DE3029992C2

DE3029992C2 - Flüssigkeitsreibungskupplung

Info

Publication number: DE3029992C2
Application number: DE3029992A
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Hauser
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1980-08-08
Filing date: 1980-08-08
Publication date: 1982-05-27
Also published as: GB2081850A; FR2488356A1; FR2488356B1; GB2081850B; DE3029992A1; JPS5754734A; US4405039A; JPS607127B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkeitsreibungskupplung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Kupplungen der im Oberbegriff beschriebenen Gattung wurden beispielsweise durch die DE-PS 12 84186 bekannt und werden vorzugsweise als Lüfterkupplungen zur Temperaturregelung des Kühlmittelkreislaufes von Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Wenn die Kupplung abgeschaltet ist, befindet sich das gesamte viskose Fluid im Vorratsraum, und das Kupplungsgehäuse bzw. der daran befestigte Lüfter wird nur infolge der Lagerreibung zwischen Kupplungsgehäuse und Antriebswelle und der Luftreibung in den Arbeitsspalten zwischen Kupplungsgehäuse und Antriebsscheibe mitgenommen. Hierbei stellt sich eine relativ niedrige Abtriebsdrehzahl der Kupplung ein, die bei leistungsstarken LKW-Kühlgebläsen infolge des großen Gegenmomentes auf sehr niedrige Werte, wie etwa 300 Umdrehungen pro Minute (UpM), absinken kann. Steigt die Temperatur des Kühlmittels, so wird über einen entsprechenden thermostatisch betätigten Stellmechanismus das Ventil zur Arbeitskammer geöffnet, und das viskose Fluid wird infoige des in der Vorratskammer herrschenden Druckes, der abhängig ist von der Abtriebsdrehzahl der Kupplung, in den Arbeitsraum gedrückt. Gleichzeitig wird das in den Arbeitsraum eingetretene Fluid über einen Staukörper wieder in den Arbeitsraum zurückgefördert, so daß sich eine Zirkulation des Fluids ergibt. Die Abpumpmenge des viskosen Fluids aus dem Arbeitsraum ist abhängig von der Relativdrehzahl bzw. Reldtivumfangsgeschwindigkeit zwischen der Antriebsscheibe und dem Kupplungsgehäuse, d. h. Antriebs- und Abniebsdrehzahl der Kupplung. Aus diesen Zusammenhängen ergibt sich, daß bei niedriger Abtriebsdrehzahl der Kupplung ein schlechter bzw. verzögerter Zufluß des Fluids zum Arbeitsraum erfolgt und daß bei entsprechend hoher Relativgeschwindigkeit zwischen An- und Abtriebsseite der Kupplung gleichzeitig ein relativ schnelles Abpumpen des Fluids aus dem Arbeitsraum stattfindet. Beides erweist sich als nachteilig, insbesondere bei hohen Viskositäten des viskosen Fluids, zum Beispiel über 0,015 qm/Sek. bzw. 15 000 Centistokes, weil es hierdurch zu einer verzögerten Zuschaltung der Kupplung (Hochlauf des Lüfters) und damit zu einer Überhitzung der Brennkraftmaschine kommen kann. Die Verzögerung der Zuschallung ist besonders kritisch beim Kaltstart der Brennkraftmaschine mit schneller Steigerung der Motorleistung. Das kalte Fluid ist sehr zäh und kann daher nur schwer durch die Ventilöffnung hindurchtreten. Bei einem Lüfter mit großem Durchmesser und hohem Antriebsmoment können ZuschaUverzögerungen von mehreren Minuten auftreten, so daß die Kühlung der Brennkraftmaschine bei schnellem Lastanstieg nicht mehr gewährleistet ist. Für niedrige Abtriebsdrehzahlen der Kupplung, d. h. Liiftcrdrehzahlen, die zwar den Motorwarmlauf begünstigen, ergeben sich also — wie oben ausgeführt — entscheidende Nachteile bezüglich des Zuschaltverhai-

tens einer solchen Flüssigkeitsreibungskupplung.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, das Regeiverhalten einer Flüssigkeitsreibungskupplung der eingangs genannten Gattung dahingehend zu verbessern, daß die Abtriebsdrehzahl der Kupplung mö^'ichst gleichmäßig, d. h. etwa proportional zur Temperaturerhöhung des zu regelnden Mediums, ansteigt. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, für das viskose Fluid die Zuflußbedingungen in den Arbeitsraum und die Rückflußbedingungen aus dem Arbeitsraum bei niedriger Abtriebsdrehzahl der Kupplung im Sinne eines verbesserten Zuschaltverhaltens der Kupplung günstig zu beeinflussen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der vorangestellten Ansprüche 1 bis 11.

Durch die gemäß Anspruch 1 vorgesehene drehfest mit der Antriebswelle verbundene Zusatzscheibe ergeben sich folgende Vorteile:

Zunächst ist der Flüssigkeitsdruck des viskosen Fluids im Vorratsraum nicht mehr allein von jer Abtriebsdrehzahl der Kupplung, sondern über die Zusatzscheibe auch von der Antriebsdrehzahl der Kupplung abhängig. Damit ergibt sich trotz niedriger Abtriebsdrehzahlen der Kupplung ein höherer Flüssigkeitsdruck, so daß die Zuflußbedingungen durch die Ventilöffnung zum Ar- 2=, beitsraum in dem Sinne verbessert werden, daß sich eine gleichmäßigere Füllung des Arbeitsraumes ergibt. Dies wiederum führt zu einem allmählichen Anstieg der Abtriebsdrehzahl der Kupplung, d. h. einer etwa proportional zur Temperaturerhöhung des Kühlmediums steigenden Abtriebsdrehzahl. Eine Verzögerung der Zuschaltung der Kupplung wird somit wirksam vermieden. Ferner wird durch die erfindungsgemäß ausgebildete Zusatzscheibe das im Vorratsraum befindliche Fluid infolge der Reibung zwischen Zusatzscheibe ι=, und Fluid erwärmt und damit seine Zähigkeit herabgesetzt, was zu besseren Zuflußbedingungen für das Fluid und damit einem besseren Zuschaltverhalten infolge besserer Füllung des Arbeitsraumes führt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entsprechend Anspruch 2 befindet sich die Zulauföffnung zum Arbeitsraum im Bereich des Außendurchmessers D der Zusatzscheibe. Durch diese Zuordnung von Zusatzscheibe und Ventilzulauföffnung ergibt sich eine gute Förderwirkung der Zusatzscheibe und damit ein verbessertes Zuflußverhalten des viskosen Fluids.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 3 ist ein Zusatzspalt fur die Übertragung eines Drehmomentes zwischen Zusatzscheibe und μ Kupplungsgehäuse vorgesehen. Durch diesen Zusatzspalt wird einerseits das im Vorratsraum befindliche viskose Fluid infolge von Schlupfwärme schneller erwärmt und damit seine Zähigkeit herabgesetzt, und andererseits wird die sogenannte Leerla-ifdrehzahl der « Kupplung, d. h. die Mindestabtriebsdrehzahl, infolge des zusätzlich übertragenden Drehmorientes erhöht. Durch die erhöhte Leerlaufdrehzahl ergeben sich wiederum verbesserte Zuflußeigenschaften des viskosen Fluids.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der so Erfindung gemäß Anspruch 4 sind in der Zusatzscheibe Durchtrittsöffnungen vorgesehen, die den Zufluß des viskosen Fluids von der Vorderseite der Zusatzscheibe in den Zusatzspalt ermöglichen und damit die Wirksamkeit des Zusatzspaltes, d. h. die Übertragbarkeit eines zusätzlichen Drehmomentes, erhöhen.

Nach einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Anspruch 5 sind an der Zusatzscheibe Nuten oder Schaufeln vorgesehen, die für eine wirksamere Förderung des Fluids im unteren Abtriebsdrehzahlenbereich sorgen und damit die Zuflußbedingungen des viskosen Fluids ebenfalls verbessern.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 6 ist im Bereich der Zulauföffnung ein Staukörper vorgesehen, der eine Beschleunigung des von der Zusatzscheibe nach außen geförderten Fluids in den Arbeitsraum bewirkt. Damit ergibt sich eine schnellere und gleichmäßigere Füllung des Arbeitsraumes und damit ein verbessertes Regelverhalten der Kupplung.

Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 ist im Bereich des Rücklaufkanales im Vorratsraum ein weiterer Staukörper vorgesehen, der eine Verzögerung des Fluidrückflusses aus dem Arbeitsraum bewirkt. Dies geschieht dadurch, daß dem durch den Rücklaufkanal zurückströmenden, abgepumpten Fluid infolge des Staukörpers durch die Zusatzscheibe gefördertes Fluid entgegenströmt, was zu einer Verlangsomung des Fluidrückflusses und damit zu einer langsameren Entleerung des Arbeitsraumes führt. Die verzögerte Entleerung des Arbeitsraumes bewirkt wiederum eine gleichmäßigere Füllung des Arbeitsraumes und damit ein verbessertes Zuschaltverhaken der Kupplung.

Durch eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 8 ist eine Fangtasche am Staukörper im Bereich der Rücklaufbohrung vorgesehen, wodurch sich der Stau bzw. Verzögerungseffekt noch erhöht.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 9 sieht eine Zusatzbohrung zwischen Vorratsraum und Arbeitsraum vor, wodurch sich bei geschlossenem Ventil ein zusätzlicher Zufluß von viskosem Fluid vom Vorratsraum in den Arbeitsraum ergibt. Hierdurch wird die Leerlaufdrehzahl erhöht und somit das Zuschaltverhallen der Kupplung verbessert.

Durch weitere Ausgestaltung der Erfindung entsprechend den Ansprüchen 10 und 11 kann der Effekt eines zusätzlichen Fluidflusses durch Anordnung eines Staukörpers bzw. einer Fangiasche im Bereich der Zusatzbohrung verstärkt werden.

Durch sämtliche erfindungsgemäßen Maßnahmen gemäß den Ansprüchen 1 bis 11 wird der Fluidzufluß im unteren Bereich der Kupplungsabtriebsdrehzahl, d. h. der Lüfterdrehzahl, verstärkt und gleichzeitig der Fluidrückfluß gebremst, während dieser Effekt im oberen Lüfterdrehzahlbereich praktisch verschwindet — dadurch ergibt sich eine gleichmäßige Füllung des Arbeilsraumes auch im mittleren Drehzahlbereich, so daß sich auch stabile Zwischendrehzahlen einstellen. Durch den allmählichen Anstieg der Kupplungsabtriebsdrehzahl von der Leerlauf- bis zur vollen Zuschaltdrehzahl treten keine Verzögerungen der Zuschaltung mehr auf, und die m^;t einer solchen erfindungsgemäßen Flüssigkeitsreibungskupplung ausgestattete Brennkraftmaschine ist somit vor Überhitzung gesichert. Aufgrund der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es ferner möglich, derartige Kupplungen mit einem Fluid höherer Viskosität als bisher zu betreiben, so daß ein größeres Drehmoment übertragbarist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 die Kupplung mit Zusatzscheibe im Axialschnitt.

Fig. 2 die Kupplung mit Zusatzscheibe im Radial-Teilschnitt entlang der Linie H-Il in Fig. 1,

F i g. 3 die Kupplung mit Zusatzscheibe und Staukörpern im Axialschnitt entlang der Linie III-III in F i g. 2 und

F i g. 4 die Kupplung mit Zusatzscheibe und Staukörpern im Axialschnitt entlang der Linie III-IV in F i g. 2.

Fig. 1 zeigt eine Flüssigkeitsreibungskupplung, wie sie vorzugsweise für den Antrieb eines Lüfters für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine Verwendung finden kann. Hierbei wird die Antriebswelle 1 der Kupplung von der Brennkraftmaschine bzw. einem ihrer Nebenaggregate angetrieben. Drehfest mit der Antriebswelle 1 verbunden ist die Antriebsscheibe 2, die sich zwischen dem Kupplungsgehäuse 3 und einem Kupplungsdeckel 4 bzw. einer mit diesem verbundenen Trennwand 7 befindet. Auf dem äußeren Umfang des Kupplungsgehäuses 3 kann ein nicht dargestellter Lüfter zur Erzeugung eines Kühlluftstromes für einen Wasserkühler einer Brennkraftmaschine angeordnet sein. Der Kupplungsdeckel 4 ist durch einen Innendekkel 5 abgedeckt und bildet mit dem Kupplungsgehäuse 3 eine drehfeste Einheit, die über das Rillenkugellagerpaar 6 drehbar auf der Antriebswelle 1 gelagert ist. In bekannter Weise befinden sich zwischen der Antriebsscheibe 2 einerseits sowie der Zwischenwand 7 und dem Kupplungsgehäuse 3 andererseits Arbeitsspalte 10 und 11, die zusammen den Arbeitsraum 8 der Kupplung bilden. Abgetrennt von diesem Arbeitsraum 8 ist ein Vorratsraum 9 vorgesehen, der einerseits über die Zulauföffnung 12 und andererseits über die Rücklauföffnung 19 und den Rückiaufkanai 20 mit dem Arbeitsraum 8 in Verbindung steht. Im Vorratsraum 9 befindet sich ein nicht mit einer Bezugsziffer gekennzeichnetes viskoses Fluid, dessen Füllstand für die stehende Kupplung in F i g. 1 eingezeichnet ist. Die Regelung des Zuflusses aus dem Vorratsraum 9 in den Arbeitsraum 8 erfolgt über einen Ventilhebel 13. der die Zulauföffnung 12 freigibt bzw. verschließt und über einen von einem Bimetall 17 betätigten Schaltstift 16 um das Lager 14 am Innendeckel 5 verschwenkt wird, wobei die Druckfeder li> im Sinne eines Abhebens des Ventilhebels 13 von der Durchflußöffnung 12 wirkt. Der Rückfluß des viskosen Fluids aus dem Arbeitsraum 8 in den Vorratsraum 9 erfolgt mittels eines im radial-äußeren Bereich der Antriebsscheibe 2 angeordneten Staukörpers 18, der das durch die Antriebsscheibe 2 geförderte Fluid durch die Rücklauföffnung 19 bzw. den Rücklaufkanal 20 in den Vorratsraum 9 zurückfördert. Wenn also die Zulauföffnuiig i2 infolge abgehobenen Vcntiincbeis 13 freigegeben ist, erfolgt eine ständige Zirkulation des viskosen Fluids zwischen Arbeitsraum 8 bzw. den zugehörigen Arbeitsspalten 10 und 11 sowie dem Vorratsraum 9. Die bisher beschriebenen Flüssigkeitsreibungskupplung ist in ihrem Aufbau und ihrer Wirkungsweise bekannt. Erfindungsgemäß ist nun im Arbeitsraum 9 eine Zusatzscheibe 21 angeordnet die durch die Trennwand 7 hindurchragt und drehfest mit der Antriebswelle 1 verbunden ist. In der in F i g. 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsform befindet sich zwischen der Rückseite der Zusatzscheibe 21 und der Vorderseite der Trennwand 7 ein Zusatzspalt 23, der derart hinsichtlich seiner Spaltbreite bemessen ist, daß infolge Füllung dieses Arbeitsspaltes mit viskosem Fluid ein zusätzliches Drehmoment zwischen Zusatzscheibe 21 und Trennwand 7, d. h. Gehäuse 3,iibertragen werden kann.

Für die Übertragung eines solchen Drehmomentes infolge von Scherkräften eines viskosen Fluids werden an sich bekannte Silikonöle verwendet, deren Zähigkeiten im Bereich von etwa 6000 bis 60 000 Centistokes liegen.

Die Funktion der erfindungsgemäßen Zusatzscheibe in Verbindung mit der Flüssigkeitsreibungskupplung soll im folgenden beschrieben werden:

Wie in Fig. 1 angedeutet, befindet sich im Vorrats-

lu raum 9 bei Stillstand der Kupplung viskoses Fluid bis zu dem eingezeichneten Flüssigkeitsspiegel, so daß die Zusatzscheibe 21 in das Fluid eintaucht und somit von diesem benetzt wird. Bei drehender Antriebswelle 1 wird auch die Zusatzscheibe 21 und damit das sie benetzende Fluid mitgenommen und infolge Zentrifugalwirkung nach außen geschleudert. Gleichzeitig wird infolge Füllung des Zusatzspaltes 23 mit viskosem Fluid ein zusätzliches Drehmoment auf das Kupplungsgehäuse 3 übertragen, so daß dieses ebenfalls wenn auch mit erheblichem Schlupf gegenüber der Antriebswelle 1 mitgenommen wird. Gleichzeitig erwärmt sich das viskose Fluid im Vorratsraum 9 infolge der Schlupfreibung und verliert damit an Zähigkeit. Infolge verminderter Zähigkeit des Fluids verbessern sich dessen

2^ri Fließeigenschaften, so daß das Fluid schneller und gleichmäßiger in die Arbeitsspalte 10 und 11 der Kupplung gelangt. Dadurch wird ein gleichmäßiges Hochlaufen der Kupplung gewährleistet.

In F i g. 2 sowie in den F i g. 3 und 4 sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dargestellt, wobei für gleiche Teile der Kupplung jeweils gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Fig. 2 zeigt einen Radialschnitt der Kupplung gemäß der Linie H-II in Fig. 1, wobei allerdings in F i g. 1 aus Gründen der verbesserten Darstellung der Rücklaufkanal 20 in die Zeichenebene verlegt wurde, was bei der tatsächlich ausgeführten Kupplung — wie aus F i g. 2 ersichtlich — nicht der Fall ist. Zur Verbesserung des Zuflusses des viskosen Fluids vom Vorratsraum 9 in den Arbeitsraum 8 ist in Drehrichtung, die in F i g. 2 durch Pfeile im Uhrzeigersinn angedeutet ist, hinter der Zuflußöffnung 12 ein Staukörper 24 vorgesehen, der in seiner axialen Erstreckung auch in F i g. 3 erkennbar ist. Das durch die Zusatzscheibe 21 geförderte viskose Fluid staut sich vor diesem Staukörper 24 und fließt somit schneller durch die Durchflußöffnung 12 in den Arbeitsraum 8 ab.

Zur weiteren Verbesserung des Regelverhaltens der Kupplung ist — wie aus F i g. 2 und 3 erkennbar — ein weiterer Staukörper 25 in dem Vorratsraum 9 im Bereich des Austrittes des Rücklaufkanales 20 angeordnet. Durch diesen Staukörper 25 ergibt sich infolge der rotierenden Zusatzscheibe 21 ebenfalls ein Stau von viskosem Fluid, der dem Rückfluß des Fluids aus dem Arbeitsraum 8 durch den Rücklaufkanal 20 entgegenwirkt. Durch diese Maßnahme wird der zu schnelle Rückfluß des Fluids aus dem Arbeitsraum 8 verzögert, so daß auch bei niedriger Abtriebsdrehzahl der Kupplung, d. h. hoher Differenzdrehzahl zwischen An- und Abtriebsseite der Kupplung, der Arbeitsraum 8 hinreichend gefüllt bleibt, damit ein Drehmoment übertragen werden und die Kupplung gleichmäßig hochlaufen kann. Zur Steigerung des Staueffektes vor dem Staukörper 25 kann dieser seitlich durch eine die Zusatzscheibe 21 radial nach innen überdeckende Lasche zur Bildung einer Fangtasche 27 ummantelt sein.

Um das Zuflußverhalten des viskosen Fluids vom

Vorratsraum 9 in den Arbeitsraum 8 noch weiter zu verbessern, ist in der Trennwand 7 eine Zusatzbohrung

28 vorgesehen, die in Verbindung mit einem in ihrem Bereich angeordneten Staukörper 29 für einen zusätzlichen Fluidstrom in den Arbeitsraum 8 auch bei geschlossener Zulauföffnung 12 sorgt. Zur Steigerung des Staueffektes vor der Zusatzbohrung 28 kann auch ί dieser Staukörper 29 mit einer die Zusatzscheibe 21 radial nach innen überdeckenden Lasche 30 ummantelt werden, so daß sich im Bereich der Zusatzbohrung 28 eine Fangtasche 31 für das von der Zusatzscheibe 21 geförderte Fluid ergibt. ι ο

Zur Verbesserung der Förderwirkung der Zusatzscheibe 21 weist diese im wesentlichen radial verlaufende Nuten 32 auf, die in eine oder beide Stirnseiten der Zusatzscheibe eingearbeitet sind; in den F i g. 2 — 4 sind diese Nuten 32 nur auf der Vorderseite der Zusatzschei- ι *> be 21 vorgesehen. Anstatt der in der Zeichnung dargestellten Nuten 32 können ebenso erhabene Schaufeln auf der Zusatzscheibe 21 angeordnet sein.

Schließlich sind in der Zusatzscheibe 21 — wie aus F i g. 2 ersichtlich — Durchtrittsöffnungen 33 angeordnet, die den Zufluß des Fluids von der Vorderseite 22 der Zusatzscheibe 21 in den rückseitigen Zusatzspalt 23 ermöglichen. Damit ist eine hinreichende Füllung des Zusatzspaltes 23 mit viskosem Fluid gewährleistet.

Zur Verdeutlichung des Betriebsverhahens der r. Kupplung sind in den Fig. 1,3 und 4 die verschiedenen Füllungszustände des Arbeitsraumes 8 bzw. des Vorratsraumes 9 dargestellt. So zeigt F i g. 1 die Kupplung im Stillstand, wobei der Spiegel des Fluids relativ hoch steht und das Fluid fast die gesamte untere μ Hälfte des Vorratsraumes 9 füllt. Der Ventilhebel 13 verschließt in Fig. 1 die Zulauföffnung 12, und das gesamte Fluid ist aus dem Arbeitsraum 8 in den Vorratsraum 9 abgepumpt. Bei laufendem Motor, d. h. bei sich drehender Antriebswelle 1, wird das Kupplungs- r. gehäuse 3 über die Reibung der Lager 6 und die Luftreibung in den Arbeitsspalten 10 und 11 mitgenommen. Zusätzlich wird über den Zusatzspalt 23 zwischen Zusatzscheibe 21 und Trennwand 7 ein Drehmoment zwischen Antriebswelle 1 und Kupplungsgehäuse 3 übertragen, so daß die Drehzahl des Kupplungsgehäuses 3 erhöht wird. Damit wird auch das im Vorratsraum 9 befindliche Fluid schneller auf den Umfang des Vorratsraumes 9 in Form eines Flüssigkeitsringes verteilt, wie er aus F i g. 3 ersichtlich ist. Bei diesem Zustand verschließt der Ventilhebel 13 die Zulauföffnung 12, und das gesamte Fluid befindet sich im Vorratsraum 9, allerdings im Unterschied zu Fig. 1 in Form eines durch Zentrifugalkraft stabilisierten Flüssigkeitsringes; bei diesem Füllungszustand läuft das Kupplungsgehäuse 3 bzw. der daran befestigte Lüfter mit der sogenannten Leerlaufdrehzahl, bei der der Kühler der Brennkraftmaschine noch keinen durch den Lüfter geförderten Luftstrom benötigt. Erst wenn die Temperatur des Kühlmittels der Brennkraftmaschine ansteigt und damit die aus dem Kühler austretende, das Bimetallelement 17 beaufschlagende Kühlluft, wird der Ventilhebel 13 langsam von der Zulauföffnung 12 abgehoben, so daß aufgrund des im Vorratsraum 9 herrschenden Flüssigkeitsdruckes Fluid in den Arbeitsraum 8 abfließen kann. Dieser Flüssigkeitsdruck wurde durch die erfindungsgemäß vorgesehene Zusatzscheibe 21 erhöht bei gleichzeitiger Verminderung der Zähigkeit des Fluids infolge Schlupfwärme, so daß sich aufgrund beider Maßnahmen ein verbesserter, d. h. gleichmäßiger Zufluß des Fluids in die Arbeitsspalte 10 und 11 der Kupplung ergibt. Damit wird ein gleichmäßiges Hochlaufen der Kupplung, etwa proportional der Temperaturerhöhung des Kühlmittels der Brennkraftmaschine, sichergestellt und ein verzögertes Zuschalten der Kupplung vermieden. Wenn der Ventilhebel 13 die Zuiauföffnung 12 vollständig freigegeben hat, also bei maximaler Kühlleistung des Lüfters, stellt sich ein Füllzustand der Kupplung ein, der in Fig. 4 dargestellt ist:

Im Vorratsraum 9 befindet sich dann nur noch relativ wenig viskoses Fluid, ebenfalls in Form eines Flüssigkeitsringes, während sich der überwiegende Teil des Fluids im Arbeitsraum 8, d. h. in den Arbeitsspalten 10 und 11. befindet, wobei das Fluid in bekannter Weise zwischen Arbeitsraum 8 und Vorratsraum 9 zirkuliert Man sieht aus F i g. 4, daß bei dieser Vollastdrehzahl des Lüfters die Zusatzscheibe 21 nicht mehr vom Fluid benetzt ist, so daß ihre Wirkung im voll zugeschalteten Drehzahlbereich des Lüfters ausgeschaltet ist. Damit erfüllt die Zusatzscheibe 21 in Verbindung mit den weiteren Ausgestaltungen in Form von Staukörpern und Zusatzbohrungen ihre Aufgabe im unteren Abtriebsdrehzahlbereich der Kupplung und verbessert somit das Regelverhalten der Kupplung in diesem Drehzahlbereich, während im oberen Drehzahlbereich die Wirkung der Zusatzscheibe neutralisiert ist

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Flüssigkeilsreibungskupplung, insbesondere für den Antrieb von Lüftern für flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschinen, mit einer Antriebswelle und einer mit dieser drehfest verbundenen Antriebsscheibe und einem gegenüber der Antriebswelle drehbar gelagerten Kupplungsgehäuse, mit einem Arbeitsraum und einem durch eine Trennwand abgeteilten Vorratsraum, wobei der Vorratsraum durch eine mittels eines Ventilhebels verschließbaren Zulauföffnung mit dem Arbeitsraum und der Arbeitsraum über eine Rücklauföffnung bzw. einen Rücklaufkanal mit dem Vorratsraum in Verbindung stehen und wobei zur Übertragung eines Drehmomentes von der Antriebsscheibe auf das Kupplungsgehäuse ein viskoses Fluid infolge Füllungsregelung zwischen dem Arbeitsraum und dem Vorratsraum zirkuliert, dadurch gekennzeichnet, daß im Vorratsraum (9) eine drehfest mit der Antriebswelle (1) verbundene, mit dem viskosen Fluid benetzbare Zusatzscheibe (21) angeordnet ist.

2. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulauföffnung (12) im Bereich des Außendurchmessers D der Zusatzscheibe (21) angeordnet isL

3. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Zusatzscheibe (21) und Trennwand (7) ein Zusatzspalt (23) zur Übertragung eines Drehmomentes gebildet ist.

4. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Vorderseite (22) der Zusatzscheibe (21) und dem rückseitigen Zusatzspalt (23) Durchtrittsöffnungen (33) angeordnet sind.

5. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer der beiden oder beiden Stirnflächen (22) der Zusatzscheibe (21) vorwiegend radial verlaufende Nuten oder Schaufeln (32) angeordnet sind.

6. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 oder 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Zulauföffnung (12) im Vorraisraum (9) ein Staukörper (24) zur Beschleunigung des Fluidzuflusses zum Arbeitsraum (8) angeordnet ist.

7. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3 oder 4 oder 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Rücklaufkanales (20) im Vorratsraum (9) ein Staukörper (25) zur Verzögerung des Fluidrückflusses aus dem Arbeitsraum (8) angeordnet ist.

8. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Staukörper (25) mit einer die Zusatzscheibe (21) überdeckenden Lasche (26) zu einer Fangtasche (27) ausgebildet ist.

9. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch I oder 2 oder 3 oder 4 oder 5 oder 6 oder 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß radial außerhalb der Zusatzscheibe (21) in der Trennwand (7) eine Zusatzbohrung (28) für den Fluiddurchfluß vom Vorratsraum (9) in den Arbeitsraum (8) angeordnet ist.

10. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich μ der Zusatzbohrung (28) im Vorratsraum (9) ein Staukörper (29) zur Beschleunigung des Fluidzuflusses in den Arbeitsraum (8) angeordnet ist.

11. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Staukörper (29) mit einer die Zusatzscheibe (21) überdeckenden Lasche (30) zu einer Fangtasche (31) ausgebildet ist.