DE3831832A1 - Temperaturfuehlende ventilatorfluessigkeitskupplung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen im Aufbau einer temperaturfühlenden Ventilatorflüssigkeitskupplung, die dem Motorventilator eines sich bewegenden Automobils gestattet, jederzeit automatisch mehr oder weniger Kühlluft in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Motors zuzuführen.

Eine typische Ventilatorflüssigkeitskupplung der eingangs erwähnten Art ist in Fig. 4 gezeigt, wobei eine runde Bohrung 14′ in einer Trennplatte 14 ausgebildet ist, um den Ölausfluß zu steuern. Ein federelastisches Ventilteil 15 ist in der Kupplung angeordnet und hat die Form eines flachen Bleches. Wenn sich die Temperatur verändert, verformt sich eine (nicht dargestellte) temperaturfühlende Einrichtung, in der Art eines Thermostaten, die außenseitig angeordnet ist, und das Ventilteil 15 verstellt sich durch ein (nicht dargestelltes) stabähnliches Verbindungsteil in Abhängigkeit von der Verformung. Gleichzeitig bewegt sich der flache vordere Endabschnitt des Ventilteils 15 vor oder zurück, um direkt die Bohrung 14′ zu öffnen oder zu schließen. Die Charakteristik der Kupplung ist durch die Kurve (B) in Fig. 5 dargestellt.

Diese bekannte Ventilatorflüssigkeitskupplung ist nicht in der Lage, den Ölausfluß ausreichend zu steuern, weil die Bohrung 14′ direkt durch den flachen vorderen Endabschnitt des Ventilteiles 15 verschlossen oder geöffnet wird, das sich vor- oder zurückbewegt. Wie durch die Kennlinie (B) angezeigt wird, verändert sich plötzlich die Frequenz des Ventilators schrittweise bei einer vorbestimmten Temperatur, gewöhnlich bei 60°C unter normalen Betriebsbedingungen. Folglich kann die Kühlluftmenge nicht ausreichend in bezug auf irgendeinen großen Temperaturwechsel, der während des Fahrens des Fahrzeuges auftritt, gesteuert werden. Deshalb können Ventilatorlärm und Leistungsverlust nicht befriedigend vermindert werden. Auch die Zeit zum Warmlaufen des Motors kann nicht hinreichend verkürzt werden.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine temperaturbeeinflußte Ventilatorkupplung zu schaffen, die es erlaubt, eine angemessene Kühlluftmenge ständig in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen eines Motors und in Abhängigkeit von Temperaturwechseln derart zu fördern, daß die Luftmenge im wesentlichen kontinuierlich verändert wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die temperaturfühlende Ventilatorflüssigkeitskupplung aufweist: ein abgedichtetes angetriebenes Gehäuse, das hinter einem Lager an einer rotierenden Hauptwelle befestigt ist, an deren vorderem Ende eine Antriebsscheibe starr angebracht ist, wobei das Gehäuse Ventilatorblätter aufweist, die an dessen äußerem Umfang befestigt sind; eine Trennplatte, die das Innere des Gehäuses in eine Ölsammelkammer und eine Drehmomentübertragungskammer unterteilt und die mit einer Bohrung zur Steuerung des Fluidausflusses versehen ist, wobei die Antriebsscheibe im Inneren der Drehmomentübertragungskammer angeordnet ist; einen kleinen Sammelraum, der in der inneren Seitenfläche des Gehäuses ausgebildet ist, die der äußeren Seitenfläche der Antriebsscheibe gegenüberliegt und in dem sich Öl während der Rotation sammelt; einen Umlaufkanal, der sich von der Drehmomentübertragungskammer zu der Ölsammelkammer erstreckt, und mit dem kleinen Sammelraum verbunden ist; eine temperaturfühlende Einrichtung, die auf der vorderen Fläche des Gehäuses befestigt ist; ein stabähnliches Verbindungsteil, das in Abhängigkeit von der Deformation der temperaturfühlenden Einrichtung verformt wird, die durch Temperaturwechsel verursacht wird; und ein Ventilteil, das veranlaßt wird, die Bohrung mittels des Verbindungsteiles zu öffnen, wenn die Umgebungstemperatur einen bestimmten Wert übersteigt, und das veranlaßt wird, die Bohrung mittels des Verbindungsteiles zu schließen, wenn die Temperatur niedriger ist als der vorgegebene Wert, wobei das Ventilteil, das aus einem federelastischen zungenähnlichen Teil besteht, ist im Inneren der Flüssigkeitskupplung angeordnet. Das vordere Ende des Verbindungsteils ist federelastisch mit dem vorderen Ende des federelastischen zungenähnlichen Ventilteils verbunden, das nahe der Bohrung ist und diese öffnet oder verschließt. Ein Ende des Ventilteils ist starr an der inneren Wandung der Ölsammelkammer befestigt. Die wirksame Ölkontaktfläche im Inneren des Drehmomentübertragungsraumes, der durch die sich gegenüberliegenden Flächen der Antriebsscheibe und des Gehäuses gebildet wird, wird verkleinert oder vergrößert, um das Drehmoment zu steuern, das von der Hauptantriebswelle zu dem angetriebenen Gehäuse übertragen wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung erstreckt sich die Bohrung zur Steuerung des Fluidausflusses radial zu der Trennplatte, und das Ventilteil ist aufwärts gekrümmt.

Bei diesem Aufbau öffnet oder schließt das federelastische zungenähnliche Ventilteil, das nahe der Bohrung zur Steuerung des Ausflusses angeordnet ist, die Bohrung. Das vordere Ende des Verbindungsteiles ist dabei federelastisch mit dem Ventilteil über ein Stellelement verbunden, das in der Ölsammelkammer oder in federelastischen Kontakt mit dem Ventilteil angeordnet ist. Wenn sich die Umgebungstemperatur ändert, bewegt sich das Verbindungsteil vor oder zurück und der Drehpunkt bewegt sich kontinuierlich von dem starr befestigten Punkt hin zur Ausflußsteuerbohrung. Dadurch wird die Öffnung der Bohrung stetig verändert. Deshalb ist die Rotationsfrequenz im Verhältnis zu der Umgebungstemperatur durch die Kennlinie (A) in Fig. 5 gekennzeichnet, wobei die Temperatur (T) an der horizontalen Achse und die Rotationsfrequenz (F) des Ventilators auf der vertikalen Achse aufgetragen ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen teilweisen vertikalen Querschnitt einer temperaturfühlenden Ventilatorflüssigkeitskupplung.

Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Draufsicht auf den Hauptabschnitt der Kupplung gemäß Fig. 1.

Fig. 3(A) zeigt eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A gemäß Fig. 2.

Fig. 3(B) und 3(C) zeigen Schnitte ähnlich der Fig. 3(A), jedoch einer anderen Ventilatorflüssigkeitskupplung.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt ähnlich Fig. 3(A), jedoch eine Ventilatorflüssigkeitskupplung nach dem Stand der Technik; und

Fig. 5 zeigt eine Grafik zum Vergleichen der charakteristischen Kurve einer erfindungsgemäßen Ventilatorflüssigkeitskupplung mit der charakteristischen Kurve einer Ventilatorflüssigkeitskupplung nach dem Stand der Technik.

Gemäß den Fig. 1-3(C) ist eine Antriebsscheibe 2 starr an dem vorderen Ende einer rotierenden Hauptwelle 1 befestigt, die eine angeflanschte Wandung 1′ an deren anderem vorderen Ende aufweist. Eine Ummantelung 3′′ ist auf der Welle 1 hinter einem Lager angeordnet. Die Ummantelung 3′′ weist einen vorderen Deckel 3′ auf, der abgedichtet ist, um ein abgedichtetes Antriebsgehäuse 3 zu bilden. Die Innenseite des abgedichteten Gehäuses 3 ist in eine Ölsammelkammer 5 und eine Drehmomentübertragungskammer 6 durch eine Trennplatte 4 unterteilt. Die Trennplatte 4 ist mit einer Bohrung 4′ zur Steuerung des Ölflusses von dem Ölsammelbehälter 5 zu der Drehmomentübertragungskammer 6 versehen. Ein Drehmomentübertragungsraum 6′ ist zwischen den sich gegenüberliegenden Flächen der Antriebsscheibe 2 und dem abgedichteten Gehäuse 3 im Inneren der Drehmomentübertragungskammer 6 gebildet.

Eine temperaturfühlende Einrichtung 10 weist einen Bimetallstreifen auf, bei dem beispielsweise beide Enden an einer Haltevorrichtung 7 verankert sind, die an der Vorderfläche des Deckels 3 befestigt ist. Ein Ende des Stellelementes 8 ist an der Oberfläche der Trennplatte 4 an der Seite des Ölsammelbehälters 5 vernietet, während das andere Ende nahe der Bohrung 4′ angeordnet ist. Wenn sich die Umgebungstemperatur ändert, verformt sich die temperaturfühlende Einrichtung 10, wodurch sich das Stellelement über ein stabähnliches Verbindungsteil 11 verformt wird. Das Stellelement ist an der Innenseite der Ölsammelkammer 5 angeordnet. Ein kleiner Sammelraum ist an der inneren Wandfläche der Ummantelung 3′′ gebildet, die sich gegenüber der äußeren Fläche der Antriebsscheibe 2 befindet und in der sich das Öl sammelt. Ein Durchgang 9, durch den das Öl umläuft, erstreckt sich von der Drehmomentübertragungskammer 6 zur Ölsammelkammer 5. Die Übertragungskammer 6 ist zu dem kleinen Sammelraum 9 verschlossen, der sich an der Stromaufseite des Durchganges 9 in Rotationsrichtung befindet. Ein elastisches zungenähnliches Ventilteil 12 ist nahe der Bohrung 4′ angeordnet, die den Ausfluß steuert. Ein Ende des Ventilteils 12 ist jeweils starr an der Trennplatte 4 oder dem Deckel 3′, wie in Fig. 3(B) gezeigt, befestigt, während das andere Ende über der Bohrung 4′ liegt, um diese zu öffnen oder zu schließen. Das vordere Ende des Ventilteils 12 ist in federelastischem Kontakt mit dem vorderen Ende des Stellelementes 8.

Wie in Fig. 3(C) gezeigt, kann das Verbindungsteil 11 in direktem Kontakt mit dem zungenähnlichen Ventilteil 12 sein, das länglich ausgebildet ist. Auch die Bohrung 4′, die den Ausfluß kontrolliert, kann länglich in Radialrichtung der Trennplatte 4 ausgeführt sein. Vorzugsweise ist das Ventilteil 12 aufwärts gekrümmt.

Wie bisher beschrieben, öffnet oder schließt die neue temperaturfühlende Flüssigkeitsventilatorkupplung die Ausflußsteuerbohrung 4′ durch das zungenähnliche Ventilteil 12 immer in Abhängigkeit von großen Änderungen in der Umgebungstemperatur, die während des Bewegens des Fahrzeuges erzeugt wird. Demzufolge kann die Ölflußmenge zur Drehmomentübertragungskammer 6 wirksam gesteuert werden. Die Luftkühlmenge wird im wesentlichen kontinuierlich und angemessen zu den Betriebsbedingungen des Motors über einen breiten Bereich gesteuert. Weiterhin ist der innere Aufbau sehr einfach, denn er enthält im wesentlichen nur das zungenähnliche Ventilteil 12. Darum ist die neue temperaturfühlende Ventilatorflüssigkeitskupplung sehr vorteilhaft.

Die Kühlluftmenge kann noch genauer durch das längliche Ausbilden der Ausflußsteuerbohrung 4′, wie oben beschrieben, und gleichzeitig durch das Aufwärtskrümmen des Ventilteils 12 gesteuert werden. Weiterhin kann die Ausflußmenge des Öls wunschgemäß kontinuierlich gesteuert werden, wenn das Ventilteil mit einer geeigneten Krümmung versehen wird.

Claims (5)

1. Temperaturfühlende Ventilatorflüssigkeitskupplung, gekennzeichnet durch
ein abgedichtetes Gehäuse (3), das hinter einem Lager an einer rotierenden Hauptwelle (1) befestigt ist, an deren vorderem Ende eine Antriebsscheibe (2) starr angebracht ist, wobei das Gehäuse (3) Ventilatorblätter aufweist, die an dessen äußerem Umfang befestigt sind;
eine Trennplatte (4), die das Innere des Gehäuses (3) in eine Ölsammelkammer (5) und eine Drehmomentübertragungskammer (6) unterteilt und die mit einer Bohrung (4′) zur Steuerung des Fluidausflusses versehen ist;
einen kleinen Sammelraum (9′), der in der inneren Seitenfläche des Gehäuses (3) ausgebildet ist, die der äußeren Seitenfläche der Antriebsscheibe (2) gegenüberliegt und in dem sich Öl während der Rotation sammelt;
einen Umlaufkanal (9), der sich von der Drehmomentübertragungskammer (6) zu der Ölsammelkammer (5) erstreckt und mit dem kleinen Sammelraum (9′) verbunden ist;
eine temperaturfühlende Einrichtung (10), die auf der vorderen Fläche des Gehäuses (3) befestigt ist;
ein stabähnliches Verbindungsteil (11), das in Abhängigkeit von der Deformation der temperaturfühlenden Einrichtung (10) verformt wird, die durch Temperaturwechsel verursacht wird; und
ein Ventilteil, das veranlaßt wird, die Bohrung (4′) mittels des Verbindungsteils (11) zu öffnen, wenn die Umgebungstemperatur einen bestimmten Wert übersteigt, und das veranlaßt wird, die Bohrung (4′) mittels des Verbindungsteiles (11) zu schließen, wenn die Temperatur niedriger ist als der vorgegebene Wert, wobei das Ventilteil (12) aus einem federelastischen zungenähnlichen Teil (12) besteht, dessen eines Ende starr an der inneren Wandung der Ölsammelkammer (5) befestigt ist und dessen anderes Ende in federelastischen Kontakt mit dem vorderen Ende des Verbindungsteils (11) ist;
und dadurch, daß die wirksame Ölkontaktfläche innerhalb eines Drehmomentübertragungsraumes (6′), der durch einander gegenüberliegende Flächen der Antriebsscheibe (2) und des Gehäuses (3) gebildet wird, vergrößert und verkleinert wird, um das Drehmoment zu steuern, das von der Hauptantriebshauptwelle (1) auf das angetriebene Gehäuse (3) übertragen wird.

2. Ventilatorflüssigkeitskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein Stellelement (8), dessen eines Ende an der inneren Wandung der Ölsammelkammer (5) befestigt ist, zwischen dem anderen Ende des Ventilteils (12) und dem vorderen Ende des Verbindungsteils (11) befestigt ist.

3. Ventilatorflüssigkeitskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des Ventilteils (12) starr an der Trennplatte (4) befestigt ist.

4. Ventilatorflüssigkeitskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des Ventilteils (12) starr an der inneren Wandung eines vorderen Deckels (3′) befestigt ist.

5. Ventilatorflüssigkeitskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Bohrung (4′) zur Steuerung des Fluidausflusses radial von der Trennplatte (4) erstreckt und wobei das Ventilteil (12) aufwärts gekrümmt ist.