DE3204766C2

DE3204766C2 - Flüssigkeitsreibungskupplung für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3204766C2
Application number: DE3204766A
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: 1984-04-26
Also published as: US4467901A; DE3204766A1; JPS57132026U

Abstract

Es wird eine für die Verwendung mit einer Brennkraftmaschine vorgesehene Kühlgebläseeinheit beschrieben, in der eine Viskositäts-Strömungsmittelkupplung vorgesehen ist, die zur Steuerung der Drehgeschwindigkeit eines zur Kühlung eines Brennkraftmaschinen-Kühlers vorgesehenen Lüfters bzw. Lüfterrades in Abhängigkeit von Temperaturveränderungen der Brennkraftmaschine betätigbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkeitsrei- *5 bungskupplung für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Eine solche Kupplung gehört aufgrund der älteren, nicht vorveröffentlichten Anmeldung P 32 04 554 zum Stand der Technik. Bei dieser zum Stand der Technik so gehörigen Kupplung wird bei Überschreiten einer bestimmten Temperatur des Kühlwassers der Brennkraftmaschine mit Hilfe der Umschaltventileinrichtung die Luftkammer, die bis dahin mit Saugdruck aus dem Luftansaugkanal der Brennkraftmaschine beaufschlagt war, mit Atmosphärendruck beaufschlagt, was zur Folge hat, daß das Steckerelement die Ventilplatte in eine solche Stellung bringt, daß zumindest das eine Loch geöffnet ist, so daß die Arbeitskammer mit Strömungsmittel gefüllt ist und eine Kraftübertragung zum *o Lüfterrad erfolgt. Günstig bei dieser zum Stand der Technik gehörenden Kühlgebläseeinheit ist, daß die Steuerung mit verhältnismäßig einfachen mechanischen Mitteln in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlwassers erfolgt. Allerdings wird das Kühlgebläse ^Μ bzw. das Lüfterrad lediglich im Ein-Aus-Betrieb betrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkeitsreibungskupplung zu schaffen, die ein genaueres Ansprechen auf die Temperatur des Kühlwassers ermöglicht

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kupplung gemäß Patentanspruch gelöst

Die erfindungsgemäße Ausbildung führt zu einer zumindest zweistufigen Füllung der Arbeitskammer mit Strömungsmittel und ermöglicht es auf diese Weise, das Lüfterrad bei steigender Kühlwassertemperatur mit zunehmend geringerem Schlupf zu kuppeln, so daß die Kühlleistung den tatsächlichen Temperaturverhältnissen besser angepaßt werden kann.

Bei einer bekannten, gattungsgemäß anderen Flüssigkeitsreibungskupplung gemäß der DE-OS 29 43 841 ist es schon vorgesehen, das Ausmaß der Verbindung zwischen der Arbeitskammer und der Speicherkammer in Abhängigkeit von einer Temperatur mehrstufig zu steuern. Dazu dient eine drehbar innerhalb der Speicherkammer angeordnete Ventilplatte, die von einem Bimetallelement eingestellt wird, das auf die Temperatur der Umgebungsluft der Kupplung anspricht

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

In der Zeichnung ist eine Flüssigkeitsreibungskupplung 10 dargestellt, die auf einem festen Abschnitt 11 eines Kraftfahrzeugs montiert ist. Die Kupplung 10 weist auf 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 Eingangselement 18, das koaxial zur Welle 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 treibende Kupplungshälfte oder Läuferscheibe 19, eine getriebene Kupplungshälfte 20 die eine Nabe eines Kühllüfters bildet und über ein Lager 21 auf einem Mittelabschnitt des Eingangselements 18 gelagert ist, so daß es relativ zum Element 18 und zur Läuferscheibe 19 drehbar ist, ein äußeres Gehäuse- bzw. Abdeckungselement 22, das an seinem Umfang fluiddicht an der Kupplungshälfte 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 Abdeckungselement 22 befestigt ist, um die Kammer 23 in eine Speicherkammer 26 und in eine Arbeitskammer 27 zu unterteilen, in der die Läuferscheibe 19 angeordnet ist, eine erste Gruppe von Labyrinthnuten 28, die in den sich gegenüberliegenden Oberflächen der Läuferscheibe 19 und der getriebenen Kupplungshälfte 20 ausgebildet sind, eine zweite Gruppe von Labyrinthnuten 29, die in den Oberflächen der Läuferscheibe 19 und der Trennplatte 25 ausgebildet sind, und zwei im Abstand zueinander stehende bzw angeordnete Löcher 30 und 3J₁ die in der Trennplatte 25 ausgebildet sind, um eine Fluidverbindung zwischen der

Speicherkammer 26 und der Arbeitskammer 27 zu erlauben.

Es ist ferner ein inneres Abdeckungselement 32 vorgesehen, das zur Definierung einer Liftkammer 33 koaxial und fluiddicht an seinem äußeren Umfangsrand an der Nabe der Läuferscheibe 19 befestigt ist Das innere Abdeckungselement 32 ist mit einer Zentralöffnung 34 ausgebildet, durch die sich ein in axialer Richtung gleitend verschiebbares Steckerelemem 35 erstreckt, das in einer abdichtenden Beziehung zur Zentralöffnung 34 steht Das Steckerelement 35 trägt an seinem äußeren Ende über ein Axialdrucklager 37 ein erstes Ventilelement 36, das über eine Feder 38 auf das Steckerelement 35 zu vorgespannt und an seinem äußeren Umfangsabschnitt mit einem sich in radialer Richtung erstreckenden flachen und platten Oberflächenabschnitt 39 versehen ist, der dazu dient, das Loch 3C der Trennplatte 25 zu öffnen oder zu schließen, wenn sich das Ventilelement 36 — wie nac'ifolgend zu beschreiben sein wird — in axialer Richtung bewegt.

Innerhalb der Luftkammer 33 ist eine Membran 40 vorgesehen, deren äußerer Umfangsrand an der Nabe der Läuferscheibe 19 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 18£>des Eingangselements 18, eine zweite Axialbohrung 126 der Welle 12 und eine weitere Leitung 46 mit einem zweiten Umschaltventil 45 in ^J5 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 der nachgiebigen Vorspannung der Feder 48 in Anlagekontakt mit der Trennplatte 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 Steckerelement 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 Steckerelement 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 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 Trennplatte 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 dadurch strömenden Kühlwassers vorgesehen sind. Wenn die Temperatur des Kühlwassers unter einem vorbestimmten Wert liegt, werden die Umschaltventile 42 und 45 so betätigt, daß die Leitung 44 über eine Leitung 52 mit einem Luftansaugkanal 53 der Brennkraftmaschine 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 die Kupplungshälfte 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 und durch eine Leitung 55 mit einer Drosselstelle 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 die Kupplungshälfte 20 zu übertragende Leistung und dadurch die Drehgeschwindigkeit des Kühllüfters zu 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 und durch eine ungedrosselte Leitung 57 in Verbindung mit der Atmosphäre 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

io

is

Flüssigkeitsreibungskupplung für eine Brennkraftmaschine, mit einer mit der Brennkraftmaschine (17) in Antriebsverbindung stehenden treibenden Kupplungshälfte {18, 19) und einer mit einem Lüfterrad zur Kühlung eines Wärmetauschers der Brennkraftmaschine (17) versehenen getriebenen Kupplungshälfte (20), wobei die Kupplungshälften (18, 19, 20) zwischen sich eine mit Strömungsmittel füllbare Arbeitskammer (27) einschließen und mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Strömungsmittelverbindung zwischen der Arbeitskammer (27) und einer Speicherkammer (26) für das Strömungsmittel (24) in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlwassers in der Brennkraftmaschine (17), wobei die Steuereinrichtung eine an der treibenden Kupplungshälfte (19) befestigte und einem gleitend verschiebbaren Steckerelement (35) zugeordnete Membran (40), die eine Luftkammer (33) begrenzt, eine vom Steckerelement (35) betätigte Ventilplatte (36) zum öffnen und Schließen von zumindest einem Loch (30) für die Strömungsmittelverbindung zwischen der Arbeitskammer (27) und der Speicherkammer (26), sowie eine Umschaltventileinrichtung (42, 45) aufweist, die die Luftkammer (33) in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlwassers mit Unterdruck oder Atmosphärendruck speist, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine weitere vom Steckerelement (35) betätigte Ventilplatte (47) zum öffnen und Schließen zumindest eines weiteren Lochs (31) aufweist, wobei die beiden Ventilplatten (36, 47) nach unterschiedlichen Verschiebewegen des Steckerelementes (35) von diesem betätigt werden, und daß die Umschaltventileinrichtung (42, 45) in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlwassers die Luftkammer (33) unter unterschiedliche Unterdrücke setzt, so daß die in der Arbeitskammer (27) enthaltene Strömungsmittelmenge mehrstufig steuerbar ist.