Variation eines Beispiels der Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung;
14 einen Querschnitt ähnlich zu jenem von 1 einer siebten Variation eines Beispiels der Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung;
15 einen Querschnitt ähnlich zu jenem von 1 einer achten Variation eines Beispiels der Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Erfindung.
Wie aus 1 ersichtlich ist, ist die Vorrichtung zur Übertragung einer Bewegung zu einem Kühllüfter 1 für ein Kraftfahrzeug zwischen dem Lüfter selbst und einer Betätigungswelle 2 angeordnet, und zum besseren Verständnis der Beschreibung ist mit Längsrichtung die Richtung gemeint, welche parallel zur Längsrichtung der Betätigungswelle 2 ist.
Der Lüfter 1 ist mit einer Platte 1a verbunden, welche auf der Welle 2 mittels eines Lagers 1b montiert ist.
Bei einer ersten Ausführungsform umfasst die Übertragungsvorrichtung: eine Induktionskupplung 10, welche einen Elektromagneten 11 aufweist, welcher durch eine ringförmige Wicklung 11a gebildet ist, die in einer ringförmigen, C-förmigen, Leichteisenhalterung 11b eingesetzt ist, die mit einer zugehörigen Scheibe 11c verbunden ist, die mittels eines Lagers 11d konzentrisch auf der Welle 2 montiert ist; die Scheibe 11c und die Wicklung 11a sind daher bezüglich der Welle 2 freilaufend und sind mittels eines Stiftes 11e in der Rotation fixiert, welcher in der Längsrichtung und einstückig mit dem Motorgehäuse angeordnet ist.
Die Wicklung 11a kann mit Strömen beaufschlagt werden, welche z. B. mittels eines Potentiometers oder einer äquivalenten Steuerungseinheit 100 (durch gestrichelte Linien in 1 dargestellt) extern gesteuert werden.
Die Welle 2 besitzt auch, koaxial auf ihr montiert, einen Rotor 12, der durch einen Zentralkörper 12a gebildet ist, welcher drehfest mit der Welle 2 verbunden und durch einen radialen Umfangsteil 13 im wesentlichen in der Form eines invertierten "L" gebildet ist, welcher zusammen mit dem Körper 12a einen Sitz 13a bildet, der so konstruiert ist, dass er teilweise den Elektromagneten 11 aufnimmt.
Genauer betrachtet (2) sind der Längsarm 13b und der Radialarm 13c des "L" aus magnetisierbarem Material hergestellt, und die Innenkante des Radialarms 13c ist mit Schuhen 13d geformt, welche sich radial in Richtung zur Drehachse in regelmäßigen Winkelabständen erstrecken.
Die Radialschuhe 13d definieren daher eine zugehörige Anzahl von Radialsitzen 13e, welche ein Eingreifen mit zugehörigen Radialschuhen 12d und Sitzen 12e in den Zentralkörper 12a des Rotors 12 ermöglichen.
Das Eingreifen zwischen den beiden Teilen wird mittels einer Masse aus Isoliermaterial 14 erzielt, welche z. B. durch Schweißlöten aufgebracht wird.
Die Induktionskupplung 10 wird durch einen Ring 15 aus leitfähigem Material, wie z. B. Kupfer, vervollständigt. Die Dicke des Rings muß derart ausgebildet sein, dass ein Kontakt mit dem Rotor 12 verhindert wird, wobei bezüglich des Rotors jedoch der Ring in einem Mindestabstand gehalten werden muß, um eine Verbindung der Flußlinien des magnetischen Feldes zu fördern, wie dies aus den nachfolgenden Erläuterungen deutlicher wird.
Auf diese Weise bildet der Rotor das vordere Verbindungselement der Induktionskupplung, und seine Schuhe 13b bilden den N-Pol (Nordpol = +), und seine Schuhe 12d bilden den S-Pol (Südpol = –), welcher eine magnetische Indukti on in asynchroner Art mit der vorderen Verbindung herstellen, wodurch es möglich ist, eine Drehung des Rings 15 und somit des Lüfters 1 zu verursachen.
Der Betriebsmodus der Kupplung ist wie folgt:

– Ein Strom wird zum Elektromagneten 11a zugeführt, welcher parasitäre Ströme erzeugt, die ein magnetisches Feld aufbauen, wobei die Flußlinien des magnetischen Feldes mit dem Ring 15 verbunden sind;
– Zur gleichen Zeit schafft die Drehung des Rotors 12, welcher sich zusammen mit der Welle 2 dreht, die alternierende Passierbewegung der Polaritäten 12d (= N) und 13e (= S) innerhalb des Luftspaltes zwischen dem Elektromagneten 11 und dem Ring 15, wodurch eine Variation in dem Fluß verursacht wird, welche dazu führt, die Rotation des leitfähigen Ringes 15 und daher des Lüfters 1 zu verursachen.

Weil auf diese Weise der Ring 15 mit einem gewissen Schlupf bezüglich des Rotors 12 angetrieben wird, wird der Lüfter 1 daraufhin mit einer niedrigeren Geschwindigkeit als jener der Antriebswelle 2 rotieren.
Durch Einstellen des Erregerstroms des Elektromagneten 11 ist es daher möglich, das induzierte Magnetfeld und daher die Drehgeschwindigkeit des Lüfters 1 einzustellen, welcher imstande ist, von einem Stillstand oder Anhaltezustand (Strom = 0) zu einem Zustand mit voller Drehzahl (Strom = MAX) zu fahren, wobei er durch Zwischenzustände hindurchläuft, welche durch Einstellen des Erregerstroms des Elektromagneten im wesentlichen kontinuierlich einstellbar sind, wobei dies durchgeführt werden kann, indem sehr einfache und preisgünstige Vorrichtungen 100 verwendet werden, welche in einem Abstand von der Vorrichtung jedoch in der Nähe des Benutzers positioniert sind, der imstande ist, eine manuelle Einstellung durchzuführen, oder auch mit program mierbaren Zentralsteuerungseinheiten verbunden ist, welche die Drehgeschwindigkeit des Lüfters auf der Basis der realen Temperaturbedingungen automatisch einstellen, die während der unterschiedlichen Verwendungsbedingungen auftreten.
Die 4 bis 6 zeigen die Synchronausführungsform der Induktionskupplung gemäß der Erfindung, bei der der leitfähige Ring 115, welcher mit der Platte 1a des Lüfters 1 verbunden ist, mittels kreisförmiger Randabschnitte oder Kranzabschnitte 115a gebildet ist, welche in einem Paar konzentrischer Scheiben 115b und 115c angeordnet sind, welche die genannten Segmente kurzschließen.
Auf diese Weise korrespondiert jedes Paar der radialen Schuhe 13d und 12d des Rotors 12 mit einem einzelnen Segment 115a der leitfähigen Scheibe 115, und ein Betrieb der vorderen Verbindungsgruppe wird synchron.
7 zeigt eine erste Variation eines Beispiels der Ausführungsform der Asynchronvorrichtung gemäß der Erfindung, bei der Elektromagnet 111 so vorgesehen ist, dass die ringförmige C-förmige Halterung 111b der Wicklung 111a einen Permanent-Ringmagneten 111g auf der radialen Endwand besitzt.
Bei dieser Ausführungsform ist daher der leitfähige Ring 15 des Lüfters 1 immer mit dem Rotor 12 verbunden, und die Einstellung seiner Geschwindigkeit wird durch eine Stromzufuhr zum Elektromagneten 111 durchgeführt, welcher in erregtem Zustand ein Magnetfeld erzeugt, welches dazu tendiert, das Permanentmagnetfeld zu neutralisieren.
Das Einstellen der Höhe des zugeführten Stroms zum Elektromagneten 111 verursacht ein zugehöriges Einstellen der Höhe des Restmagnetfeldes und daher der Drehgeschwindigkeit des Lüfters.
8a, 8b zeigen ein weiteres Beispiel der Ausführungsform der Asynchronübertragungsvorrichtung, bei der die Induktionskupplung 11 mit einer Elektromagnet-Reibkupplung 200 assoziiert ist.
Insbesondere besitzt die Vorrichtung einen Rotor 212 mit einem zweiten C-förmigen Sitz 213, welcher konzentrisch zu dem vorherigen Sitz ist und konstruiert ist, teilweise einen zweiten Elektromagneten 211 aufzunehmen; auf der gegenüberliegenden Seite des Elektromagneten 211 besitzt der Rotor 212 Sitze 220, welche konstruiert sind, jeweilige Federn 221 aufzunehmen, welche gegen eine Scheibe 223 des Reibmaterials drücken, welches auf dem Rotor 212 mittels Stiften 223a montiert ist.
Auf diese Weise rotiert die Scheibe 223 zusammen mit dem Rotor, ist jedoch auch in der Lage, eine translatorische Bewegung in Richtung zur Scheibe 1a oder von der Scheibe 1a fort durchzuführen, welche den Lüfter 1 hält, wobei insbesondere die Scheibe 223 stets in Kontakt mit dem Ring 15 durch die Federn 221 gedrückt wird (8a), und umgekehrt wird die Scheibe vom Ring 1a durch die magnetische Anziehung gelöst, welche durch die Erregung des Elektromagneten 211 geschaffen wird.
Durch diese Konfiguration ist es möglich, eine Drehung des Lüfters mit einer Umdrehungszahl zu erzielen, welche äquivalent zu jener der Betätigungswelle (Elektromagneten 11 und 211 stromlos) ist, oder eine langsamere Drehung mit einer kontinuierlich einstellbaren Umdrehungszahl zu erzielen, wenn die Induktionskupplung 11 gegriffen hat und die Reibkupplung ausgekuppelt ist (Elektromagnete 11 und 211 mit Strombeaufschlagung).
Ein ähnlicher Betrieb tritt bei den Ausführungen gemäß der 9a, 9b auf, wo die elektromagnetische Reibkupplung 200 durch den Elektromagneten 211 und durch eine Vorrichtung 323 gebildet ist, welche mit der Halterung 1a des Lüfters 1 mittels eines federnden Elementes 323a verbunden ist, so dass eine Stromversorgung des Elektromagneten 211 (9a) ein Rückholen der Vorrichtung 323 und der Direktantriebsverbindung des Lüfters mit dem Rotor 212 verursacht, während ein Stromlosschalten des Elektromagneten 211 und eine Stromversorgung des Elektromagneten 11 (9a) eine Drehung des Lüfters 1 bei einer niedrigeren Geschwindigkeit als der Rotor 212 erlaubt, wobei mittels einer Einstellung des Erregerstroms der Wicklung 11 die Geschwindigkeit kontinuierlich einstellbar ist.
10 zeigt eine Übertragungsvorrichtung gemäß der Erfindung, bei der die Bewegung des Rotors 412 mittels einer Scheibe 2a übertragen wird, welche durch einen Zahnriemen 2b angetrieben wird, der mit einer Antriebswelle (nicht dargestellt) verbunden ist. Zusätzlich zur Induktionskupplung 11, 15 weist die Vorrichtung eine Reibkupplung 400 auf, welche konzentrisch zur Induktionskupplung ist, welche eine Scheibe 423 aufweist, die aus einem Reibmaterial einstückig mit der Halterung 1a des Lüfters 1 ist, und wobei die Reibkupplung eine Scheibe 423b aufweist, welche auf drehbare Weise einstückig mit dem Rotor 412 ist, wobei die Scheibe 423b bezüglich des Rotors translatorisch hinbewegt oder fortbewegt werden kann von der Scheibe 423, wobei diese Bewegung durch Stifte 423a geführt wird, und wobei die Bewegung als Folge eines Schubes eines Fluides erfolgt, welches in eine zugehörige Kammer 423c über Zuführleitungen 423d zugeführt wird.
11 zeigt eine Übertragungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, welche ähnlich zu jener von 10 ist, bei der die Schubhandlung auf die Scheibe 423b und damit der Eingriff der Reibkupplung 400 durch Federn 421 durchgeführt wird, welche in zugehörigen Sitzen 420 des Rotors 412 untergebracht sind, während die Schubhandlung, die durch das Fluid ausgeübt wird, welches zu einer Kammer 423c zugeführt wird, die Rückbewegung der Scheibe 423 in Richtung zum Rotor 412 und damit das Auskuppeln der Reibkupplung verursacht.
12 zeigt eine weitere Variation der Ausführungsform der Übertragungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die Vorderinduktionskupplung 11 mit variablem Strom zu einer ersten elektromagnetischen Eingreif-Reibkupplung 200 und einer zweiten magnetischen Eingreif-Reibkupplung 500 zugehörig ist, welche mit der Scheibe 1a, welche den Lüfter 1 trägt, mittels eines Planetengetriebes 550 verbunden sind.
Insbesondere besitzt eine fixe Welle 3 eine Scheibe 2a, welche auf der Welle über Lager 3a montiert ist, wobei die Scheibe veranlaßt wird, durch einen Zahnriemen 2b zu rotieren, welcher mit einer Welle des Fahrzeugmotors verbunden ist.
Der Rotor 512 besitzt drei konzentrische Sitze 13a, 213a und 513a, innerhalb derer die zugehörigen Elektromagnete 11, 211, 511 untergebracht sind.
Der Elektromagnet 511 ist konstruiert, um eine jeweilige Vorrichtung 523 anzuziehen, welche einstückig mit einem Planetenräderträger 551 des Planetengetriebes 550 ist, wobei die Vorrichtung 523 und der Planetenräderträger 551 zwischen ihnen eine federnde Membran 523a besitzen, die konstruiert ist, um einen Versatz der Vorrichtung in der Axialrichtung zu ermöglichen.
Wie aus der Figur ersichtlich ist, weist das Planetengetriebe 550 ein Sonnenrad 553 auf, welches auf der Welle 3 fixiert ist, wobei das Sonnenrad mit den Planetenrädern 551a in Eingriff ist, welche von dem zugehörigen Planetenräderträger 551 getragen werden und auch in die Scheibe 1a eingreifen.
Schließlich wird das Planetengetriebe 550 an der Vorderseite durch eine Ab deckung 554 verschlossen, welche konstruiert ist, um das Getriebe abgedichtet zu halten, um das Auslaufen von Schmiermittel zu vermeiden.
Das Arbeitsprinzip der Vorrichtung ist wie folgt:

– Um eine Umdrehungszahl des Lüfters zu erreichen, welche größer als die Umdrehungszahl der Scheibe 2a ist, wird der Elektromagnet 511 mit Strom versorgt, so dass die Vorrichtung 523 in Richtung zum Rotor 512 gezogen wird und mit dem Rotor 512 auf drehende Weise eingreift; auf diese Weise wird die Drehbewegung des Lüfters 1 mittels der Planetenräderträger 551, der Planetenräder 551a und der Scheibe 1a übertragen, und daher dreht sich der Lüfter 1 bezüglich der Scheibe 2a mit einer Umdrehungszahl, welche durch einen Faktor multipliziert ist, welcher von den Abmessungen des Planetengetriebes 550 abgeleitet ist.
– Um eine Drehgeschwindigkeit des Lüfters zu erzielen, welche gleich der Drehgeschwindigkeit der Scheibe 2a ist, wird der Elektromagnet 511 nicht mit Strom versorgt, und der Elektromagnet 211 wird mit Strom versorgt, wodurch die Vorrichtung 223 mit dem Rotor 11 in Eingriff gebracht wird; bei diesen Bedingungen wird die Bewegung des Lüfters 2 direkt über die Scheibe 1a übertragen, und der Lüfter dreht sich daher mit einer Umdrehungszahl, welche im wesentlichen identisch mit jener der Scheibe 2a ist.
– Um eine Geschwindigkeit des Lüfters zu erzielen, welche geringer als die Geschwindigkeit der Scheibe 2a ist, werden die Elektromagneten 511 und 211 nicht mit Strom versorgt, und der Induktionselektromagnet 11 wird mit Strom versorgt, wobei dies auch, wie dies schon dargestellt worden ist, eine Einstellung der Geschwindigkeit des Lüfters 1 ermöglicht.
– Um den Zustand zu erzielen, wo der Lüfter in einem Stillstand ist, reicht es aus, sämtliche Elektromagneten 11, 211 und 511 zu entkuppeln, wodurch vollständig der Lüfter entkuppelt ist, der auf der fixierten Welle 3 als Freiläufer montiert ist, wobei der Lüfter nicht im Stande ist, sich zu drehen, ausgenommen mittels der Verbindung mit der Scheibe 2a.

13 zeigt eine konstruktive Variation der Vorrichtung gemäß der 12, bei der der Eingriff der Zwischenreibkupplung, welche einen Direktantriebsbetrieb über die Antriebswelle schafft, durch die Schubkraft einer Feder 221 bestimmt wird, während das Entkuppeln der Kupplung durch Erregung der Wicklung 211 auf gleiche Weise bestimmt ist, wie es mit Bezug auf 8a beschrieben worden ist.
In 14 wird dargestellt, dass ein Betrieb der Reibkupplung mittels der Schubkraft eines Fluides erzielt wird, welches durch zugehörige Kammern zugeführt wird, welche zwischen dem Körper des Rotors 512 und Scheiben gebildet sind, welche mit dem Rotor auf drehende Weise einstückig sind, jedoch auf translatorische Weise vom Rotor fort und zum Rotor hin auf ähnliche Weise bewegbar sind, wie dies mit Bezug auf 10 beschrieben worden ist.
15 zeigt andererseits eine Ausführungsform, welche ähnlich zu jener von 14 ist, bei der die Zwischenreibkupplung 1211 die Verbindung des Lüfters 1 zum Rotor 1512 mittels Backen 1260 schafft, welche symmetrisch auf gegenüberliegenden Seiten einer Radialerstreckung 1215 der Halterung 1a des Lüfters 1 angeordnet sind und durch die Schubhandlung der Federn 1221, welche auf den Rotor 1212 reagieren, um die Erstreckung herumgreifen.
Mit dieser Konfiguration ist es möglich, die Axialschübe zu vermeiden, welche durch die Zwischenkupplung 1211 auf die Halterung 1a ausgeübt werden, welche selbst ein Moment auf das Haltelager des Planetengetriebes ausübt, wodurch die Lebensdauer des Lagers reduziert wird.
Sämtliche beschriebene Konfigurationen, welche das Eingreifen der Reibkupplungen mittels Federn vorsehen, gewährleisten im wesentlichen Sicherheitsbedingungen, welche zu einer Drehung des Lüfters und damit zu einer Kühlung auch in dem Fall eines elektrischen Fehlers führen, der eine korrekte Versorgung der unterschiedlichen Schaltkreise verhindert.

Claims

Vorrichtung zur Übertragung der Bewegung zum Lüfter (1), welcher die Kühlflüssigkeit eines Kraftfahrzeuges kühlt, umfassend: – Mittel (2; 2a, 2b) zum Erzeugen der Bewegung, auf welchen der Lüfter (1) mittels einer Mitlaufhalterung (1a) montiert ist, – eine Induktionskupplung (10) mit einer vorderen Verbindung, welche einen nicht umlaufenden Elektromagneten (11a, 11b) besitzt, – ein leitfähiges Element (15, 115), welches mit dem Lüfter (1, 1a) verbunden ist, – einen Rotor (12; 212; 312; 412; 512), welcher mit dem Betätigungsmittel (2, 2a) einstückig rotierend ist, wobei der Rotor zwischen dem Elektromagneten (11a, 11b) und dem leitfähigen Element (15; 115) angeordnet ist und versehen ist mit – einem ringförmigen variabel magnetisierbaren Teil (13) wobei – das ringförmige variabel magnetisierbare Teil (13) durch den nicht umlaufenden Elektromagneten (11a, 11b) magnetisiert wird, um Wirbelströme in dem leitfähigen Element (15; 115) zu erzeugen und das leitfähige Element (15; 115) mit dem ringförmigen Teil (13) für eine gemeinsame Rotation magnetisch koppelt, – die Induktionskupplung (11), welche ferner Mittel (100) zum Einstellen des Erregerstroms des Elektromagneten (11, 11a) aufweist, wodurch das magnetische Moment zwischen dem leitfähigen Element (15; 115) und dem ringförmigen Teil (13) geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass – der Rotor durch einen Zentralkörper (12a) und durch einen radialen Umfangsteil (13) mit einem radialen Schenkel (13c) gebildet ist, wobei das radiale Umfangsteil (13) im wesentlichen in der Form eines invertierten „L" vorgesehen ist, welches zusammen mit dem Körper (12a) einen Sitz (13a) bildet, welcher so konstruiert ist, dass er teilweise den Elektromagneten (11) aufnimmt, – der Zentralkörper (12a) des Rotors (12) Radialschuhe (12d) in regelmäßigen Winkelabständen und eine zugehörige Anzahl Sitze (12e) besitzt, – die Innenkante des Radialschenkels (13c) mit Schuhen (13d) geformt ist, welche sich radial zur Drehachse in regelmäßigen Winkelabständen erstrecken und eine zugehörige Anzahl von Radialsitzen (13e) definiert, sodass ein Eingreifen mit zugehörigen Radialschuhen (12d) und Sitzen (12e) des Zentralkörpers (12a) des Rotors (12) ermöglicht wird und – das Eingreifen zwischen dem Zentralkörper (12a) und dem radialen Umfangsteil (13) mittels einer Masse (14) aus Isoliermaterial erreicht wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das leitfähige Element, welches mit dem Lüfter (1) einstückig ist, einen ununterbrochenen Ring (15) aufweist, so dass eine asynchrone Induktionskupplung (10) geschaffen wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das leitfähige Element, welches einstückig mit dem Lüfter (1) ist, mehrere kreisförmige Randabschnitte (115a) aufweist, welche von einem radial nach außen gerichteten ersten Ring (115b) und von einem radial nach innen gerichteten zweiten Ring (115c) kurzgeschlossen sind, um eine Synchroninduktionskupplung (10) zu schaffen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionskupplung (11) mindestens zu einer Reibkupplung (200; 500) zugehörig ist, welche konzentrisch zu der Kupplung ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibkupplung einen Elektromagneten (211) aufweist, welcher teilweise in einem zugehörigen Sitz (213) des Rotors (212) untergebracht ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet (211) die Kupplung auskuppelt, wodurch wieder ein Reibelement (223) zum Einsatz kommt, welches in Eingriff mit der Halterung (1a) des Lüfters (1) durch Federmittel (221) gedrückt wird, welche gegen den Rotor (212) einwirken.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet (211) die Kupplung einkuppelt, wobei ein Reibelement (323) wieder zum Einsatz kommt, welches mit der Halterung (1a) des Lüfters (1) über eine Federmembran (323a) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibkupplung (400) mittels Hydraulik einkuppelt.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibkupplung durch Federmittel (421) einkuppelt und hydraulisch auskuppelt.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionskupplung (11) zu einer zusätzlichen Reibkupplung (511) zugehörig ist, welche bezüglich der Kupplung konzentrisch ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Kupplung (511) ein Reibelement (523) aufweist, welches mit der Halterung (1a) des Lüfters (1) mittels eines Planetengetriebes (550) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetengetriebe aufweist: ein Sonnenrad (553), welches auf der Haltewelle (3) fixiert ist, ein Reibelement (523), welches mit dem Planetenräder-Träger (551) einstückig ist, und Planetenräder (551a), welche in die Halterung (1a) des Lüfters (1) eingreifen.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Reibkupplung (511) elektromagnetisch kuppelt.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Reibkupplung (511) hydraulisch einkuppelt und auskuppelt.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenkupplung (1211) durch Klauen (1260) in Eingriff kommt, welche gegen eine radiale Erstreckung (1215) der Halterung (1a) des Lüfters (1) durch die Funktion von Federmitteln (1221), welche auf den Rotor (1512) einwirken, gedrückt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (1211) hydraulisch auskuppelt.