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DE3241835C1 - Hydrodynamische Einrichtung - Google Patents

Hydrodynamische Einrichtung

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Publication number
DE3241835C1
DE3241835C1 DE3241835A DE3241835A DE3241835C1 DE 3241835 C1 DE3241835 C1 DE 3241835C1 DE 3241835 A DE3241835 A DE 3241835A DE 3241835 A DE3241835 A DE 3241835A DE 3241835 C1 DE3241835 C1 DE 3241835C1
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DE
Germany
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hydrodynamic
hydrodynamic device
impeller
water pump
cooling water
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Expired
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DE3241835A
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English (en)
Inventor
Andreas 7255 Rutesheim Braatz
Hans 7000 Stuttgart Hanke
Jürgen 7000 Stuttgart Paul
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daimler Benz AG
Original Assignee
Daimler Benz AG
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Publication date
Application filed by Daimler Benz AG filed Critical Daimler Benz AG
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Priority to JP58196268A priority patent/JPS5996478A/ja
Priority to SE8305884A priority patent/SE450510B/sv
Priority to US06/550,131 priority patent/US4493293A/en
Priority to CA000440963A priority patent/CA1210654A/en
Priority to GB08329998A priority patent/GB2130332B/en
Priority to FR838317919A priority patent/FR2536117B1/fr
Application granted granted Critical
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Expired legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N19/00—Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
    • F02N19/02—Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks
    • F02N19/04—Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks by heating of fluids used in engines
    • F02N19/10—Aiding engine start by thermal means, e.g. using lighted wicks by heating of fluids used in engines by heating of engine coolants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/02—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
    • B60H1/03—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant and from a source other than the propulsion plant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/10—Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps
    • F01P5/12—Pump-driving arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/02—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air
    • F01P7/04—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by varying pump speed, e.g. by changing pump-drive gear ratio
    • F01P7/042—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by varying pump speed, e.g. by changing pump-drive gear ratio using fluid couplings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24V—COLLECTION, PRODUCTION OR USE OF HEAT NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F24V40/00—Production or use of heat resulting from internal friction of moving fluids or from friction between fluids and moving bodies

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  • Lubrication Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrodynamische Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Es ist durch die DE-OS 31 47 468 ein Heizgerät im Kühlwasserkreislauf einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug bekannt, das aus einer hydrodynamischen Bremse besteht, die von der Brennkraftmaschine aus über eine elektromagnetische Kupplung angetrieben wird, über die ein Antriebsstrang für die 'hydrodynamische Bremse zu- oder abschaltbar ist. Eine weitere Funktion als die eines Heizgerätes übt diese hydrodynamische Bremse nicht aus.
Desweiteren ist durch die DE-OS 14 76 425 eine zur Drehzahlregulierung eines Kühlerventilators vorgesehene hydrodynamische Kupplung bekannt, deren Füllstandsregelung selbsttätig in Abhängigkeit von der Temperatur der Kühlluft oder von der Temperatur des Zylinderkopfes erfolgt. Eine weitere Funktion als die einer Drehzahlregulierung eines Kühlventilators übt diese hydrodynamische Kupplung nicht aus.
Aufgabe der Erfindung ist es eine hydrodynamische Einrichtung der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß diese für eine weitere Nutzbarkeit verwendbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die gekennzeichneten Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
-Weitere Merkmale der Erfindung beinhalten die Unteransprüche.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der hydrodynamischen Einrichtung ist mit geringem konstruktiven Aufwand eine an sich bekannte, hydrodynamische Bremse als hydrodynamische Kupplung ausgebildet, so daß auf einen gesonderten Antrieb die Wasserpumpe und/oder dem Lüfterrad verzichtet werden kann. Darüber hinaus übernimmt die hydrodynamische Einrichtung bei abgeschalteter Wasserpumpe die Kühlmittelförderung.
In der Zeichnung ist die Erfindung in einer beispielsweisen Ausführungsform dargestellt.
Eine mit 1 bezeichnete Welle ist in einem Bereich 3 eines Wasserpumpen-Gehäuses 2 gelagert. Auf einem Wellenabsatz la der Welle 1 ist ein Flügelrad 5 einer Wasserpumpe angeordnet. Zwischen der Lagerung der Welle 1 und dem Flügelrad 5 ist eine Radialdichtung 4 angeordnet. Auf einer Stirnseite 6 des Wellenabsatz Xa ist eine Sacklochbohrung 7 eingebracht, deren Mittellinie achsgleich mit der der Welle 1 ist. Ein Stator-Schaufelrad 9 einer hydrodynamischen Einrichtung 10 ist über eine Nabe 11, die auf dem Wellenabsatz \b angeordnet ist, drehfest auf der Welle 1 angeordnet. Die im Wellenabsatz \b endende Sacklochbohrung 7 ist mit einer radial in den Wellenabsatz. \b eingebrachten Bohrung und durch eine Bohrung 12 in der Nabe 11 mit einem Ringraum 13 der hydrodynamischen Einrichtung 10 verbunden. Ein Gehäuse der hydrodynamischen Einrichtung besteht aus Gehäuseteilen 14, 15. Das Gehäuseteil 14 ist durch eine Radialdichtung 16 zur Nabe 11 abgedichtet und das Gehäuseteil 15 ist mit einer Radialdichtung 17 zu einer Nabe 18 abgedichtet, an der drehfest ein Rotor-Schaufelrad 19 der hydrodynamischen Einrichtung 10 befestigt ist Die Nabe 19 stützt sich über eine Lagerung 20 auf der Welle 1 ab. Zwischen der Nabe 18 und der Nabe 11 erfolgt die Abdichtung mit einer Radialdichtung 21. An dem Stator-Schaufelrad 9 ist eine Ringscheibe 22 befestigt, an der über ein Federelement 23 ein Reibbelag 24 drehfest befestigt ist. An der Außenseite des Gehäuses 14 ist im Bereich des Reibbelages 24 eine elektromagnetische Spule 25 angeordnet. Ein Lüfterrad 27 kann auch in zweckmäßiger Ausgestaltung formschlüssig auf einen Wellenabsatz ic der Welle 1 angeordnet werden und wird mit einer an einer Stirnseite 28 der Welle 1 eingeschraubten Schraube 29 gegen ein axiales Verschieben gesichert. Die dargestellte hydrodynamische Einrichtung umfaßt ein nicht näher dargestelltes Steuerglied, das in Abhängigkeit von der Temperatur einer kennzeichnenden Stelle der Brennkraftmaschine betätigbar ist. Dieses Steuerglied wird insbesondere durch ein Thermokontakt gebildet, der im Kühlwasser-Strömungskreis der Brennkraftmaschine angeordnet ist.
Beim Starten der Brennkraftmaschine ist die Temperatur an der kennzeichnenden Stelle kleiner als ein vorbestimmter Grenzwert. Somit ist der Thermokontakt geschlossen und die mit dem Strom beaufschlagte elektromagnetische Spule bewirkt, daß sich der Reibbelag gegen das Gehäuseteil 14 anlegt und eine reibschlüssige Verbindung das Stator-Schaufelrad 9 festsetzt, wodurch das Flügelrad 5 der Wasserpumpe und das Lüfterrad 27 festgesetzt ist. Der Antrieb des Rotor-Schaufelrades 19 erfolgt über die Riemenscheibe 26 und der Nabe. 18 Das Rotor-Schaufelrad 19 beschleunigt das Kühlwasser, das in den Schaufeln des Stators eine Verzögerung erfährt und die dabei freiwerdende Energie erwärmt das Kühlwasser. Der
notwendige Kühlwasser-Umlauf in einem Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine erfolgt durch das Rotor-Schaufelrad 19, das das Kühlwasser durch die Bohrung 7 und den Ringraum 13 ansaugt und über einen Ringraum 30 zu einer Leitung 31 fördert. Der Zufluß zu der hydrodynamischen Einrichtung erfolgt durch die Bohrungen 7, 8 und der Abfluß von der hydrodynamischen Einrichtung durch die Leitung 31. Die Zu- und Abflußöffnung der hydrodynamischen Einrichtung soll vorzugsweise in der Nähe der Wasserpumpen-Zuflußseite und der Wasserpumpen-Abflußseite angeordnet sein, damit die Kühlwasserumwälzung ähnlich der der Wasserpumpe erzeugten Kühlwasserumwälzung ist. Übersteigt die Temperatur an der kennzeichnenden Stelle einen vorbestimmten Grenzwert, so ist der ir) Thermokontakt geöffnet, die elektromagnetische Spule 25 ist abgeschaltet und das Federelement 23 hält den Reibbelag 24 in der gezeigten Stellung, so daß das Stator-Schaufelrad 9 frei rotieren kann. Ein nicht dargestelltes Regelventil, das den Füllungsgrad der hydrodynamischen Einrichtung in Abhängigkeit der Kühlwassertemperatur regelt, bewirkt, daß die hydrodynamische Einrichtung teilgefüllt ist, das heißt sie treibt das Flügelrad 5 der Wasserpumpe und das Lüfterrad 27 nur mit einer minimalen Drehzahl an.
Erhöht sich die Kühlwassertemperatur aufgrund einer höheren Belastung der Brennkraftmaschine oder einer veränderten Umlauftemperatur, so verändert das Regelventil entsprechend der erhöhten Kühlwassertemperatur den Zufluß zur hydrodynamischen Einrichtung. Dadurch erhöhl sich die Lüfterrad-Drehzahl sowie die Flügelrad-Drehzahl, so daß sich die Riemenscheiben-Drehzahl nur durch den von der hydrodynamischen Einrichtung bekannten minimalen Schlupf unterscheidet.
Eine weitere Erwärmung des Kühlwassers in der hydrodynamischen Einrichtung tritt nicht auf, da sich das Stator-Schaufelrad 9 mit annähernd der gleichen Drehzahl wie das Rotor-Schaufelrad 19 dreht, wodurch das vom Rotor-Schaufelrad 19 beschleunigte Kühlwasser keine ausreichende Verzögerung durch das Stator-Schaufelrad 9 erfährt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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Claims (5)

Patentansprüche:
1. Hydrodynamische Einrichtung, die ein Rotor-Schaufelrad, ein Stator-Schaufelrad und eine elektromagnetische Kupplung umfaßt, durch die die als Heizung in einem eine Wasserpumpe umfassenden Kühlwasserkreislauf einer Brennkraftmaschine angeordnete hydrodynamische Einrichtung in Abhängigkeit einer Temperatur eines zu überwachenden Mediums zu- und abschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrodynamische Einrichtung (10) in der nicht als Heizung wirksamen Schaltstellung als hydrodynamische Kupplung zum Antrieb der Wasserpumpe wirksam ist.
2. Hydrodynamische Einrichtung nach Anspruch 1, wobei der Brennkraftmaschine ein Lüfterrad zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrodynamische Einrichtung (10) in der nicht als Heizung wirksamen Schaltstellung als hydrodynamische Kupplung zum Antrieb der Wasserpumpe und des Lüfterrades (27) wirksam ist.
3. Hydrodynamische Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stator-Schaufelrad (9) drehfest mit einer Welle (1) verbunden ist, durch die die Wasserpumpe antreibbar ist.
4. Hydrodynamische Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stator-Schaufelrad (9) drehfest mit einer Welle (1) verbunden ist, durch die die Wasserpumpe und das Lüfterrad (27) antreibbar ist.
5. Hydrodynamische Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotor-Schaufelrad (9) der hydrodynamischen Einrichtung (10) in der Schaltstellung in der diese als Heizung wirksam ist, das Kühlwasser im Kühlwasserkreislauf der Brennkraftmaschine fördert/
DE3241835A 1982-11-12 1982-11-12 Hydrodynamische Einrichtung Expired DE3241835C1 (de)

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