DE9211473U1

DE9211473U1 - Antriebsvorrichtung für den Kühlerlüfter bei Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE9211473U1
Application number: DE9211473U
Authority: DE
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1992-08-26
Filing date: 1992-08-26
Publication date: 1992-10-29
Anticipated expiration: 2002-08-27
Also published as: WO1994004801A2; EP0656990B1; ES2097535T3; BR9306958A; DE59304694D1; EP0656990A1; WO1994004801A3

Claims

FICHTEL &egr; SACHS AG, Schweinfurt

ANR 1 001 48 5 Reg.Nr. 13 242

GEBRAUCHSMUSTERANMELDUNG

^^ra

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für einen Kühlerlüfter bei Kfz., insbesondere bei NKW mit hohen Anforderungen an die Kühlleistung des KühI er Iüfters gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Antriebsvorrichtungen für Kühlerlüfter in Verbindung mit einem schaltbaren Zweigang-PIanetengetriebe sind bekannt, ebenso solche mit Flussigkeits-Reibungskupplungen, die zumeist mit dem übersetzt laufenden Kühlerlüfter gekoppelt sind.

Die erstere Lösung hat durch die Möglichkeit, den Kühlerlüfter je nach Kühlbedarf langsamer oder schneller laufen zu lassen, den Vorteil, den erforderlichen Leistungsanforderungen gerecht zu werden, erfüllt aber nicht die Aufgabe, bei hohen Drehzahlen des Motors die KühI er Iüfter-DrehzahI aus Leistungsersparnisgründen stärker abzusenken, speziell dann, wenn der Fahrtwind und geringe Außentemperaturen die Anwesenheit eines Kühlerlüfters überflüssig machen.

Die Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, eine Antriebsvorrichtung für einen Kühlerlüfter zu schaffen, die eine Umschaltung auf verschiedene DrehzahI stufen ermöglicht und gleichzeitig im Falle geringen Kühlbedarfs die Drehzahl des KühI er Iüfters stärker absenken kann.

Die Lösung der Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 beschrieben.

Da es sich bei der Flüssigkeits-Reibungskupplung um eine Einrichtung handelt, die durch Veränderung der durch Flüssigkeit verbunden Scherflächen den Schlupf zwischen An- und Abtrieb erhöhen kann, liegt für den Fall einer mit der Kurbelwelle koaxialen Ausführung die Verwendung eines einfachen Übersetzungsgetriebes nahe. In diesem Fall wird auf die Umschaltung verzichtet und das Getriebe steht für die sonst übliche Verwendung von Keilriemen.

Als Abwandlung dieser Antriebsvorrichtung wäre eine "Visko-Bremse" zu nennen, eine Einrichtung, deren Füllung - also deren ScherfIächen-Veränderung - sich nicht mehr automatisch temperaturgesteuert sondern durch eine Zuleitung von außen regeln läßt. Abgesehen von der zu übertragenden Leistung ist die Funktion in etwa gleich der vorbeschriebenen, wobei hier in erster Linie die Kuh!wasser tempera tür das Maß für die Aktivierung der Bremse ist. Je nach stärkerer oder schwächerer Abbremsung beispielsweise des Sonnenrades im Planetengetriebe wird der Abtrieb des Getriebes und somit des KühI er Iüfters mehr oder weniger stark der Höchstdrehzahl angenähert.

Anhand von Zeichnungen und Skizzen wird die Erfindung erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Koaxia I-TeiI sehni11 einer Baueinheit, bestehend aus einer Kurbelwelle, einem Getriebe und einer Flüssigkeits-Reibungskupplung mit einem Kuh I er I Ofter;

Fig. 2 ein Leistungsdiagramm für Flüssigkeits-Reibungskupp-Iungen;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Antriebsvorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Baueinheit mit Übersetzungsgetriebe;

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Baueinheit mit einer extern geregelten Flüssigkeitskupplung als Bremse für ein Getriebeelement.

Wird mit a ein Schaltgetriebe bezeichnet, so ist dies auf einer Antriebswelle 4 angeordnet, die mit der Kurbelwelle 3 eines Verbrennungsmotors direkt oder über Antriebsmittel gekoppelt ist. Durch die Verwendung eines Planetengetriebes, bestehend aus Sonnenrad 14, Planetenradträger 9 bzw. 9a mit Zapfen 10, Planetenrädern 12 auf Lagern 11 und Hohlrad 13 ist eine koaxiale Getriebeausführung darstellbar, in die sich eine ringförmige Magnetkupplung 24/19, bestehend aus Ringmagnet 24 mit Arm 25 und Ankerscheibe 19 gut adaptieren läßt.

Der Arm 25 stützt sich am Fahrzeug-Chassis ab und fixiert so den Ringmagnet 24. Die Ankerscheibe 19 ist mit dem Sonnenrad über einen Doppe I konus 16 und eine ZweifIächenkuppIung 15 drehfest verbunden und setzt dieses still, wenn sie durch die Bestromung des Ringmagneten 24 an diesen angepreßt wird. Das Hohlrad 13 bildet mit je einem GehäuseteiI 20 und 21 über Schraube 22 eine drehbare Einheit, an die sich auch ein Außenring 7 und ein Abtriebsflansch 23 angliedert.

Eine ÜberhoI kupp Iung 6 stellt den Kraftfluß von der Antriebswelle 4 zum Abtriebsflansch 23 über einen Innenring 5 mit Kupplungsverzahnung 4a und den Außenring 7 mit Klauen 7a her und überträgt die Drehzahl 1:1, wenn das Planetengetriebe durch das nicht festgehaltene Sonnenrad 14 sich nicht an der Kraftübertragung beteiligt, auf ein Gewinde 1, auf welches die Flüssigkeitsreibungskupplung b geschraubt wird, die wiederum mit dem Kühlerlüfter 2 verbunden ist.

Der ins Schnelle übersetzte Gang wird wie gesagt durch Festhalten des Sonnenrades 14 erreicht, was die Kraft von der Antriebswelle 4 über Kupplungsverzahnung 4a zum Innenring 5 leitet, der mit dem Planetenradträger 9 über Zapfen 5a gekoppelt ist. Die Drehzahl des jetzt schneller laufenden Hohlrades 12 wird an das Gewinde 1 und die Flüssigkeits-Reibungskupplung b weitergegeben. In Fig. 3 wird eine solche Lösung

schematisch dargestellt; Fig. H zeigt ein Übersetzungsgetriebe a-, welches lediglich eine einzige höhere Eingangsdrehzahl in der Flüssigkeits-ReibungskuppIung zuläßt.

Das Übersetzungsgetriebe a- kann gemäß Fig. 5 derart abgewandelt werden, daß die Flüssigkeits-Reibungskupplung als extern gesteuerte Bremse b- ausgebildet ist, mit welcher das Sonnenrad je nach Befüllung auf verschiedenen Drehzahlen gehalten werden kann, was wiederum die Drehzahl des KGhI erlüfters 2 beeinflußt. Da die Drehmomente an dieser Stelle kleiner als mit direkter Koppelung im Kraftfluß sind, kann hier mit weniger Aufwand, also mit kleineren Bremsen gearbeitet werden.

Denkbar wäre schließlich noch eine Ausführung gemäß Fig. 1, wo die Elektromagnetkupplung 21/19 durch eine solche Bremse b- ersetzt wird. Eine solche Kombination hätte den Vorteil, nicht nur den TeiI I astbereich mit der Flüssigkeits-Reibungskupplung b zu beherrschen, sondern auch eine ruckfreie Drehzahländerung im Getriebe a zu bewirken.

Schließlich sei auf die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung hingewiesen: Fig. 2 zeigt ein Diagramm für die Flüssigkeits-Reibungskupplung b für eine konstante Drehzahl &eegr; der Kurbelwelle 3 des antreibenden Verbrennungsmotors. Kurve A zeigt den Leistungsbedarf des KühI er Iüfters 2, Kurve B den jeweils erforderlichen Leistungsaufwand am Gewinde 1, also auch an der Antriebswelle 4 bei einem Übersetzungsverhältnis 1:1. Die zwischen den Kurven A und B gezeigten Abstände deuten den Leistungsverlust durch Schlupf in der Flüssigkeits-Reibungskupplung b an, der mit geringer werdender übertragbarer Leistung größer wird und ein Maximum bekommt, das in der Flüssigkeits-Reibungskupplung b selbst proportional der Wärmeentwicklung ist. Hat bei erhöhtem Kühlleistungsbedarf das Getriebe auf den Schnellgang geschaltet, so erhöht sich die verfügbare Leistung gemäß Kurve C und bestreicht die KühI er Iüfterkurve A bis zur höchst erreichbaren Drehzahl. Es wird ersichtlich, daß die zwischen den Kurven C und A befindlichen Abstände über den ganzen Bereich höhere Verlustleistungen als zwischen den Kurven B und A erzeugt, die möglicherweise unzulässige Temperaturen in der

Flüssigkeits-Reibungskupplung zur Folge haben. Eine solche
Kurve C entspricht der Charakteristik einer Antriebsvorrichtung gemäß der Fig. 1 oder aber einer Antriebsvorrichtung, wie sie heute bereits wegen Ausnutzung der Kapazität von riemengetriebenen und ins Schnelle übersetzten Flüssigkeits-Reibungskupplungen erreicht wird.

Wird nun beim Zurücksteuern der übersetzten Kuh I er Iüfter-Drehzahl durch die Flüssigkeits-Reibungskupplung b der Schaltpunkt zum Umschalten auf ein Übersetzungsverhältnis 1:1 erreicht, so wird dies vollzogen und die Flüssigkeits-Reibungskupplung b
durch Füllungsänderung dazu veranlaßt, die adäquate Kühlerlüfter-Drehzahl wieder herzustellen.

FRP Ro/Br
14.08.92

FICHTEL S SACHS AC, Schweinfurt

ANR 1 001 485 Reg.-Nr. 13

ANSPRÜCHE

1. Antriebsvorrichtung zum Antrieb eines KühI er Iüfters für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Nutzkraftwagen mit einer Umschalteeinrichtung auf andere Übersetzungsverhältnisse zur Beschleunigung des Antriebs dieses KühI er Iüfters mit dem Ziel, die Wirkung des Kühlsystems zu erhöhen bzw. zu senken unter gleichzeitiger Berücksichtigung der optimalen Senkung der durch den Kühlerlüfter aufgenommenen Leistung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Kühlerlüfter (2) und einer Antriebswelle (4) eines Verbrennungsmotors ein umschaltbares Getriebe (a) und eine Flüssigkeits-Reibungskupplung (b) geschaltet sind.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (4) mit dem Getriebe (a) entweder direkt oder über Antriebsmittel verbunden ist und die Flüssigkeits-Reibungskupplung (b) mit dem Getriebe (a) direkt oder über Antriebsmittel verbunden ist und der Kühlerlüfter (2) mit der Flüssigkeits-Reibungskupplung (b) direkt oder über Antriebsmittel verbunden ist.
3. Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die Stelle einer Magnetkupplung (24/19), hier dargestellt durch Ringmagnet (24) und Ankerscheibe (19), jedes anderes Kupplungssystem treten kann.
4. Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (a) bei koaxialer Bauweise zur Antriebswelle (4) als ein einfaches Übersetzungsgetriebe (a-) ins Schnelle ausgebildet ist.
5. Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeits-Reibungskupplung (b-) als extern geregelte Bremse als Steuerorgan für verschiedene Getriebeübersetzungen mit dem Sonnenrad oder dem Planetenradträger des einfachen Übersetzungsgetriebes (a-) gekoppelt ist.
6. Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des übertragenden Drehmoments der Flüssigkeits-Reibungskupplung (b) bzw. der extern gesteuerten Flüssigkeits-Reibungskupplung (b-) über die Kühlwassertemperatur erfolgt.

FRP Ro/Br
14.08.92