WO1997041337A1 - Lüfter für eine brennkraftmaschine - Google Patents

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WO1997041337A1
WO1997041337A1 PCT/EP1997/001950 EP9701950W WO9741337A1 WO 1997041337 A1 WO1997041337 A1 WO 1997041337A1 EP 9701950 W EP9701950 W EP 9701950W WO 9741337 A1 WO9741337 A1 WO 9741337A1
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WO
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fan
fan according
electromagnet
fluid friction
locking
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PCT/EP1997/001950
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English (en)
French (fr)
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Hans Martin
Franz A. Bierbrauer
Rudolf Wichtl
Wolfgang Kuttler
Original Assignee
Behr Gmbh & Co.
Bws Gesellschaft Für Elektrotechnische Anlagen Mbh
Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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Publication date
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Priority to JP9538520A priority patent/JPH11511829A/ja
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Priority to US09/000,868 priority patent/US6200106B1/en

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/02Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air
    • F01P7/08Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by cutting in or out of pumps
    • F01P7/081Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by cutting in or out of pumps using clutches, e.g. electro-magnetic or induction clutches
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/02Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air
    • F01P7/04Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by varying pump speed, e.g. by changing pump-drive gear ratio
    • F01P7/042Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by varying pump speed, e.g. by changing pump-drive gear ratio using fluid couplings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2025/00Measuring
    • F01P2025/08Temperature

Definitions

  • the invention relates to a fan for an internal combustion engine with a fluid friction clutch connected between a drive shaft and a fan wheel and with a locking device for the fan wheel, which interacts in a form-fitting manner with the housing of the fluid friction clutch equipped with the fan blades.
  • a fan arrangement of this type is known from DE 34 20 277 C3.
  • the housing of the fluid friction clutch equipped with the fan blades has been assigned either a mechanically operated brake or a mechanically operated locking rod in order to completely stop the fan wheel, for example during a cold start, and thereby prevent the fan generated by the rotating fan Cooling air delays the heating of the coolant of the internal combustion engine.
  • Both the brake provided there and the form-fitting locking are actuated via a memory element, which suddenly changes its shape at a certain coolant temperature and, since a helix has been provided there, as of a certain cooling element medium temperature releases the fan wheel for rotation, while it holds the fan wheel under this coolant temperature, for example during a cold start.
  • the drive arrangement in particular the fluid friction clutch, must be provided with a brake or, as proposed there, with a hollow drive shaft through which an axially displaceable locking rod is guided.
  • This is complex and also does not allow retrofitting.
  • the changeover process can also be triggered exclusively by the coolant temperature, specifically irrespective of the air temperature which controls the oil supply or discharge to the clutch and is detected via a bimetal.
  • the present invention has for its object to provide a locking device of the type mentioned in a simple manner so that retrofitting existing fan drives and a control of the locking is possible via other parameters of the engine control.
  • the fixing device is a blocking element which acts directly on the outside of the housing of the fluid friction clutch and which is connected via a motor control parameter and / or other parameters in the circuit of the ignition lock triggered actuator is operable.
  • This configuration also leaves open the possibility of making the locking member dependent on others Actuating or releasing signals and, for example, connecting the blocking element with a delay element which, after the ignition has been switched off in the event that the temperature of the coolant has not yet reached or fallen below the predetermined value, only enables the locking device to be reactivated after a period of time to which the fan wheel has come to a standstill. Damage to the fan wheel due to the mechanical interaction with the locking element is thus excluded.
  • the actuator for actuating the locking element can be arranged in an electrical circuit together with the ignition lock and an additional switch which can be triggered by a temperature element for detecting the coolant temperature. With this configuration, the locking element is released in normal operation when the coolant temperature is sufficiently high.
  • an electromagnet in this embodiment, can be provided as an actuator, the sole purpose of which is to bring the locking element into engagement with the housing of the fluid coupling.
  • the power of such an electromagnet can be very low. Therefore, there is also the possibility of constructing the electromagnet from two windings which are located in separate circuits and are only able to actuate the latching hook provided as a blocking element when they are acted upon together.
  • This embodiment offers the possibility of simple securing, with which actuation of the locking device is excluded under certain conditions.
  • a lock can be provided as a locking element, which engages in the space between the cooling ribs of the housing of the fluid friction clutch.
  • this bolt can be designed in a simple manner as a fixedly pivotable latching hook which is attached to a holding device which is arranged in particular with a motor. tion is stored.
  • This embodiment allows existing fan drives with a fluid friction clutch, the " housing of which is generally provided with radially projecting cooling fins, to be subsequently provided with a locking device, the holder for the latching hook serving as a locking bolt being largely on can be attached to any place where there is space in the engine compartment. The actuation of a latching hook also requires very little electrical energy.
  • the latching hook can be provided in the form of a hook with a projecting wing made of magnetically active material, this wing interacting with the electromagnet.
  • This configuration enables very simple actuation, in which the energy expenditure for the electromagnet is very low.
  • the locking hook designed in this way can finally be provided in a simple manner with a return spring and, in order to save installation space as much as possible, it can be designed as a leaf spring which sits firmly on the holder and runs approximately parallel to the articulated part of the locking hook.
  • Fig. 1 is a partially cutaway side view of the clutch assembly for an inventive Lüf ⁇ ter with a 'locking device in its disengaged position
  • FIG. 2 seen the view of the arrangement of FIG. 1 in the direction of section line II-II, but in the position of the locking device according to FIG. 3, 3 shows the locking device of FIG. 1, but in the position for locking the fan wheel,
  • Fig. 6 is a schematic representation of a circuit diagram for power supply to the locking device
  • FIG. 7 shows a variant of the circuit diagram according to FIG. 6.
  • FIGS. 1 and 2 show the clutch housing (1) of a fluid friction clutch (6) known per se, which is driven in a manner not shown via a central drive shaft (2) or via a V-belt wheel (3) and the housing (1), which is provided with radially extending cooling and reinforcing ribs (4) and with fan blades (not shown), causes rotation depending on the degree of filling of the coupling.
  • a water pump (5) is also arranged coaxially to the clutch housing (!) On the drive shaft (2) and is mounted in a fixed position, for example on the engine block.
  • the fluid friction clutch ensures, in a known manner, that the fan wheel formed by the housing (1) of the fluid friction clutch (6) rotates more or less quickly depending on the cooling air temperature and therefore the flow through one in the area in front of the fluid friction clutch (6 ) arranged cooler, not shown.
  • This takes place in a known manner via a thermocouple designed as a bimetal, which is assigned to the end face of the fluid friction clutch and which, in a known manner, has an overflow valve between a supply chamber. always opens in the fluid friction clutch (6) and a working chamber, so that the working chamber fills at higher temperatures and the housing (1) of the coupling, which is designed as a fan wheel, is taken along by the driven coupling half via shear forces.
  • Fluid friction clutches of this type generally work satisfactorily. However, due to the degree of filling that remains even when the valve is closed, they also rotate in what is known as idling, where a cooling effect due to rotating fan blades is undesirable. This is particularly the case when the engine is cold started, when the engine temperature, i.e. the temperature of the coolant of the engine should rise.
  • a holder (7) in the form of an angle bracket is screwed onto the stationary water pump (5), specifically with the aid of screws (8) through openings (9) in a flange part (11) of the Reach through the holder (7).
  • the bow-shaped holder (7) is provided with a screwed-on electromagnet (10) which is approximately cylindrical and is held by a screw (12).
  • the electromagnet (10) which is supplied with electrical energy via a connecting cable (13), works together with a wing (14) made of magnetic material projecting from a pivotable latching hook (15), the position of the latching hook (15) being shown in FIG. 1 , in which the electromagnet (10) is not energized, in FIG. 3, on the other hand, the position in which the electromagnet (10) is energized.
  • the latching hook (15) consists of a one-piece sheet metal part which tapers upward from a pivot axis (16) to a latching lug (17).
  • This locking hook (15) is gripped from both sides by a leaf spring (18) which is fastened with rivets (19) fixed to be downwardly projecting strap parts (20) of the holder (7) ⁇ and with its upper end (18a ) on the hook (15) creates.
  • This leaf spring (18) strives to always hold the hook (15) in the position shown in FIG. 1, in which it rests against a stop (not shown in detail) on the holder (7) under spring force. In this position, the hook end (17) remains away from the housing (1) of the fluid friction coupling, so that the fan blades can rotate freely and depending on the degree of filling.
  • the hook (15) is brought into the position according to FIG. 3 via the wing (14) attached to it, which bears against the electromagnet (10), in which the free end (17), as shown in FIG. 2, can engage in the space (21) between two adjacent cooling and reinforcing ribs (4) and thus prevents the coupling housing from rotating.
  • the configuration is such that the electromagnet (10) is located in an electrical circuit (22) in which the ignition lock with the switch (23) for the starter is also arranged.
  • a temperature-dependent open switch (24) and a delay element (25) are also provided.
  • the temperature-dependent switch (24) goes into its open position (24 '), for example when a coolant temperature of 110 ° C. is reached, but is closed at coolant temperatures below it, as shown in broken lines in FIG. 6. If the switch (23) is therefore actuated to start the vehicle, the electromagnet (10) is excited and the hook (15) moves into its position according to FIG. 3. In this position, it blocks the housing provided with the fan blades (1) the fluid friction clutch (6) and thus prevents the fan from rotating when the engine starts.
  • the switch (24) opens and the magnet (10) is de-energized.
  • the hook (15) assumes its position according to FIG. 1.
  • the fluid friction clutch (6) works as usual and more or less switches the fan on.
  • a delay element (25) is provided that actuation of the electromagnet (10 ) prevented over a certain time, which is such that the clutch has come to a standstill or at such a low speed by the end of this time that switching on the locking device no longer causes damage.
  • This can become important, for example, if the coolant temperature has not yet reached the previously mentioned temperature of 110 ° C. and the switch (24) has therefore remained in its dashed closed position. This can be the case if the vehicle has initially only been moved for a short distance, or if the coolant temperature has cooled below the stated amount again, for example during a descent. In such cases, the delay element (25) prevents damage to the device.
  • FIG. 7 shows a variant of the circuit diagram according to FIG. 6.
  • an electromagnet (10 1 ) is arranged in the electrical circuit (22 1 ), and it is in the circuit (22 ') the switch (23) of the ignition lock is provided for actuating the starter.
  • the coil of the electromagnet (10 ') consists of a pull-in winding (26) and a shark tewicklung (27) which are connected in parallel, in the additional circuit (28) of the temperature dependent acting switch (24) is "located.
  • the holding winding (27) and the pull-in winding (26) are designed so that they only the for the actuation of the latching hook (15) can exert the necessary triggering force if both of them have current flowing through them.
  • the switch (23) is opened to actuate the starter, i.e. So after starting the engine, the winding (26) is de-energized, the winding (27) maintains the locking of the fan by the locking hook (15). Their strength is such that they can exert this holding effect.
  • the switch (24) opens. The holding winding (27) is also de-energized and the fan is released.
  • the temperature-dependent switch (24) releases the circuit (28).
  • the switch (24) is closed. If the switch (23) for the starter is actuated, then, as in the first case, both windings (27 and 26) are energized. In this case too, the locking hook (15) is actuated and the fan is locked. After running the engine opens the switch (23), the holding winding (27), however, maintains the locking of the fan.
  • isserschtempe ⁇ reaches the temperature 110 ° C, then "opens the switch (24), the holding winding (27) is de-energized and the fan is enabled.
  • the temperature-dependent switch (24) is open.
  • the circuit (28) is open, the holding winding (27) is therefore de-energized. If the starter switch (23) is actuated in this case, the pulling force of the winding (26) alone is not sufficient to actuate the latching hook (15). There is no locking of the fan. If the starter switch (23) is also opened, then the pull-in winding (26) is also de-energized so that the entire electromagnet (10 '), i.e. So the actuator with the locking hook (15) remains unactuated. It is therefore not possible to lock the fan above a coolant temperature of 110 °.
  • the solution shown in FIG. 7 therefore additionally has the advantage that even if the thermostatic switch (24) should be defective, the fan cannot be locked, so that in the event of a fault, the cooling of the Motors is always ensured (fail save).
  • the entire locking device can also be retrofitted in a simple manner. For this it is only necessary to screw the bracket (7) in place and to integrate the electromagnet (10) in the circuit of the ignition lock. Each time the engine is started, when the coolant temperature is not yet high enough, the fan is automatically prevented from rotating as well until the fan power is required to cool the engine coolant.
  • the exemplary embodiment described uses an electromagnet in cooperation with a specially designed swivel hook. It is of course also possible to provide electromagnets or actuating pistons which are acted upon from the electrical ignition circuit and which press corresponding locking pins into the intermediate spaces of the cooling fins of the fan wheel.
  • the decisive factor is that such actuators are also coupled to the ignition circuit and can be attached by means of brackets, which also enable retrofitting without requiring design changes to the fluid friction clutches.

Abstract

Bekannte Lüfter für Brennkraftmaschinen, bei denen ein unbeabsichtigtes Mitlaufen des Lüfterrades verhindert werden soll, sind mit Brems- oder Sperreinrichtungen versehen, die eine entsprechende Konstruktion der Kupplung voraussetzen und daher verhältnismäßig aufwendig sind. Es wird vorgeschlagen, der Flüssigkeitsreibungskupplung (6) eine Feststellvorrichtung in der Form eines Schwenkhakens (15) zuzuordnen, der mit Hilfe einer Halterung (7) auch nachträglich ortsfest angebracht werden kann und über einen Elektromagnet (10) auslösbar ist. Dieser Elektromagnet (10) kann im Schaltkreis des Zündschlosses (23) untergebracht werden, so daß bei einem Start des Motors das Lüfterrad an einem ungewollten Mitdrehen gehindert ist. Verwendung für Flüssigkeitsreibungskupplungen von Motorlüftern.

Description

Lüfter für eine Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft einen Lüfter für eine Brennkraftma¬ schine mit einer zwischen eine Antriebswelle und ein Lüfter¬ rad geschalteten Flussigkeitsreibungskupplung und mit einer Feststellvorrichtung für das Lüfterrad, die mit dem mit den Lüfterschaufeln bestückten Gehäuse der Flussigkeitsreibungs¬ kupplung formschlüssig zusammenwirkt .
Eine Lüfteranordung dieser Art ist aus der DE 34 20 277 C3 bekannt. Dort hat man dem mit den Lüfterschaufeln bestückten Gehäuse der Flussigkeitsreibungskupplung entweder eine mecha¬ nisch betätigte Bremse oder eine mechanisch betätigte Arre¬ tierstange zugeordnet, um das Lüfterrad z.B. bei einem Kalt¬ start vollständig stillzusetzen und dadurch zu verhindern, daß die von dem mitlaufenden Ventilator erzeugte Kühlluft die Erwärmung der Kühlflüssigkeit der Brennkraftmaschine verzö¬ gert. Sowohl die dort vorsehene Bremse, als auch die form¬ schlüssig wirkende Arretierung wird über ein Memory-Element betätigt, das bei einer bestimmten Kühlmitteltemperatur schlagartig seine Gestalt ändert und, da man dort als Memory- Element eine Wendel vorgesehen hat, ab einer bestimmten Kühl- mitteltemperatur das Lüfterrad zur Drehung freigibt, während es unter dieser Kühlmitteltemperatur, also beispielsweise bei einem Kaltstart, das Lüfterrad festhält. Bei Einrichtungen dieser Art muß die Antriebsanordnung, insbesondere die Flus¬ sigkeitsreibungskupplung entsprechend mit einer Bremse oder, wie dort vorgeschlagen ist, mit einer hohlen Antriebswelle versehen sein, durch die eine axial verschiebbare Arretier¬ stange geführt ist. Dies ist aufwendig und läßt auch eine nachträgliche Umrüstung nicht zu. Der Umschaltvorgang kann auch ausschließlich von der Kühlmitteltemperatur ausgelöst werden und zwar unabhängig von der die Ölzu- oder abfuhr zu der Kupplung steuernden und über ein Bimetall erfaßten Luft¬ temperatur.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Arretiervorrichtung der eingangs genannten Art in einfacher Weise so auszubilden, daß auch eine nachträgliche Ausrüstung vorhandener Lüfterantriebe und eine Steuerung der Arretierung über andere Parameter der Motorsteuerung möglich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Lüfter der eingangs genannten Art vorgesehen, daß die Feststellvorrichtung ein unmittelbar an der Außenseite des Gehäuses der Flussigkeits¬ reibungskupplung angreifendes Sperrelement ist, das über ein im Stromkreis des Zündschlosses liegendes und/oder von ande¬ ren Parametern der Motorsteuerung ausgelöstes Stellglied be¬ tätigbar ist.
Durch diese Ausgestaltung wird dann, wenn das Sperrelement vom Zündkreislauf aus betätigt wird, bei jedem Anlaßvorgang, und insbesondere auch bei einem Kaltstart, die Gewähr dafür gegeben, daß das Lüfterrad stillsteht, so daß zum einen - bei noch gefüllter Kupplung - der Abpumpvorgang abhängig von der Kühllufttemperatur vor sich gehen kann, zum anderen aber auch ein Mitdrehen des Lüfterrades selbst bei leerer Kupplung si¬ cher verhindert ist. Durch diese Ausgestaltung bleibt auch die Möglichkeit offen, das Sperrglied abhängig von anderen Signalen zu betätigen oder zu lösen und beispielsweise dem Sperrelement ein Verzögerungsglied vorzuschalten, das nach dem Abschalten der Zündung für den Fall, daß die Temperatur des Kühlmittels den vorgegebenen Wert noch nicht erreicht oder wieder unterschritten hat, eine erneute Aktivierung der Arretierung erst nach einem Zeitraum ermöglicht, zu dem das Lüfterrad zum Stillstand gekommen ist. Eine Beschädigung des Lüfterrades durch das mechanische Zusammenwirken mit dem Sperrelement wird so ausgeschlossen.
In Weiterbildung der Erfindung kann das Stellglied zur Betä¬ tigung des Sperrelementes in einem elektrischen Schaltkreis zusammen mit dem Zündschloß und einem zusätzlichen Schalter angeordnet sein, der von einem Temperaturelement zur Erfas¬ sung der Kühlmitteltemperatur auslösbar ist. Durch diese Aus¬ gestaltung wird im Normalbetrieb das Sperrelement dann ge¬ löst, wenn die Kühlmitteltemperatur ausreichend hoch ist.
In Weiterbildung der Erfindung kann bei dieser Ausgestaltung als Stellglied ein Elektromagnet vorgesehen sein, der ledig¬ lich die Aufgabe hat, das Sperrelement in Eingriff mit dem Gehäuse der Flüssigkeitskupplung zu bringen. Die Leistung ei¬ nes solchen Elektromagneten kann sehr niedrig sein. Daher er¬ gibt sich auch die Möglichkeit, den Elektromagneten aus zwei Wicklungen aufzubauen, die in getrennten Stromkreisen liegen und nur bei gemeinsamer Beaufschlagung in der Lage sind, den als Sperrelement vorgesehnen Rasthaken zu betätigen. Diese Ausführungsform bietet die Möglichkeit einer einfachen Siche¬ rung, mit der eine Betätigung der Arretierung unter bestimm¬ ten Voraussetzungen ausgeschlossen wird.
In Weiterbildung der Erfindung kann als Sperrelement ein Rie¬ gel vorgesehen sein, der in den Zwischenraum zwischen Kühl¬ rippen des Gehäuses der Flussigkeitsreibungskupplung ein¬ greift. Dieser Riegel kann in Weiterbildung in einfacher Wei¬ se als ein ortsfest verschwenkbarer Rasthaken ausgebildet sein, der an einer insbesondere motorfest angeordneten Halte- rung gelagert ist. Diese Ausgestaltung läßt es in einfacher Weise zu, vorhandene Lüfterantriebe mit einer Flussigkeits¬ reibungskupplung, deren "Gehäuse in der Regel mit etwa radial abstehenden Kühlrippen versehen ist, auch nachträglich mit einer Sperreinrichtung zu versehen, wobei die Halterung für den als Sperriegel dienenden Rasthaken weitgehend an beliebi¬ gen Stellen angebracht werden kann, wo Platz im Motorraum zur Verfügung steht. Die Betätigung eines Rasthakens benötigt auch sehr wenig elektrische Energie.
In besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann der Rasthaken hakenförmig mit einem abstehenden Flügel aus magnetisch wirksamem Material versehen sein, wobei dieser Flügel mit dem Elektromagnet zusammenwirkt. Diese Ausgestal¬ tung ermöglicht eine sehr einfache Betätigung, bei der der Energieaufwand für den Elektromagneten sehr gering ist. Der so gestaltete Rasthaken kann schließlich in einfacher Weise mit einer Rückstellfeder versehen sein und diese kann, um möglichst Bauraum zu sparen, als eine Blattfeder ausgebildet werden, die fest an der Halterung sitzt und etwa parallel zu dem angelenkten Teil des Rasthakens verläuft.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargeεtellt und wird im folgenden erläu¬ tert. Es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht der Kupplungsanordnung für einen erfindungsgemäßen Lüf¬ ter mit einer ' Feststellvorrichtung in ihrer gelösten Stellung,
Fig. 2 die Ansicht der Anordnung nach Fig. 1 in Richtung der Schnittlinie II-II gesehen, jedoch in der Lage der Feststellvorrichtung nach Fig. 3, Fig. 3 die Darstellung der Feststellvorrichtung der Fig. 1, jedoch in der Stellung zum Arretieren des Lüfterra¬ des,
Fig. 4 die Draufsicht auf die Feststellvorrichtung der Fig. 3 in Richtung des Pfeiles IV der Fig. 3 gesehen,
Fig. 5 die Stirnansicht der Feststellvorrichtung nach Fig. 3 in Richtung des Pfeiles V der Fig. 3 gesehen,
Fig. 6 die schematische Darstellung eines Stromlaufplanes- zur Energieversorgung der Feststellvorrichtung, und
Fig. 7 eine Variante des Stromlaufplanes nach Fig. 6.
In den Figuren 1 und 2 ist das Kupplungsgehäuse (1) einer an sich bekannten Flussigkeitsreibungskupplung (6) gezeigt, die in nicht näher gezeigter Weise über eine zentrale Antriebs¬ welle (2) , oder über ein Keilriemenrad (3) angetrieben ist und das Gehäuse (1) , das mit radial verlaufenden Kühl- und Verstärkungsrippen (4) und mit nicht gezeigten Lüfterschau¬ feln versehen ist, in Abhängigkeit vom Füllungsgrad der Kupp¬ lung zu einer Drehung veranlaßt.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist koaxial zu dem Kupp¬ lungsgehäuse (!) auf der Antriebswelle (2) auch noch eine Wasserpumpe (5) angeordnet, die ortsfest, z.B. am Motorblock angebaut ist. Die Flussigkeitsreibungskupplung sorgt in be¬ kannter Weise dafür, daß das vom Gehäuse (1) der Flussig¬ keitsreibungskupplung (6) gebildete Lüfterrad sich abhängig von der Kühllufttemperatur mehr oder weniger schnell dreht und daher die Durchströmung eines im Bereich vor der Flussig¬ keitsreibungskupplung (6) angeordneten, nicht gezeigten Küh¬ lers fördert . Dies geschieht in bekannter Weise über ein als Bimetall ausgebildetes Thermoelement, das der Stirnseite der Flussigkeitsreibungskupplung zugeordnet ist und das in be¬ kannter Weise ein Überströmventil zwischen einer Vorratskam- mer in der Flussigkeitsreibungskupplung (6) und einer Ar¬ beitskammer öffnet, so daß bei höheren Temperaturen sich die Arbeitskammer füllt und das als Lüfterrad ausgebildete Gehäu¬ se (1) der Kupplung über Scherkräfte von der angetriebenen Kupplungshälfte mitgenommen wird.
Flüssigkeitsreibungskupplungen dieser Art arbeiten im allge¬ meinen zufriedenstellend. Sie drehen aber wegen des auch bei geschlossenem Ventil verbleibenden Füllungsgrades auch im so¬ genannten Leerlauf mit, wo an sich ein Kühleffekt durch um¬ laufende Lüfterschaufeln unerwünscht ist. Dies insbesondere bei einem Kaltstart des Motors, bei dem möglichst schnell die Motortemperatur, d.h. die Temperatur des Kühlmittels des Mo¬ tors ansteigen soll.
Gemäß der Erfindung ist daher an der ortsfesten Wasserpumpe (5) eine Halterung (7) in der Form eines Winkelbügels ange¬ schraubt und zwar mit Hilfe von Schrauben (8) , die durch Öff¬ nungen (9) in einem Flanschteil (11) der Halterung (7) hin¬ durchgreifen. Die bügeiförmige Halterung (7) ist mit einem angeschraubten Elektromagnet (10) versehen, der etwa zylin¬ drisch ausgebildet ist und durch eine Schraube (12) gehalten iεt. Der über ein Anschlußkabel (13) mit elektrischer Energie versorgte Elektromagnet (10) arbeitet mit einem von einem schwenkbaren Rasthaken (15) abragenden Flügel (14) aus magne¬ tischem Material zusammen, wobei in Figur 1 die Lage des Rasthakens (15) gezeigt iεt, in der der Elektromagnet (10) nicht strombeaufsschlagt ist, in der Figur 3 dagegen die La¬ ge, in der der Elektromagnet (10) strombeaufschlagt ist.
Wie die Figuren 2, 4 und 5 erkennen lassen, besteht der Rast¬ haken (15) aus einem einstückigen Blechteil, das sich von ei¬ ner Schwenkachse (16) aus nach oben zu einer Rastnase (17) verjüngt. Dieser Rasthaken (15) wird von beiden Seiten her von einer Blattfeder (18) umgriffen, die mit Nieten (19) fest an nach unten ragenden Bügelteilen (20) der Halterung (7) be¬ festigt ist und sich mit ihrem oberen Ende (18a) an den Haken (15) anlegt. Diese Blattfeder (18) ist bestrebt, den Haken (15) stets in der in der Fig. 1 gezeigten Lage zu halten, in der er an einem nicht näher gezeigten Anschlag an der Halte¬ rung (7) unter Federkraft anliegt. In dieser Lage bleibt das Hakenende (17) von dem Gehäuse (1) der Flussigkeitsreibungs¬ kupplung entfernt, so daß dieses sich mit ihren Lüfterschau¬ feln frei und je nach Füllungsgrad drehen kann.
Im übrigen ist aus Fig. 4 erkennbar, daß die Nase (17) des Hakens (15) einseitig angeschrägt ist. Die Abschrägung ist dabei entgegen der in Fig. 4 angedeuteten Drehrichtung (26) vorgenommen, so daß bei Betätigung des Rasthakens (15) diese Nase (17) in einfacher Weise in den Zwischenraum (21) zwi¬ schen zwei Rippen (4) einrastet.
Wird jedoch der Elektromagnet (10) mit Strom beaufschlagt, dann wird der Haken (15) über den an ihm befestigten Flügel (14) , der sich an den Elektromagneten (10) anlegt, in die Stellung nach Fig. 3 gebracht, in der das freie Ende (17) , wie Fig. 2 erkennbar macht, in den Zwischenraum (21) zwischen zwei benachbarten Kühl- und Verstärkungsrippen (4) eingreifen kann und so das Kupplungsgehäuse an einer Drehung hindert.
Die Ausgestaltung iεt nun bei einer ersten Ausführungsform - Fig. 6 - so getroffen, daß der Elektromagnet (10) in einem elektrischen Schaltkreis (22) liegt, in dem auch das Zünd¬ schloß mit dem Schalter (23) für den Anlasser angeordnet ist. In dem Schaltkreis ist ferner ein temperaturabhängig öffnen¬ der Schalter (24) und ein Verzögerungselement (25) vorgese¬ hen. Der temperaturabhängige Schalter (24) geht in seine ge¬ öffnete Stellung (24 ') z.B. beim Erreichen einer Kühlmittel¬ temperatur von 110°C, ist bei Kühlmitteltemperaturen darunter jedoch, wie gestrichelt in Fig. 6 gezeigt, geschlossen. Wird daher der Schalter (23) zum Start des Fahrzeuges betätigt, dann wird der Elektromagnet (10) erregt, und der Haken (15) geht in seine Stellung nach Fig. 3. In dieser Stellung blok- kiert er das mit den Lüfterschaufeln versehene Gehäuse (1) der Flussigkeitsreibungskupplung (6) und verhindert so nach dem Start des Motors ein Mitdrehen des Lüfters.
Ist nach einer gewissen Betriebszeit die Kühlmitteltemperatur von beispielsweise 110°C erreicht, so öffnet der Schalter (24) und der Magnet (10) wird stromlos. Der Haken (15) nimmt seine Stellung nach Fig. 1 ein. Die Flussigkeitsreibungskupp¬ lung (6) arbeitet wie üblich und schaltet den Lüfter mehr oder weniger zu.
Um zu verhindern, daß bei einem Neustart des Motors der Sperrhaken (15) trotz noch drehender Kupplung betätigt wird und dadurch möglicherweise eine Beschädigung von Kupplung und Haken eintreten kann, wird ein Verzögerungsglied (25) vor¬ gesehen, daß eine Betätigung deε Elektromagneten (10) über eine bestimmte Zeit hin verhindert, die so bemessen ist, daß die Kupplung bis zum Ablauf dieser Zeit sicher zum Stillstand oder zu einer so geringen Drehzahl gekommen ist, daß eine Einschaltung der Feststellvorrichtung keine Beschädigung mehr hervorruft. Dies kann beispielsweise dann wichtig werden, wenn die Kühlmitteltemperatur die vorher erwähnte Temperatur von 110°C noch nicht erreicht hat und daher der Schalter (24) in seiner gestrichelten Schließstellung verblieben ist. Dies kann dann der Fall sein, wenn das Fahrzeug zunächst nur eine kurze Strecke bewegt worden iεt, oder sich die Kühlmitteltem¬ peratur beispielsweise bei einer Talfahrt wieder unter den genannten Betrag abgekühlt hat. Das Verzögerungsglied (25) verhindert in solchen Fällen eine Beschädigung der Einrich¬ tung.
Die Fig. 7 zeigt eine Variante des Stromlaufplanes nach Fig. 6. Hier ist in dem elektrischen Schaltkreis (221) , wie auch beim ersten Ausführungsbeispiel, ein Elektromagnet (101) an¬ geordnet, und es ist im Stromkreislauf (22') der Schalter (23) des Zündschlosses zur Betätigung des Anlassers vorgese¬ hen. Die Spule des Elektromagneten (10') besteht in diesem Fall jedoch aus einer Anzugswicklung (26) und aus einer Hai- tewicklung (27) , die parallel geschaltet sind, wobei in dem zusätzlichen Schaltkreis (28) der temperaturabhängig wirkende Schalter (24) angeordnet" ist. Die Haltewicklung (27) und die Anzugswicklung (26) sind so ausgelegt, daß sie nur dann die für die Betätigung des Rasthakens (15) notwendige Auslöse¬ kraft aufbringen können, wenn sie beide stromdurchflossen sind. Durch diese Ausgestaltung ergibt sich dann folgende Wirkungsweise :
1. Fall - Die Temperatur des Kühlmittels ist kleiner als 50%C
In diesem Fall ist der temperaturabhängige Schalter (24) ge¬ schlossen, so daß die Haltewicklung (27) über den Stromkreis
(28) beaufschlagt ist. Wird der Schalter (23) am Zündschloß für den Anlasser betätigt, dann wird auch der Stromkreis
(22') geschlossen und die Anzugswicklung (26) ist bestromt . Da beide Wicklungen (26 und 27) beaufschlagt sind, kann der Rasthaken (15) betätigt werden. Er arretiert den Lüfter.
Wird bei Öffnen des Schalters (23) für die Betätigung des An¬ lassers, d.h. also nach dem Anlassen des Motors die Wicklung (26) stromlos, so hält die Wicklung (27) die Arretierung deε Lüfters durch den Rasthaken (15) aufrecht. Ihre Kraft ist so bemessen, daß sie diese Haltewirkung ausüben kann. Beim Er¬ reichen einer Kühlmitteltemperatur größer als 110°C öffnet der Schalter (24) . Auch die Haltewicklung (27) wird stromlos, und der Lüfter wird freigegeben.
2. Fall - Kühlmitteltemperatur größer als 50°C aber kleiner als 110°C
Hier gibt der temperaturabhängige Schalter (24) den Schalt¬ kreis (28) frei. Der Schalter (24) ist geschlossen. Wird der Schalter (23) für den Anlasser betätigt, dann sind, wie auch im ersten Fall, beide Wicklungen (27 und 26) strombeauf¬ schlagt. Auch in diesem Fall wird der Rasthaken (15) betätigt und der Lüfter arretiert. Nach dem Laufen des Motors öffnet der Schalter (23), die Haltewicklung (27) hält jedoch die Ar¬ retierung des Lüfters aufrecht. Erreicht die Kühlmitteltempe¬ ratur 110°C, dann öffnet "der Schalter (24) , die Haltewicklung (27) wird stromlos und der Lüfter wird freigegeben.
3. Fall - Kühlmitteltemperatur größer als T10°P:
In diesem Fall ist der temperaturabhängige Schalter (24) of¬ fen. Der Stromkreis (28) ist geöffnet, die Haltewicklung (27) daher stromlos. Wird in diesem Fall der Anlasserschalter (23) betätigt, dann reicht die Anzugskraft der Wicklung (26) al¬ leine nicht aus, um den Rasthaken (15) zu betätigen. Es fin¬ det keine Arretierung des Lüfters statt. Wird auch der Anlas¬ serschalter (23) geöffnet, dann wird auch die Anzugswicklung (26) stromlos, so daß der gesamte Elektromagnet (10') , d.h. also das Stellglied mit den Rasthaken (15) unbetätigt bleibt. Eine Arretierung des Lüfters ist daher oberhalb einer Kühl¬ mitteltemperatur von 110° nicht möglich.
Die in Fig. 7 gezeigte Lösung weist daher zusätzlich den Vor¬ teil auf, daß auch dann, wenn der Thermoεtatschalter (24) de¬ fekt sein sollte, eine Arretierung des Lüfters nicht eintre¬ ten kann, so daß in einem Störungsfall die Kühlung des Motors stets sichergestellt ist (fail save) .
Wie ohne weiteres klar wird, ist einer der Hauptvorteile der erfindungsgemäßen Anordnung, daß sich die gesamte Sperrein¬ richtung in einfacher Weise auch nachträglich anbringen läßt. Dazu wird es nur notwendig, die Halterung (7) ortsfest anzu¬ schrauben und den Elektromagneten (10) in den Schaltkreis des Zündschlosses einzubinden. Bei jedem Start des Motors, bei dem die Kühlmitteltemperatur noch nicht hoch genug ist, wird dann automatisch ein Mitdrehen des Lüfters verhindert, bis die Lüfterleistung zur Kühlung des Motorkühlmittels erforder¬ lich wird. Das beschriebene Ausführungsbeispiel verwendet einen Elektro¬ magneten in Zusammenwirkung mit einem besonders gestalteten Schwenkhaken. Möglich ist es natürlich auch, Elektromagneten oder auch vom elektrischen Zündkreis aus beaufschlagte Stell¬ kolben vorzusehen, die entsprechende Sperrstifte in die Zwi¬ schenräume der Kühlrippen des Lüfterrades drücken. Maßgebend ist, daß auch solche Stellglieder mit dem Zündkreislauf ge¬ koppelt und über Halterungen anbringbar sind, die auch den nachträglichen Anbau ermöglichen, ohne konstruktive Änderun¬ gen an den Flüssigkeitsreibungskupplungen vorauszusetzen.

Claims

Patentansprüche
1. Lüfter für eine Brennkraftmaschine mit einer zwischen eine Antriebswelle und ein Lüfterrad geschalteten Flussig¬ keitsreibungskupplung (6) und mit einer FestStellvorrichtung für das Lüfterrad, die mit dem mit den Lüfterschaufeln be¬ stückten Gehäuse (1) der Flussigkeitsreibungskupplung form¬ schlüssig zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststellvorrichtung ein unmittelbar an der Außenseite des Gehäuses (1) der Flussigkeitsreibungskupplung (6) angreifen¬ des Sperrelement (15) ist, das über ein im Stromkreis des Zündschlosses (23) liegendes und/oder von anderen Parametern der Motorsteuerung ausgelöstes Stellglied (10) betätigt wird.
2. Lüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stellglied (10) ein Verzögerungsglied (25) vorgeschaltet ist .
3. Lüfter nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Stellglied (10) in einem elektrischen Schaltkreis sitzt, der auch einen temperaturabhängig wirken¬ den Schalter (24) zur Erfassung der Kühlmitteltemperatur ent¬ hält.
4. Lüfter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellglied ein Elektroma¬ gnet (10, 10') vorgesehen ist.
5. Lüfter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (10') zwei getrennt beaufschlagbare Wick¬ lungen, nämlich eine Anzugswicklung (26) und eine Haltewick¬ lung (27) besitzt, die in parallel geschalteten Stromkreisen (22' bwz . 28) liegen und εo ausgelegt sind, daß sie nur ge¬ meinsam ausreichen, um die Anzugskraft zur Betätigung des Sperrelementes (15) aufzubringen.
6. Lüfter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis der Anzugswicklung (26) der Schalter (23) für den Anlasser und im Stromkreis (28) für die Haltewicklung der temperaturabhängig wirkende Schalter (24) angeordnet ist.
7. Lüfter nach einem der Ansprüche 1 bis (6) , dadurch gekennzeichnet, daß als Sperrelement ein Rasthaken (15) vor¬ gesehen ist, der in den Zwischenraum (21) zwischen den Kühl¬ rippen (4) des Kupplungsgehäuses (1) der Flussigkeitsrei¬ bungskupplung eingreift.
8. Lüfter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rasthaken (15) ortsfest verschwenkbar an einer Halterung
(7) gelagert ist.
9. Lüfter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (7) ortsfest angebracht ist.
10. Lüfter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rasthaken (15) mit einem abstehenden Flügel (14) aus ma¬ gnetisch wirksamem Material versehen ist, der mit dem Elek¬ tromagnet (10) zusammenwirkt.
11. Lüfter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Rasthaken (15) eine Rückstellfeder (18) angreift.
12. Lüfter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder als eine Blattfeder (18) ausgebildet ist, die fest an einem Teil der Halterung (7) angebracht ist und den Rasthaken (15) seitlich umfaßt.
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