WO2017158109A1

WO2017158109A1 - Visko kupplung, für eine kühlmittelpumpe

Info

Publication number: WO2017158109A1
Application number: PCT/EP2017/056271
Authority: WO
Inventors: Martin Gross
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2016-03-18
Filing date: 2017-03-16
Publication date: 2017-09-21
Anticipated expiration: 2018-09-18
Also published as: DE102016204574A1; CN108779815B; US20200182309A9; US20190048945A1; CN108779815A; US11073182B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine viskose Kupplung (1) für eine Kühlmittelpumpe, - mit einem Gehäuseteil (2) und einem relativ zum Gehäuseteil (2) drehverstellbaren Antriebskörper, welche zusammen einen Innenraum (4) wenigstens teilweise begrenzen, - mit einer relativ zum Gehäuseteil (2) drehverstellbaren Welle (5), auf welcher drehfest ein Abtriebskörper (6) ausgebildet ist, der im Innenraum (4) angeordnet ist, - mit einem zwischen dem Abtriebskörper (6) und dem Antriebskörper (3) ausgebildeten Kupplungsbereich (13), in welchem zur Kopplung zwischen dem Antriebskörper (3) und dem Abtriebskörper (6) ein viskoses Fluid vorhanden ist, - mit einem Aufnahmeraum (14) zur Aufnahme von Leckage-Kühlmittel aus der Kühlmittelpumpe, - mit einer integral am Gehäuseteil (2) ausgeformten Gehäusewand (16), welche den Aufnahmeraum (14) teilweise begrenzt, - mit einem Aktuatorgehäuse (22), in welcher ein elektrischer Aktuator vorgesehen ist, mittels welchem ein Kopplungsgrad zwischen dem Antriebskörper (3) und dem Abtriebskörper (6) einstellbar ist, wobei das Aktuatorgehäuse (22) den von der Gehäusewand (16) begrenzte Aufnahmeraum (14) wenigstens teilweise abdeckt.

Description

VISKO KUPPLUNG, FÜR EINE KÜHLMITTELPUMPE

Die Erfindung betrifft eine viskose Kupplung für eine Kühlmittelpumpe sowie eine Kühlmittelpumpe mit einer solchen viskosen Kupplung.

Eine viskose Kupplung, auch Visko-Kupplung genannt, weist üblicherweise einen Antriebskörper und einen Abtriebskörper auf, die miteinander über ein viskoses Fluid gekoppelt sind. Die Rotation des Antriebskörpers wird aufgrund der Viskosität bzw. Fluidreibung des zwischen den beiden Körpern angeordneten Fluids auf den Abtriebskörper übertragen. Eine solche Antriebskopplung der beiden Körper erfolgt dabei typischerweise in einem speziell ausgebildeten Kupplungsbereich der Kupplung, in welchem die beiden Körper in geringem Abstand zueinander angeordnet werden. In einem zwischen den beiden Körpern ausgebildeten Zwischenraum ist dabei das viskose Fluid angeordnet.

Derartige viskose Kupplungen werden oftmals in Kühlmittelpumpen zum Fördern eines Kühlmittels verwendet. Hierzu wird an einer Welle der viskosen Kupplung, welche mittels eines Ringlagers o.ä. drehbar am Gehäuse der viskosen Kupplung gelagert ist, typischerweise ein Pumpenlaufrad angeordnet, das zur Förderung des Kühlmittels dient. Der Kopplungsgrad zwischen Antriebskörper und Abtriebskörper kann dabei mithilfe eines elektrischen Aktuators eingestellt werden, welcher wiederum ein Ventil betätigt. Mittels des Ventils wird die Menge des in den Kupplungsbereich eingebrachten Fluids und somit ein Kopplungsgrad zwischen den Körpern eingestellt. Der elektrische Aktuator kann eine elektrische Spule aufweisen, deren magnetisches Feld mittels magnetischer Wechselwirkung einen Ventilkörpers besagten Ventils betätigen kann. Eine solche viskose Kupplung ist beispielsweise aus der EP 1 566 526 A2 bekannt.

Um zu verhindern, dass von der Kühlmittelpumpe gefördertes Kühlmittel - beispielsweise Kühlwasser - aufgrund von Leckage in den Bereich zwischen der Welle und dem Ringlager einbringen und dieses beschädigen kann, ist zwischen Gehäuseteil und Welle eine Dichtungseinrichtung, etwa in Form einer Gleitringdichtung vorgesehen. Zusätzlich besitzen herkömmliche viskose Kupplungen in der Regel einen Aufnahmeraum, in welcher Kühlmittel, welches als Leckage die Gleitringdichtung überwunden hat, aufgenommen und gesammelt werden kann. Ein derartiger, herkömmlicher Aufnahmeraum ist bei herkömmlichen viskosen Kupplungen in der Art eines Behälters ausgebildet, der mittels eines Deckels verschlossen wird. Die Bereitstellung eines solchen Behältnisses samt Deckels, der zum Verschließen des eigentlichen Aufnahmeraums mit diesem verstemmt, verschraubt oder rolliert werden kann, ist jedoch mit hohem technischen Aufwand verbunden.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei der Entwicklung von viskosen Kupplungen, insbesondere hinsichtlich eines möglichst einfachen konstruktiven Aufbaus, neue Wege aufzuzeigen.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.

Grundgedanke der Erfindung ist demnach, bei einer viskosen Kupplung einen Aufnahmeraum für Leckage-Kühlmittel integral am Gehäuseteil auszuformen, an welchem die Welle der Kupplung drehbar gelagert ist, und den Aufnahmeraum mit einem Aktuatorgehäuse zu verschließen, in welchem der elektrische Aktuator zum Steuern des Kopplungsgrad der Kupplung vorhanden ist. Das Aktuatorgehause dient bei der erfindungsgemäßen viskosen Kupplung also nicht nur dazu, einen elektrischen Aktuator aufzunehmen, sondern dient zusätzlich auch als Deckel zum Verschließen des Aufnahmeraums. Die Bereitstellung eines separaten Deckels zum Verschließen des Aufnahmeraums kann bei der hier vorgestellten viskosen Kupplung daher entfallen. Dies hat einen vereinfachten konstruktiven Aufbau der viskosen Kupplung zur Folge, womit reduzierte Herstellungskosten und eine erhöhte Gestaltungsfreiheit bei der Konstruktion Kupplung einhergehen. Die hier vorgeschlagene Lösung erlaubt zudem die Realisierung von Aufnahmeräumen großen Volumens, so dass unnötige Fehlausbauten durch einen Werker, hervorgerufen durch aus dem vollständig gefüllten Aufnahmeraum ausgetretener Leckage, vermieden werden. Schließlich kann etwaig vorhandene, überschüssige Leckage durch den Grundkörper zerstäubt werden.

Eine erfindungsgemäße viskose Kupplung für eine Kühlmittelpumpe umfasst ein Gehäuseteil und einen relativ zum diesem Gehäuseteil drehverstellbaren Antriebskörper. Das Gehäuseteil und der Antriebskörper begrenzen zusammen einen Innenraum der viskosen Kupplung wenigstens teilweise. Relativ zum Gehäuseteil drehverstellbar ist eine Welle vorgesehen, auf welcher drehfest ein Abtriebskörper ausgebildet ist. Besagter Abtriebskörper ist dabei im Innenraum angeordnet. Zwischen dem Abtriebskörper und dem Antriebskörper ist ein Kupplungsbereich ausgebildet, in welchem zur Drehmomentkopplung zwischen dem Antriebskörper und dem Abtriebskörper ein viskoses Fluid aufgenommen ist. Des Weiteren ist ein Aufnahmeraum vorgesehen, welcher zur Aufnahme von Kühlmittel-Leckage aus der Kühlmittelpumpe dient.

Erfindungsgemäß ist am Gehäuseteil eine Gehäusewand integral ausgeformt, welche den Aufnahmeraum teilweise begrenzt. Zur Begrenzung des Aufnahmeraums ist ferner ein Aktuatorgehäuse vorhanden, in welcher ein elektrischer Aktu- ator vorgesehen ist. Mittels des Aktuators ist ein Kopplungsgrad zwischen dem Antriebskörper und dem Abtriebskörper einstellbar. Das Aktuatorgehause deckt den von der Gehäusewand begrenzten Aufnahmeraum in axialer Richtung teilweise ab.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Gehäuseteil als Gehäuseplatte ausgebildet, welche den Innenraum in axialer Richtung der Welle begrenzt: Bei dieser Variante steht die Gehäusewand in axialer Richtung der Welle von der Gehäuseplatte ab zum Antriebskörper hin ab, und zwar derart, dass sie den Aufnahmeraum radial außen begrenzt. Bei dieser Variante benötigt der Aufnahmeraum besonders wenig Bauraum in axialer Richtung.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Gehäuseteil einen Durchbruch auf, welchen die Welle der viskosen Kupplung durchgreift. Bei dieser Weiterbildung steht vom Gehäuseteil, insbesondere von der Gehäuseplatte, in axialer Richtung der Welle ein den Durchbruch einfassender Lagerkragen ab, an welchem die Welle drehbar gelagert ist. Besagter Lagerkragen begrenzt den Aufnahmeraum radial innen. Auch bei dieser Variante benötigt der Aufnahmeraum besonders wenig Bauraum in axialer Richtung.

Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist in der Gehäusewand zur Ausbildung als äußere Entlüftungseinrichtung eine erste Durchgangsöffnung vorgesehen. Ebenso ist im Lagerkragen zur Ausbildung als innere Entlüftungseinrichtung eine zweite Durchgangsöffnung vorgesehen. Die Entlüftungseinrichtungen dienen zur effektiven Entlüftung von Dampfleckage im Bereich der bereits oben erwähnten Gleitringdichtung zwischen Welle und Gehäuseteil.

Besonders bevorzugt ist am Aktuatorgehäuse ein in axialer Richtung abstehender Fortsatz ausgebildet, welcher die erste Durchgangsöffnung verschließt. Diese Maßnahme verhindert im Betrieb der viskosen Kupplung ein Eindringen des von Regenwasser oder Reinigungsflüssigkeit von außen in den Aufnahmeraum.

Zweckmäßig ist das Aktuatorgehäuse in einer Draufsicht entlang der axialen Richtung der Welle im Wesentlichen ringförmig mit einer Durchgangsöffnung ausgebildet, welche die Welle durchgreift. Der in dem Aktuatorgehäuse vorhandene elektrische Aktuator umfasst eine elektrische Spule, dessen Spulenwicklung sich umlaufend um die Durchgangsöffnung herum erstreckt. Ein solches ringförmiges Aktuatorgehäuse ist besonders einfach herzustellen, woraus sich nicht unerhebliche Kostenvorteile ergeben.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist auf einer dem Gehäuseteil zugewandten Seite des Aktuatorgehäuses eine Dichtungsstruktur zum Abdichten des Aufnahmeraums gegen die äußere Umgebung ausgebildet. Auf diese Weise kann eine hochwirksame Abdichtung des Aufnahmeraums gegen die äußere Umgebung sichergestellt werden.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Dichtungsstruktur in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung denselben Konturverlauf auf wie der Konturverlauf der vom Gehäuseteil axial abstehenden Gehäusewand.

Zweckmäßig weist die Gehäusewand einen ersten Wandabschnitt auf, welcher in dem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung die Geometrie eines Kreissegments besitzt. Ein zweiter Wandabschnitt, welcher den ersten Wandabschnitt zur Gehäusewand komplettiert, ist gekrümmt ausgebildet. Eine derartige Geometrie erlaubt die Aufnahme einer hohen Menge von Kühlmittel-Leckage bei gleichzeitig geringem Bedarf an Bauraum in der axialen Richtung. Darüber hinaus erleichtert diese Geometrie die Anbringung des Aktuatorgehäuses mit dem Aktuator zur Ventilsteuerung nahe am Ventilhebel der Ventileinrichtung. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist der Antriebskörper wenigstens zweiteilig ausgebildet und umfasst einen topfartigen Grundkörper sowie einen Deckel. Der Grundkörper ist entlang der axialen Richtung zwischen dem Gehäuseteil und dem Deckel angeordnet. Besagter Deckel ist am Grundkörper montierbar und verschließt dann den Grundkörper. Der Deckel ist bei dieser Variante mittels einer Schraubverbindung lösbar am Grundkörper befestigt. Zu diesem Zweck ist am Deckel ein Außengewinde ausgebildet. Am Grundkörper ist ein zu diesem Außengewinde komplementäres Innengewinde vorgesehen. Mittels der beiden Gewinde kann der Deckel in den Grundkörper eingeschraubt werden.

Mit besonders geringen Fertigungskosten ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform verbunden, bei welcher der Deckel aus Aluminium und der Grundkörper aus einem Stahl besteht.

Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist an dem Deckel zur Übertragung eines externen Drehmoments auf den Grundkörper radial außen, vorzugsweise mittels einer Schraubverbindung, drehfest eine Riemenscheibe angeordnet. Alternativ dazu kann eine solche Riemenscheibe auch radial außen am Grundkörper ausgeformt sein. Beide Alternativen erlauben eine einfache Einkopplung eines äußeren Drehmoments in die viskose Kupplung.

Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist an einem Topfboden des topf- förmigen Grundkörpers eine in Umfangsrichtung des Topfbodens umlaufende magnetische Isolierung aus einem Stahl, insbesondere aus einem Edelstahl, angeordnet. Diese magnetische Isolierung, die vorzugsweise als Isolierring, also mit ringförmiger Geometrie, ausgebildet ist, unterteilt den Topfboden in ein radial inneres und ein radial äußeres Bodenteil und ist mittels einer Laserschweißverbindung mit dem radial äußeren und dem radial inneren Bodenteil verbunden. Besonders zweckmäßig kann die magnetische Isolierung ein tiefgezogenes Blechformteil oder ein aus einem Rohling gedrehtes Bauteil sein. Ein solches Blechformteil ist besonders einfach herzustellen und somit mit besonders geringen Fertigungskosten herzustellen.

Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist in der magnetischen Isolierung eine vollständig umlaufende Entlastungsnut ausgebildet. Mittels einer solchen Entlastungsnut kann das Auftreten unerwünschter thermomechanischer Spannungen im Grundkörper minimiert werden.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Gehäusewand als Umfangswand ausgebildet. Vorzugsweise besitzt die Gehäusewand in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung eine runde, höchst vorzugsweise eine kreisrunde, Geometrie. Besonders bevorzugt ist eine kreisrunde Geometrie.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung begrenzt die als Umfangswand ausgebildete Gehäusewand den Aufnahmeraum entlang der Umfangsrichtung vollständig.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform steht von dem Gehäuseteil, vorzugsweise von der Gehäuseplatte, in der axialen Richtung eine Rippen umfassende Rippenstruktur ab. Bei dieser Ausführungsform ist die Gehäusewand, insbesondere die Umfangswand, zwischen Rippen angeordnet. Bevorzugt können diese Rippen zwei in Umfangsrichtung benachbarte Rippen sein. Alternativ dazu kann die Rippenstruktur aber auch einen Teil der Gehäusewand ausbilden. Diese Variante benötigt besonders wenig Bauraum. Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform kann die Dichtungsstruktur an das Aktuatorgehäuse angespritzt sein. Diese Ausführungsform ist mit besonders geringen Herstellungskosten für die Dichtungsstruktur verbunden.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist die Dichtungsstruktur als Dichtungsring, insbesondere als O-Ring, aus einem elastischen Material oder als Dichtungsstopfen ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, den Dichtungsring, gegen ein Ersatzteil auszutauschen, was etwa erforderlich sein kann, wenn die Dichtwirkung verschleißbedingt nachzulassen beginnt.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Kühlmittelpumpe, mit einer vorangehend vorgestellten viskosen Kupplung. An der Welle der viskosen Kupplung sind mehrere Laufschaufeln zum Fördern eines Kühlmittels ausgebildet. Die vorangehend erläuterten Vorteile der viskosen Kupplung übertragen sich daher auch auf die erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe.

Die vorangehend erläuterten Vorteile der viskosen Kupplung übertragen sich auch auf die erfindungsgemäße Pumpvorrichtung.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.

Es zeigen, jeweils schematisch:

Fig. 1 ein Beispiel einer erfindungsgemäßen viskosen Kupplung in einem

Längsschnitt

Fig. 2 die viskose Kupplung der Figur 1 in perspektivischer Darstellung

Fig. 3 einen Deckel der viskosen Kupplung in separater, perspektivischer

Darstellung,

Fig.4 einen Grundkörper der viskosen Kupplung in separater, perspektivischer Darstellung,

Fig. 5 den in Figur 3 gezeigten Deckel sowie den in Figur 4 gezeigten

Grundkörper 7 in einem am Gehäuseteil der viskosen Kupplung montierten Zustand

Fig. 6 eine Weiterbildung der Figur 5 mit einer am Deckel montierten Riemenscheibe

Fig. 7 das Gehäuseteil der viskosen Kupplung in einer separaten Darstellung, Fig. 8 eine perspektivische Darstellung eines Aktuators der viskosen

Kupplung in separater, perspektivischer Darstellung,

Fig. 9 das Aktuatorgehäuse der viskosen Kupplung mit einem darin angeordneten elektrischen Aktuator in einem am Gehäuseteil montierten Zustand,

Fig. 10 eine erste Weiterbildung des topfartig ausgebildeten Grundkörpers mit einer am Grundkörper vorgesehenen, ringförmigen magnetischen Isolierung in einer perspektivischen Darstellung,

Fig. 1 1 den Grundkörper der Figur 1 1 in einer Schnittdarstellung,

Fig. 12,13 eine zweite Weiterbildung der viskosen Kupplung, bei welcher der

Aufnahmeraum mit Entlüftungsbohrungen versehen ist,

Fig. 14-19 weitere Varianten der erfindungsgemäßen viskosen Kupplung.

Figur 1 illustriert ein Beispiel einer erfindungsgemäßen viskosen Kupplung 1 für eine Kühlmittelpumpe in einem Längsschnitt. Die Figur 2 zeigt die viskose Kupplung 1 der Figur 1 in einer perspektivischen Darstellung.

Die viskose Kupplung 1 umfasst ein Gehäuseteil 2 und einen relativ zum Gehäuseteil 2 drehverstellbaren Antriebskörper 3. Der Antriebskörper 3 begrenzt zusammen mit dem Gehäuseteil 2 einen Innenraum 4 der viskosen Kupplung 1 . Weiterhin umfasst die viskose Kupplung 1 eine relativ zum Gehäuseteil 2 drehverstellbare Welle 5, auf welcher drehfest ein Abtriebskörper 6 vorgesehen ist. Weiterhin ist auf der Welle 5, ebenfalls drehfest, ein Pumpenlaufrad 35 ange- bracht, mittels welchem die Kühlmittelpumpe ein Kühlmittel, beispielsweise Wasser, fördern kann. Der Abtriebskörper 6 ist zur Realisierung der Kupplung 1 auch relativ zum Antriebskörper 3 drehverstellbar.

Durch eine Mittellängsachse M der Welle 5 wird eine axiale Richtung A definiert. Ein zwischen der Welle 5 und dem Gehäuseteil 2 vorhandener Bereich wird mittels einer Dichtungseinrichtung, etwa in Form einer Gleitringdichtung 34, abgedichtet. Mittels der Gleitringdichtung 34 soll ein Eindringen von Kühlmittel in den Bereich zwischen Welle 5 und dem Gehäuseteil 2 minimiert werden. Da eine Leckage von Kühlmittel durch die Gleitringdichtung 34 hinweg im Langezeitbetrieb der Kupplung 1 jedoch nicht vollständig verhindert werden kann, ist zusätzlich zur Gleitringdichtung 34 am Gehäuseteil 2 ein Aufnahmeraum 14 vorgesehen, welcher zur Aufnahme von Kühlmittel-Leckage, die trotz Vorhandensein der Gleitringdichtung 34 in den Bereich zwischen Welle 5 und Gehäuseteil 2 einzudringen vermag, zumindest temporär aufnehmen kann.

Der Figur 1 lässt sich entnehmen, dass zwischen dem Abtriebskörper 6 und dem Antriebskörper 3 ein Kupplungsbereich 13 ausgebildet ist, in welchem zur Kopplung zwischen dem Antriebskörper 3 und dem Abtriebskörper 6 ein viskoses Fluid (nicht dargestellt) vorhanden ist.

Die Figur 7 zeigt das Gehäuseteil 2 in einer separaten Darstellung. Entsprechend Figur 7 ist das Gehäuseteil 2 im Wesentlichen als Gehäuseplatte 15 ausgebildet, welche den Innenraum 4 (vgl. hierzu auch Figur 1 ) in axialer Richtung A der Welle 5 begrenzt. Am Gehäuseteil 2 ist integral eine Gehäusewand 16 ausgeformte, welche den Aufnahmeraum 14 teilweise begrenzt. Die Gehäusewand 16 steht in axialer Richtung A der Welle 5 von der Gehäuseplatte 15 weg zum Antriebskörper 3 hin ab, so dass sie den Aufnahmeraum 14 radial außen begrenzt. Das Gehäuseteil 2 bzw. die Gehäuseplatte 15 weist einen Durchbruch 17 auf, welchen die Welle 5 wie in Figur 1 gezeigt durchgreift. Vom Gehäuseteil 2 bzw. von der Gehäuseplatte 15 steht in axialer Richtung A ein den Durchbruch 17 einfassender Lagerkragen 18 ab , an welchem die Welle 5 mittels einer Lagereinrichtung 19, die als Zweiringlager 20 ausgebildet sein kann, drehbar gelagert ist. Der Lagerkragen 17 begrenzt der Aufnahmeraum 14 radial innen. Zwischen der Welle 5 und dem Lagerkragen 18 ist auch die bereits erwähnte Gleitringdichtung 34 angeordnet, (vgl. hierzu Fig. 1 ).

Im Folgenden wird der konstruktive Aufbau des Aufnahmeraums 14 am Gehäuseteil 2 anhand der Figuren 7 bis 9 detailliert erläutert

Gemäß Figur 7 weist die Gehäusewand 16 einen ersten Wandabschnitt 21 a auf, welcher in einer Draufsicht entlang der axialen Richtung A die Geometrie eines Kreissegments aufweist. Ein zweiter Wandabschnitt 21 b, welcher den ersten Wandabschnitt 21 a zur Gehäusewand 16 komplettiert, ist gekrümmt ausgebildet. In Varianten des Beispiels sind für den ersten Wandabschnitt 21 a auch andere Geometrien denkbar.

Die Figur 8 zeigt in perspektivische Darstellung ein Aktuatorgehäuse 22 der viskosen Kupplung 1 , in welcher ein elektrischer Aktuator (nicht gezeigt) angeordnet ist. Mittels des elektrischen Aktuators ist ein Kopplungsgrad zwischen dem Antriebskörper 3 und dem Abtriebskörper 6 einstellbar. Hierzu umfasst der elektrische Aktuator eine in der Figur 1 lediglich schematisch angedeutete elektrische Spule 23. Mittels der elektrischen Spule 23 kann durch magnetische Wechselwirkung ein in der Figur 1 ebenfalls nur schematisch angedeuteter Ventilhebel 25 verstellt werden. Mittels des Ventilhebels 25 wird in bekannter Weise der effektive Strömungsquerschnitt einer in den Figuren nicht näher dargestellten Fluidleitung, mittels welcher das viskose Fluid in den Kupplungsbereich 13 eingebracht werden kann, variiert. Damit einher geht wiederum eine Variation des Kopplungsgrad zwischen dem Antriebskörper 3 und dem Abtriebskörper 6 durch das in den Kupplungsbereich 13 eingebrachte, viskose Fluid. Je mehr viskoses Fluid zwischen den beiden Körpern im Kupplungsbereich, desto höher der erzielte Kopplungsgrad.

Das Aktuatorgehause 22 ist in der Draufsicht entlang der axialen Richtung A im Wesentlichen ringförmig mit einer Durchgangsöffnung 24 ausgebildet. Die Spulenwicklung (nicht gezeigt) der elektrischen Spule 23 erstreckt sich in Umfangs- richtung U umlaufend um die Durchgangsöffnung 24.

Die Figur 9 zeigt das Aktuatorgehause 22 mit dem elektrischen Aktuator in einem am Gehäuseteil 2 montierten Zustand. Wie die Figur 9 erkennen lässt, deckt das Aktuatorgehause 22 den von der Gehäusewand 16 begrenzte Aufnahmeraum 14 teilweise in der axialen Richtung ab. Das Gehäuseteil 2 und das Aktuatorgehäu- se 22 begrenzen den Aufnahmeraum 14 in axialer Richtung A und liegen einander in der axialen Richtung A gegenüber.

Wie die Figur 8 anschaulich belegt, kann auf einer dem Gehäuseteil 2 zugewandten Seite 26 des Aktuatorgehäuses 22 eine Dichtungsstruktur 27 ausgebildet sein. Die Dichtungsstruktur 27 dient zum Abdichten des Aufnahmeraums 14 gegen die äußere Umgebung der viskosen Kupplung 1 . Im Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung A weist die Dichtungsstruktur 27 denselben Konturverlauf auf wie die vom Gehäuseteil 2 abstehende Gehäusewand 16.

Betrachtet man nun wieder den Längsschnitt der Figur 1 , so erkennt man, dass der Antriebskörper 3 einen topfartigen Grundkörper 7 sowie einen Deckel 8 um- fasst, der den bzgl. der axialen Richtung A zwischen dem Gehäuseteil 2 und dem Deckel 8 angeordneten Grundkörper 7 verschließt. Der Antriebskörper 3 mit dem Grundkörpers 7 und dem Deckel 8 sowie deren Anordnung am Gehäuseteil 2 sollen nun anhand der perspektivischen Darstellungen der Figuren 3 bis 6 genauer erläutert werden. Die Figur 3 zeigt dabei den Deckel 8 in separater Darstellung, und die Figur 4 zeigt den topfartigen Grundkörpers 7 in separater Darstellung. Die Figur 5 zeigt den in Figur 3 dargestellten Deckel 8 sowie den in Figur 4 gezeigten Grundkörper 7 in einem am Gehäuseteil 2 montierten Zustand.

Man erkennt, dass am Deckel 8 ein Außengewinde 9 ausgebildet ist, mittels welchem der Deckel in ein komplementäres, am Grundkörper 7 vorgesehenes Innengewinde 10 eingeschraubt werden kann. Im Beispiel der Figuren besteht der Deckel 8 aus Aluminium und der Grundkörper 7 aus einem Stahl.

Die Figur 6 zeigt eine Weiterbildung der Kupplung 1 gemäß Figur 5, bei welcher zur Übertragung eines externen Drehmoments radial außen auf den Deckel 8 lösbar eine Riemenscheibe 1 1 aufgeschraubt ist. In einer Variante kann eine solche Riemenscheibe 1 1 auch integral radial außen am Grundkörper 7 ausgeformt sein (in den Figuren nicht gezeigt).

Die Figuren 10 und 1 1 zeigen eine Weiterbildung des topfförmigen Grundkörpers 7. Gemäß dieser Weiterbildung ist an einem Topfboden 28 des topfförmigen Grundkörpers 7 eine in Umfangsrichtung U des Topfbodens 28 umlaufende, ringförmige magnetische Isolierung 29 aus einem Edelstahl angeordnet. Die magnetische Isolierung 29 dient dazu, die Wirkung des von der elektrischen Spule 23 erzeugten Magnetfelds räumlich in Richtung des Ventilhebels 25 zu begrenzen. Die magnetische Isolierung 29 unterteilt den Topfboden 28 in ein radial inneres und ein radial äußeres Bodenteil 30a, 30b. Die magnetische Isolierung 29 ist vorzugsweise mittels einer Laserschweißverbindung mit den beiden Bodenteilen 30a, 30b verbunden. Die magnetische Isolierung 29 kann ein tiefgezogenes Blechformteil oder ein aus einem Rohling gedrehtes Bauteil sein. Wie die Figuren 10 und 1 1 anschaulich belegen, kann in der magnetischen Isolierung 29 eine vollständig umlaufende Entlastungsnut 31 ausgebildet sein, mittels welcher mechanische Spannungen in der ringförmigen magnetischen Isolierung 29 verringert werden können.

Die Figuren 12 und 13 zeigen eine andere Weiterbildung der Kupplung 1 , bei welcher in der Gehäusewand 16 zur Ausbildung als äußere Entlüftungseinrichtung des Aufnahmeraums 14 eine erste Durchgangsöffnung 32a vorgesehen ist. Weiterhin ist im Lagerkragen 18 zur Ausbildung als innere Entlüftungseinrichtung des Aufnahmeraums 14 eine zweite Durchgangsöffnung 32b vorgesehen. Um die äußere Entlüftungseinrichtung, also die erste Durchgangsöffnung 32a im Betrieb der viskosen Kupplung 1 abzudichten, kann am Aktuatorgehäuse 22 ein in axialer Richtung vom Aktuatorgehäuse 22 abstehender, fingerartig ausgebildeter Fortsatz 33 vorgesehen sein, welcher die erste Durchgangsöffnung 32a verschließt.

Die Figuren 14 und 15 zeigen in perspektivischen Darstellungen eine weitere Variante der viskosen Kupplung 1 . Bei dieser Variante ist die Gehäusewand 16 als Umfangswand 40 ausgebildet. Die Umfangswand 40 kann wie in Figur 14 dargestellt in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung A eine runde, vorzugsweise eine kreisrunde Geometrie aufweisen. Bei der Variante der Figuren 14 und 15 begrenzt die als Umfangswand 40 ausgebildete Gehäusewand 16 den Aufnahmeraum 14 entlang der Umfangsrichtung U' der Gehäusewand 16 vollständig.

Wie die Figur 14 weiterhin erkennen lässt, steht von dem als Gehäuseplatte 15 ausgebildeten Gehäuseteil 2 in der axialen Richtung A eine Rippenstruktur 41 ab, die mehrere sich radial erstreckende Rippen 42 umfasst. Die Rippen 42 sind entlang der Umfangsrichtung U im Abstand zueinander angeordnet. Bevorzugt sind die Rippen 42 wie in Figur 14 gezeigt bzgl. der Umfangsrichtung U äquidistant zueinander angeordnet. Bei der Variante gemäß den Figuren 14 und 15 ist die Umfangswand 40 bzw. die Gehäusewand 16 zwischen zwei in der Umfangsrichtung U benachbarten Rippen 42 angeordnet.

Wie der Darstellung der Figur 15 entnehmbar ist, kann die Dichtungsstruktur 27 auf der dem Gehäuseteil 2 zugewandten Seite 26 des Aktuatorgehäuses 22 angespritzt sein. Alternativ dazu kann die Dichtungsstruktur 27 als Dichtungsring, beispielsweise als O-Ring, aus einem elastischen Material oder, alternativ dazu, als Dichtungsstopfen ausgebildet sein.

Die Figuren 16 und 17 zeigen in perspektivischen Darstellungen eine alternative Variante des Beispiels der Figuren 14 bzw. 15. Bei dieser Variante bildet die Rippenstruktur 41 wie in Figur 16 gezeigt einen Teil der Gehäusewand 16 aus. Zwei in Umfangsrichtung U benachbarte und sich radial vom Lagerkragen 18 weg erstreckende Rippen 42 - diese sind in Figur 16 zusätzlich mit dem Bezugszeichen 42' bezeichnet - bilden jeweils einen Gehäusewandabschnitt 16a, 16b der Gehäusewand 16 aus. Der Lagerkragen 18 bildet einen den Aufnahmeraum 14 radial innen begrenzende Gehäusewandabschnitt 16c aus. Die drei Gehäusewandabschnitte 16a, 16b, 16c werden durch einen radial äußeren Gehäusewandabschnitt 16d, der dem radial inneren Gehäusewandabschnitt 16c gegenüberliegt, zur Gehäusewand 16 komplettiert. Auch bei dieser Variante kann die Dichtungsstruktur 27 auf der dem Gehäuseteil 2 zugewandten Seite 26 des Aktuatorgehäuses 22 angespritzt sein. Die Dichtungsstruktur 27 ist in diesem Fall axial zwischen den drei Gehäusewandabschnitten 16a, 16b und 16d angeordnet.

Die Figuren 18 und 19 zeigen in perspektivischen Darstellungen zwei weitere alternative Varianten der viskosen Kupplung. Im Beispiel der Figur 18 ist der Aufnahmeraum 14 durch ein Behältnis 43 begrenzt, welches auf der dem Gehäuse- teil 2zugewandten Seite 26 integral am Aktuatorgehäuse 22 ausgeformt ist. Wie Figur 18 erkennen lässt, ist das Behältnis 43 radial innen, also zum Lagerkragen 18 hin, offen ausgebildet. In einem zusammengebauten Zustand der viskosen Kupplung wird besagte, radial innen offene Seite 44 des Behältnisses 43 vom Lagerkragen 18 verschlossen.

Die Figur 19 zeigt eine Variante des Beispiels der Figur 18. Das Beispiel der Figur 19 unterscheidet sich von jenem der Figur 18 darin, dass das Behältnis 43 hier als separates Bauteil realisiert ist, welches in einem zusammengebauten Zustand der viskosen Kupplung 1 zwischen das Gehäuseteil 2 bzw. die Gehäuseplatte 15 und das Aktuatorgehäuse 22 geklemmt ist. Zur besseren Fixierung des Behältnisses 43 können an diesem nach außen abstehende Vorsprünge 45 vorgesehen sein, die in komplementäre Ausnehmungen, die im zusammengebauten Zustand der viskosen Kupplung 1 am Gehäuseteil 2 bzw. der Gehäuseplatte 15 und/oder am Aktuatorgehäuse 22 (nicht gezeigt) vorhanden sind, eingreifen.

Claims

Ansprüche

1 . Viskose Kupplung (1 ) für eine Kühlmittelpumpe,

mit einem Gehäuseteil (2) und einem relativ zum Gehäuseteil (2) drehverstellbaren Antriebskörper (3), welche zusammen einen Innenraum (4) wenigstens teilweise begrenzen,

mit einer relativ zum Gehäuseteil (2) drehverstellbaren Welle (5), auf welcher drehfest ein Abtriebskörper (6) angeordnet ist, der im Innenraum (4) angeordnet ist,

mit einem zwischen dem Abtriebskörper (6) und dem Antriebskörper (3) ausgebildeten Kupplungsbereich (13), in welchem zur Kopplung zwischen dem Antriebskörper (3) und dem Abtriebskörper (6) ein viskoses Fluid vorhanden ist,

mit einem Aufnahmeraum (14) zur Aufnahme von Kühlmittel-Leckage aus der Kühlmittelpumpe,

gekennzeichnet durch

eine integral am Gehäuseteil (2) ausgeformte Gehäusewand (16), welche den Aufnahmeraum (14) teilweise begrenzt,

ein Aktuatorgehäuse (22), in welcher ein elektrischer Aktuator vorhanden ist, mittels welchem ein Kopplungsgrad zwischen dem Antriebskörper (3) und dem Abtriebskörper (6) einstellbar ist,

wobei das Aktuatorgehäuse (22) den von der Gehäusewand (16) begrenzten Aufnahmeraum (14) wenigstens teilweise abdeckt.

2. Viskose Kupplung nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Gehäuseteil (2) als Gehäuseplatte (15) ausgebildet ist, welche den In- nenraum (4) in einer axialen Richtung (A) der Welle (5) begrenzt,

wobei die Gehäusewand (16) in der axialen Richtung (A) der Welle (5) von der Gehäuseplatte (15) absteht, so dass sie den Aufnahmeraum (14) radial außen begrenzt.

3. Viskose Kupplung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Gehäuseteil (2) einen Durchbruch (17) aufweist, welchen die Welle (5) durchgreift,

wobei vom Gehäuseteil (2), insbesondere von der Gehäuseplatte (15), in der axialen Richtung (A) ein den Durchbruch (17) einfassender Lagerkragen (18) absteht, an welchem die Welle (5) drehbar gelagert ist und welcher den Aufnahmeraum (14) radial innen begrenzt.

4. Viskose Kupplung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, dass

in der Gehäusewand (16) zur Ausbildung einer äußeren Entlüftungseinrichtung eine erste Durchgangsöffnung (32a) vorgesehen ist, und/oder dass im Lagerkragen (18) zur Ausbildung als innere Entlüftungseinrichtung eine zweite Durchgangsöffnung (32b) vorgesehen ist.

5. Viskose Kupplung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, dass

am Aktuatorgehäuse (22) ein in axialer Richtung (A) abstehender Fortsatz (33) vorhanden ist, welcher die erste Durchgangsöffnung (32a) verschließt.

6. Viskose Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Aktuatorgehause (22) in einer Draufsicht entlang der axialen Richtung (A) der Welle (5) im Wesentlichen die Geometrie eines Ringkörpers besitzt und mit einer Durchgangsöffnung (24) ausgebildet ist, welche die Welle (5) durchgreift,

wobei der in dem Aktuatorgehause (22) vorhandene elektrische Aktuator eine elektrische Spule umfasst, dessen Spulenwicklung sich um die Durchgangsöffnung (24) umlaufend erstreckt.

7. Viskose Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

auf einer dem Gehäuseteil (2) zugewandten Seite (26) des Aktuatorgehäuses (22) eine Dichtungsstruktur (27) zum Abdichten des Aufnahmeraums (14) gegen die äußere Umgebung ausgebildet ist.

8. Viskose Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Gehäusewand (16) einen ersten Wandabschnitt (21 a) aufweist, welcher in dem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung (A) die Geometrie eines Kreissegments besitzt, und einen zweiten Wandabschnitt (21 b) aufweist, weicher den ersten Wandabschnitt (21 a) zur Gehäusewand (16) komplettiert und gekrümmt ausgebildet ist.

9. Viskose Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Antriebskörper (6) wenigstens zweiteilig ausgebildet ist und einen topfartigen Grundkörper (7) sowie einen Deckel (8) umfasst, der den in axialer Richtung (A) zwischen dem Gehäuseteil (2) und dem Deckel (8) angeordneten Grundkörper (7) verschließt,

wobei am Deckel (8) ein Außengewinde (9) ausgebildet ist, mittels welchem der Deckel (8) in ein dazu komplementäres, am Grundkörper (7) vorgesehenes Innengewinde (10) eingeschraubt ist, oder umgekehrt.

10. Viskose Kupplung nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Deckel (8) aus Aluminium und der Grundkörper (7) aus einem Stahl bestehen.

1 1 . Viskose Kupplung nach Anspruch 9 oder 10,

dadurch gekennzeichnet, dass

an dem Deckel (8) zur Übertragung eines externen Drehmoments auf den Grundkörper (7) radial außen drehfest eine Riemenscheibe (1 1 ), insbesondere mittels einer Schraubverbindung, angebracht, ist, oder dass

an dem Grundkörper (7) zur Übertragung eines externen Drehmoments auf den Grundkörper (7) radial außen integral eine Riemenscheibe (1 1 ) ausgeformt ist.

12. Viskose Kupplung nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

an einem Topfboden (28) des topfförmigen Grundkörpers (7) ein in Umfangs- richtung (U) des Topfbodens (28) umlaufende, ringförmige magnetische Isolierung (29) aus einem Edelstahl angeordnet ist, weicher den Topfboden (28) in ein radial inneres und ein radial äußeres Bodenteil (30a, 30b) unterteilt und mittels einer Laserschweißverbindung mit den beiden Bodenteilen (30a, 30b) verbunden ist.

13. Viskose Kupplung nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet, dass

die ringförmige magnetische Isolierung (29) ein tiefgezogenes Blechformteil oder ein aus einem Rohling gedrehtes Bauteil ist.

14. Viskose Kupplung nach Anspruch 12 oder 13,

dadurch gekennzeichnet, dass

in der magnetischen Isolierung (29) eine vollständig umlaufende Entlastungsnut (31 ) ausgebildet ist.

15. Viskose Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Gehäusewand (16) als Umfangswand (40) ausgebildet ist und vorzugsweise in einem Querschnitt senkrecht zur axialen Richtung (A) eine runde, höchst vorzugsweise eine kreisrunde, Geometrie besitzt.

16. Viskose Kupplung nach Anspruch 15,

dadurch gekennzeichnet, dass

die als Umfangswand (40) ausgebildete Gehäusewand (16) den Aufnahmeraum (14) entlang der Umfangsrichtung (U) begrenzt.

17. Viskose Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

von dem Gehäuseteil (2), vorzugsweise von der Gehäuseplatte (15), in der axialen Richtung (A) eine Rippen (42) umfassende Rippenstruktur (41 ) absteht,

wobei die Gehäusewand (16), insbesondere die Umfangswand (40), zwischen zwei, vorzugsweise benachbarten, Rippen (42) angeordnet ist oder wobei die Rippenstruktur (41 ) einen Teil der Gehäusewand (16) ausbildet.

18. Viskose Kupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Dichtungsstruktur (27) an das Aktuatorgehäuse (22) angespritzt ist.

19. Viskose Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 17,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Dichtungsstruktur (27) als Dichtungsring, insbesondere als O-Ring, aus einem elastischen Material oder als Dichtungsstopfen ausgebildet ist.

20. Kühlmittelpumpe zum Fördern eines Kühlmittels,

mit einer viskosen Kupplung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit drehfest an der Welle angeordneten Laufschaufeln zum Fördern eines Kühlmittels.