DE3204766A1

DE3204766A1 - Kuehlgeblaeseeinheit fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3204766A1
Application number: DE19823204766
Authority: DE
Inventors: Kongou Kariya Aichi Aoki; Kenji Hattori; Masaharu Toyota Aichi Hayashi
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1981-02-13
Filing date: 1982-02-11
Publication date: 1982-10-28
Also published as: US4467901A; JPS57132026U; DE3204766C2

Description

Kühlgebläseeinheit für eine Brennkraftmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lüfter- bzw. Kühlgebläseeinheit für die Verwendung mit einer Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung, insbesondere, jedoch nicht ausschließlich mit einer Brennkraftmaschine, die in ein Kraftfahrzeug eingebaut werden kann.

Es wurde bereits eine Kühlgebläseeinheit konzipiert, die in eine Kraftübertragungskette zwischen einer zugeordneten Brennkraftmaschine und einem für die Kühlung des Brennkraftmaschinen-Kühlwassers vorgesehenen Lüfter eingegliedert und in mehreren Stufen beispielsweise mittels eines auf die Temperatur der durch einen Kühler der Brennkraftmaschine durchtretenden Luft ansprechenden Sensors in mehreren Stufen angesteuert ist, um die Drehgeschwindigkeit des Gebläses bzw. Lüfters zu steuern. Eine derartige Einrichtung weist jedoch den Nachteil auf, daß die Drehgeschwindigkeit des Lüfters lediglich dann angehoben werden kann, wenn die Temperatur in dem Raum ansteigt, in dem die brennkraftmaschine angeordnet ist und zwar unabhängig

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davon, ob die Temperatur des in den Kühler strömenden Wassers noch niedrig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für die Anwendung mit einer Brennkraftmaschine vorgesehene Kühlgebläseeinheit zu schaffen, bei der die oben erwähnten Nachteile beseitigt sind und die mit einem guten Ansprechverhalten, einer hohen Zuverlässigkeit und einer großen Leistungsfähigkeit betätigbar ist.
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Dies.e Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Nachstehend wird anhand einer schematischen Zeichnung ein ^5 Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kühlgebläseeinheit, die betriebsmäßig mit einer schematisch dargestellten zugeordneten Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung verbunden ist.

In der Zeichnung ist eine Lüftereinheit bzw. eine Kühlgebläseeinheit dargestellt, die eine Viskositäts-Strömungsmittelkupplung 10 besitzt, die auf einem festen Abschnitt ii eines Kraftfahrzeugs montiert ist. Die Kupplung 10

weist eine über den festen Abschnitt 11 durch ein Lager 13 drehbar gelagerte Welle 12, ein an der Welle 12 befestigtes Flanschelement 14, ein über Bolzen 16 (von denen in der Zeichnung lediglich einer dargestellt ist) am

Flanschelement 14 befestigtes Riemenrad 15, das über

(nicht gezeigte) Keilriemen mit einer Drehwelle einer
Brennkraftmaschine 17 verbunden ist, so daß es im Betrieb mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit angetrieben wird, ein im folgenden als Eingangselement zu bezeichnendes

Kraftübertragungs-Eingangselement 18, das koaxial zur WeI-

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le 12 angeordnet und mit seinem einen Ende über die Bolzen 16 zusammen mit dem Riemenrad 15 am Flanschelement 14 befestigt ist, eine am entgegengesetzten Ende des Eingangselements 18 befestigte Krafteinleitungs- bzw. Kraftübertragungs-Eingangsscheibe oder Läuferscheibe 19, ein im folgenden als Ausgangselement zu bezeichnendes scheibenähnliches Kraftübertragungs-Ausgangselement oder eine Nabe eines Kühllüfters 20, der über ein Lager 21 auf einem Mittelabschnitt des Eingangselements 18 gelagert ist, so daß er relativ zum Element 18 und zum Läufer bzw. zur Scheibe 19 drehbar ist, ein äußeres Gehäuse- bzw. Abdeckungselement 22, das an seinem Umfang fluiddicht am Ausgangselement 20 befestigt ist, mit dem es zusammen eine Kammer 23 definiert, in der eine geeignete Menge von viskosem Strömungsmittel 24 enthalten ist, eine Unterteilungs- bzw. Trennplatte 25, die mit ihrem äußeren Umfang am Abdekkungselement 22 befestigt ist, um die Kammer 23 in eine Speicherkammer 26 und in eine Arbeitskammer 27 zu unterteilen, in der die Läufer- bzw. Eingangsscheibe 19 angeordnet bzw. aufgenommen ist, eine erste Gruppe von Labyrinthnuten 28, die in den sich gegenüberliegenden Oberflächen der Eingangsscheibe 19 und des Ausgangselements 20 ausgebildet sind, eine zweite Gruppe von Labyrinthnuten 29, die in den Oberflächen der Eingangs- bzw. Läuferscheibe 19 und der Unterteilungsplatte 25 ausgebildet sind, und zwei im Abstand zueinander stehende bzw. angeordnete Löcher 30 und 31 auf, die in der Trennplatte 25 ausgebildet sind, um eine Fluid-Kommunikation zwischen der Speicherkammer 26 und der Arbeitskammer 27 zu erlauben.

Es ist ferner ein inneres Abdeckungselement 32 vorgesehen, das zur Definierung einer Luftkammer 33 koaxial und fluiddicht an seinem äußeren Umfangsrand an der Nabe der Eingangsscheibe bzw, Läuferscheibe 19 befestigt ist. Das in-

nere Abdeckungselement 32 ist mit einer Zentralöffnung

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] 34 ausgebildet, durch die sich ein in axialer Richtung gleitend verschiebbarer Stecker bzw. ein in axialer Richtung gleitend verschiebbares Steckelement 35 erstreckt, das . in einer abdichtenden Beziehung zur Zentralöffnung 34 steht. Das Steckelement 35 trägt an seinem äußeren Ende über ein Axialdrucklager 37 ein erstes Ventilelement 36, das über eine Feder 38 auf das Steck- bzw. Steckerelement 35 zu vorgespannt und auf seinem äußeren Umfangsabschnitt bzw. -rand mit einem sich in radialer Richtung erstreckenden flachen und platten Oberflächenabschnitt 39 versehen ist, der dazu dient, das Loch 30 der Trenn- bzw. Unterteilungsplatte 25 zu öffnen oder zu schließen, wenn sich das Ventilelement 3G - wie nachfolgend zu beschreiben sein
wird - in axialer Richtung bewegt.

Innerhalb der Luftkammer 33 ist eine Membran 40 vorge sehen, deren äußerer Umfangsrand an der Nabe des Eingangselements 18 und deren innerer Umfangsrand am inneren entgegengesetzten Ende des Steckerelements 35 befestigt ist, das für den Kraftausgleich mit der Kraft der Feder 38 der Einwirkung einer weiteren Feder 41 unterworfen ist. Die Luftkammer 33 steht über eine Zentralbohrung 43a eines Anschlagelements 43, eine erste Axialbohrung 18a des Eingangselements 18, eine erste Axialbohrung 12a der Welle 12 und eine Leitung 44 mit einem ersten Umschaltventil 42 in Verbindung. Die Luftkammer 33 steht ferner über eine zweite Axialbohrung 18b des Eingangselements 18, eine
zweite Axialbohrung 12b der Welle 12 und eine weitere Leitung 46 mit einem zweiten Umschaltventil 45 in Verbindung.

In der Speicherkammer 26- ist ferner ein zweites Ventilelement 47 vorgesehen, das an seinem inneren Umfangsrand
durch eine koaxial zur Feder 38 angeordnete Feder 48 gehalten ist. Das Ventilelement 47 ist an seinem äußeren Umfangsrand mit einem sich radial erstreckenden flachen bzw. platten Oberflächenabschnitt 49 versehen, der unter

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der nachgiebigen Vorspannung der Feder 48 in Anlagekontakt mit der Unterteilungsplatte 25 steht, so daß er deren Loch 31 verschließen kann. Die Lage des zweiten Ventilelements 47 relativ zu den anderen Bestandteilen der Ventileinrichtungen ist derart gewählt, daß der flache Oberflächenabschnitt 39 des ersten Ventilelements 36 das Loch 30 und der flache Oberflächenabschnitt 49 des zweiten Ventilelements 47 ebenfalls das Loch 31 verschließt, wenn das Stekkerelement 35 seine im unteren Abschnitt der Zeichnung dargestellte äußerst rechte Position einnimmt, in der das innere Ende des Steckerelements 35 in Anlagekontakt mit dem Anschlagelement 43 gelangt. Für den Fall, daß das
Stecker- bzw. Steckverschlußelement 35 in axialer Richtung nach links in seine Mittelposition bewegt wird, wird das Ventilelement 36 ebenfalls nach links bewegt, um das Loch 30 zu öffnen und dadurch eine Fluidverbindung zwischen der Vorratskammer 26 und der Arbeitskammer 27 hervorzurufen. Wenn sich das Steckerelement 35 und somit auch das Ventilelement 36 weiter nach links in die linkeste Position bewegt, die im oberen Abschnitt der Zeichnung dargestellt ist, wird der innere Umfangsrand des Ventilelements 36 in Eingriff mit dem inneren Umfangsrand bzw. - abschnitt des Ventilelements 47 gebracht, der somit gegen die Einwirkung der Feder 48 beaufschlagt wird, so daß der flache bzw. platte Oberflächenabschnitt 49 des Ventilelements 47 außer Eingriff mit der Unterteilungsplatte 25 gebracht' wird, wonach das Loch 31 geöffnet und eine Fluidverbindung zwischen den Kammern 26 und 27 durch beide Löcher 30 und 31 hervorgerufen wird.

Die Umschaltventile 42 und 45 werden im Ansprechen auf Signale betätigt, die von Temperaturfühlern bzw. -sensoren 50 bzw. 51 abgeleitet werden, die auf der Brennkraftmaschine 17 zur Erfassung von Temperaturveränderungen des ^OJ dadurch strömenden Kühlwassers vorgesehen sind. Wenn die Temperatur des Kühlwassers unter einem vorbestimmten Wert

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liegt, werden die Umschaltventile 42 und 45 so betätigt, daß die Leitung 44 über eine Leitung 52 mit einem Luftansaugkanal 53 der ürennkraftmaschine 17 in Verbindung gebracht wird, um die Kammer 33 mit einem Unterdruck zu versorgen; gleichzeitig wird die Leitung 46 über eine Leitung 54 mit der Leitung 44 in Verbindung gebracht, so daß der Unterdruck auf die Kammer 33 gegeben wird und das Steckerelement 35 die rechteste Position einnimmt, so daß beide Löcher 30 und 31 geschlossen werden und die Menge an viskosem Strömungsmittel 24 innerhalb der Arbeitskammer 27 herabgesetzt wird, um dadurch die vom Eingangselement 18 auf das Ausgangselement 20 zu übertragende Leistung zu verringern und die Drehbewegung des Kühllüfters auf einer kleinen Geschwindigkeit zu halten.

Wenn die Temperatur des Kühlwassers auf einen zweiten vorbestimmten Wert ansteigt, bleibt das * Umschaltventil 42 unbewegt, das Umschaltventil 45 wird jedoch betätigt, so daß die Leitung 46 von der Leitung 54 getrennt bzw. abgekoppelt und durch eine Leitung 55 mit einer Verengungsstelle 56 in Verbindung mit der Atmosphäre gebracht wird, so daß die Kammer 33 mit einem gedrosselten bzw. begrenzten Luftstrom unter atmosphärischem Druck versorgt wird, wodurch das Steckerelement 35 nach links unter Öffnen des Lochs 30 in die Mittelstellung bewegt wird, so daß die Menge an viskosem Strömungsmittel 24 innerhalb der Arbeitskammer 27 angehoben wird, um die vom Eingangselement 18 auf das Ausgangselement 20 zu übertragende Leistung und dadurch die Drehgeschwindigkeit des Kühllüfters zu

^O erhöhen.

Wenn die Temperatur des Kühlwassers noch weiter auf einen dritten vorbestimmten Wert ansteigt, wird das Umschaltventil 42 betätigt, so daß die Leitung 44 von der Leitung ° 52 getrennt bzw. abgekoppelt und durch eine ungedrosselte

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Leitung 57 in Verbindung mit der Atrnoyphäre gebracht wird, so daß die Kammer 33 mit atmosphärischem Druck versorgt wird; das Steckerelement 35 wird dadurch in die äußerst linke Stellung bewegt, in der das Ventilelement 47 das
Loch 31 wie oben beschrieben öffnet, so daß die Arbeitskammer 27 durch beide Löcher 30 und 31 in Verbindung mit der Speicherkammer 26 gelangt; dadurch wird die Menge des in der Kammer 27 befindlichen viskosen Strömungsmittels weiter angehoben, so daß die Drehgeschwindigkeit des Kühllüfters ansteigt.

Die Erfindung schafft somit eine für die Verwendung mit einer Brennkraftmaschine vorgesehene Kühlgebläseeinheit, in der eine Viskositäts-Strömungsmittelkupplung vorgesehen ist, die zur Steuerung der Drehgeschwindigkeit eines zur Kühlung eines Brennkraftmaschinen-Kühlers vorgesehenen Lüfters bzw. Lüfterrades in Abhängigke'it von Temperaturveränderungen der Brennkraftmaschine betätigbar ist.

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Claims

Patentansprüche

Kühlgebläseeinheit für eine Brennkraftmaschine, gekennzeichnet durch

eine Viskositäts-Strömungsmitte!kupplungseinrichtung (10), die eine mit der Brennkraftmaschine (17) in Antriebsverbindung stehende Kraftübertragungs-Eingangseinrichtung (18,19) und eine mit einem Lüfterrad zur Kühlung eines Wärmetauschers der Brennkraftmaschine (17) versehene und relativ zur Kraftübertragungs-Eingangseinrichtung (18, 19) drehbare Kraftübertragungs-Ausgangseinrichtung (20) besitzt, wobei die Kraftübertragungs-Eingangs- und Ausgangseinrichtungen (18,19,29) zwischen sich eine Arbeitskammer (27) definieren, in die eine gewisse Menge viskosen Strömungsmittels (24) zugelassen werden kann, um hydrodynamisch die Drehantriebsleistung von der Kraftübertragungs-Eingangseinrichtung (18,19) auf die Kraftübertragungs-Ausgangseinrichtung (20) zu übertragen, und

eine Einrichtung (30 bis 57) zur Erfühlung der Temperatur des Kühlwassers in der Brennkraftmaschine (17), um das Ausmaß der Strömungsmittelverbindung zwischen der Arbeitskammer (27) und einer Speicherkammer (26) für das viskose Strömungsmittel (24) zu variieren, so daß die in der Arbeitskammer (27) enthaltene Strömungsmitte lmerif.e in mehreren Stufen gesteuert und dadurch die Drehgeschwin-

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digkelt des LUfterrades in mehreren Stufen variiert werden kann.
2. Kühlgebläseeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Temperatur der Brennkraftmaschine (17) ansprechende Einrichtung (30 bis 57)

ein inneres Abdeckungselement (32), das an der Kraftübertragungs-Eingangseinrichtung (19) befestigt ist, um
darin eine Kammer (33) auszubilden,

eine an der Kraftübertragungs-Eingangseinrichtung (19) befestigte und einem gleitend verschiebbaren Steckerelement (35) zugeordnete Membran (40) zur Definierung einander gegenüberliegender Kammern (33),

am Steckerelement (35) befestigte Ventilplatten (36, 47) zum Öffnen und Schließen von Löchern (30, 31) für die Strömungsmittelverbindung zwischen der Arbeitskammer (27) und der Speicherkammer (26), und

eine Umschaltventileinrichtung (42,45) aufweist, um eine der durch die Membran (40) definierten Kammern (33) in Abhängigkeit von der Temperatur des Brennkraftmaschinen-Kühlwassers mit Saugdruck und/oder Atmosphärendruck zu versorgen.