DE3739564A1

DE3739564A1 - Temperaturempfindliche fluessigkeitstyp-ventilatorkupplung

Info

Publication number: DE3739564A1
Application number: DE19873739564
Authority: DE
Inventors: Yuichi Ono
Original assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Current assignee: Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd
Priority date: 1986-11-21
Filing date: 1987-11-22
Publication date: 1988-06-01
Also published as: US4850465A; DE3739564C2; GB2197709A; KR880006478A; JPS63130929A; KR900007698B1; GB2197709B; JPH07103904B2; GB8727374D0

Description

Die Erfindung betrifft eine temperaturempfindliche Flüssigkeitstyp-Ventilatorkupplung, die beispielsweise in einem Automotor die Rotation eines Kühlventilators in Abhängigkeit vom Temperaturwechsel in der Motorumgebung steuert, wobei eine stetig wirksame Regelungsautomatik bewirkt, daß das Kühlluftvolumen in Abhängigkeit von der Fahrweise des Automobils zum Motor geleitet wird.

Die herkömmliche temperaturempfindliche Flüssigkeitstyp-Ventilatorkupplung dieser Art weist, wie in Fig. 4 gezeigt, ein rotierendes Wellenglied (21), bestehend aus Eisen, am Antriebsseitenteil auf, ein hermetisch verschlossenes Gehäuse (22) am Gegenseitenteil, das durch ein Lager (24) auf dem rotierenden Wellenglied (21) getragen wird, und ist am äußeren Teil davon mit einem Kühlventilator verbunden. Eine Verteilerplatte (30) weist eine Ölflußregulierbohrung (32) auf und ist im Innenraum des hermetisch verschlossenen Gehäuses angeordnet, um dieses zu teilen in einen Ölbehälter (31) und eine Drehmomentübertragungskammer (27). Eine Antriebsscheibenkammer (28) ist an der Drehmomentübertragungskammer (27) seitlich am Wellenende des rotierenden Wellengliedes (21) angebracht, so daß eine Stauung in einem Drehmomentübertragungsspalt (27′) in Verbindung mit der entgegengesetzten inneren Umfangsfläche des hermetisch verschlossenen Gehäuses (22) erfolgt. Ein Ventilglied (34) ist im Inneren des Ölbehälters (31) angeordnet, um die Ölflußregulierbohrung (32) in Abhängigkeit vom Formwechsel zu öffnen und zu schließen, wobei ein temperaturempfindliches Glied (33) an der Vorderseite des hermetisch verschlossenen Gehäuses (22) angeordnet ist, das selbst den Temperaturwechsel der Umgebung erfährt. Desweiteren sind eine Absperrung (35) und ein Ölumlaufweg (36) jeweils im inneren Teil der Umfangsfläche des hermetisch verschlossenen Gehäuses (22) gegenüber der Außenumfangsfläche der Drehscheibe (28) vorgesehen, in der das Öl während der Rotation gesammelt werden soll, wobei der Umlaufweg (36) mit der Absperrung (35) und mit dem Anfang des Drehmomentübertragungsschlitzes (27′) verbunden ist und in den Ölbehälter (31) mündet.

Bei der herkömmlichen Gebläsekupplungsvorrichtung, wie oben konstruktiv beschrieben, erhöht sich das Gewicht der Vorrichtung und des Endproduktes beträchtlich, da das hermetisch verschlossene Gehäuse (22) am Kühlventilator angeordnet ist. Dabei ist es am Gegenseitenteil, das offensichtlich als dickwandiges Gußteil aus einer Aluminiumlegierung gebildet ist, angeordnet. Dies steht im Gegensatz zur Forderung nach einer Gewichtsverminderung des Produktes. An der Außenfläche des Gegenseitenteils ist eine Vielzahl von radial angeordneten aufrechten Stahlrippen angeordnet, die das hohe Gewicht verursachen. Weiterhin wird ein Trägheitsmoment auf die Vorrichtung ausgeübt durch die erforderliche Verwendung eines großen Lagers infolge der höheren ausgeübten Belastung auf das Lager (24). Weiterhin wird die Hitze, die durch den Öldruck im Drehmomentübertragungsspalt (27′) erzeugt wird, zum hermetisch verschlossenen Gehäuse (22) abgeleitet, das aus einer Aluminiumlegierung mit hoher thermischer Leitfähigkeit besteht. Hierdurch erleidet letztendlich das Anschlußteil aus Kunststoff auf der Ventilatorseite eine Verformung. Wenn überdies der Temperaturfühler (33) direkt an der Vorderseite des aus einer Aluminiumlegierung bestehenden hermetisch verschlossenen Gehäuses in kurzer Entfernung zum Ölbehälter befestigt ist, neigt dieser dazu, Fehler in der Zustandsänderung während des Temperaturwechsels in der Umgebung zu induzieren, und scheint Unempfindlichkeiten in den Steuereigenschaften zu verursachen, da der Verlauf der Wärmeableitung sehr kurz ist, so daß der Temperaturfühler (33) gegen die Einwirkung der Wärmeübertragung durch das Öl innerhalb des Ölbehälters empfindlich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine temperaturgesteuerte Flüssigkeitstyp-Ventilatorkupplung zu schaffen, die wirksam die vorerwähnten Nachteile gemäß dem Stand der Technik beseitigt.

Wenn ein hermetisch verschlossenes Gehäuse, das aus einer Aluminiumlegierung besteht, direkt auf der Antriebsseite befestigt ist und gleichzeitig ein Rotorteil, das aus Eisenmaterial besteht wie das antriebsseitige Teil, mit einem Kühlventilator verbunden ist, der mittels eines Lagers zu einer Wellenkernöffnung geführt wird, die an der Vorderseitenwand des hermetisch verschlossenen Gehäuses angebracht ist, so ergibt das den Vorteil der Verringerung der Belastung, die auf die Gegenseite ausgeübt wird, die mit dem Kühlventilator versehen ist, der Verminderung des Trägheitsmomentes und der Möglichkeit des Einsatzes eines kleinen Lagers. Außerdem wird der Kühleffekt dadurch wirksam erhöht, daß die Hochgeschwindigkeitsrotation am hermetisch verschlossenen Gehäuse erzeugt wird. Die Befürchtung über eine mögliche unangenehme Hitzewirkung auf den Kühlventilator und einen Temperaturfühler ist beseitigt. Die Verwendung eines einstückigen Ventilators, der aus Kunstharzmaterial besteht, ist möglich und die Verschlechterung der Regelcharakteristik während der möglichen Hitzeerzeugung während einer zeitlich ausgedehnten Benutzung des Motors wird vollständig vermieden, weil das Rotorteil separat von einem Ölbehälter angeordnet sein kann. Letztendlich erhöht sich die Länge des Wärmeleitweges auch deshalb, weil das Rotorteil aus Eisenmaterial mit niedriger Wärmeleitfähigkeit besteht.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkeitstyp-Ventilatorkupplung, die wirksam die Rotationsübertragung von der Antriebsseite zur getriebenen Seite bei Erhöhung oder Verminderung der verfügbaren Berührungsfläche des Öls in einem Drehmomentübertragungsschlitz zwischen der Antriebsseite und der getriebenen Seite in Abhängigkeit mit dem Temperaturwechsel in der Umgebung steuert. Im wesentlichen besteht diese Flüssigkeitstyp-Ventilatorkupplung aus der rotierenden Anordnung eines hermetisch verschlossenen Gehäuses, das aus einem Gehäusekörper und einem Gehäusedeckel besteht, aus einem Rotorteil, das durch die Vorderseite des Gehäuses mittels eines Lagers in eine Wellenkernbohrung auf der Gehäusedeckelseite ragt. Ein Wellenkernfuß des Rotorteils befindet sich auf dem angetriebenen Seitenteil mit einem Kühlventilator, der von außen in der Wellenkernöffnung gehalten wird. Eine Mitnehmerscheibe ist an der rückwärtigen Seite des Rotorteils innerhalb des hermetisch verschließbaren Gehäuses angebracht, wobei der Drehmomentübertragungsspalt zwischen der äußeren Seite der Mitnehmerscheibe und der gegenüberliegenden inneren Außenfläche des hermetisch verschlossenen Gehäuses verbleibt. Eine kreisförmige Vertiefung an der Hinterseite der Mitnehmerscheibe ist unterteilt durch eine Trennplatte, wobei diese einen Ölbehälter und eine Drehmomentübertragungskammer in Verbindung mit dem vorerwähnten Drehmomentübertragungsspalt erzeugt. Die Trennplatte ist mit einer Ölflußregulierungsbohrung verbunden, um eine Verbindung zwischen dem Ölbehälter und der Drehmomentübertragungskammer herzustellen. Innerhalb des Ölbehälters ist ein Ventilteil angeordnet, das die Flüssigkeitsregulierungsbohrung in Abhängigkeit von einem Verbindungsstab öffnet und verschließt, der durch einen Stellungswechsel des Temperaturfühlers bewegt wird. In einem Teil der äußeren Außenfläche der Mitnehmerscheibe ist ein Abstreifer angeordnet, der Öl während eines Umlaufs sammelt, welches auf die gegenüberliegende innere Außenfläche des hermetisch verschlossenen Gehäuses geschleudert wurde. In der Nähe des Abstreifers und in Umlaufrichtung vor diesem ist ein Ölumlaufweg vorgesehen, der in radialer Richtung durch die Mitnehmerscheibe führt und eine Verbindung zwischen dem Drehmomentübertragungsspalt und dem Ölbehälter herstellt.

Die anderen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels ausgeführt und sind in Verbindung mit den Figuren der beigefügten Zeichnungen zu lesen.

Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht einer temperaturempfindlichen Flüssigkeitstyp-Ventilatorkupplung in einer erfindungsgemäßen Ausbildung.

Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung entsprechend der Linie A-A in Fig. 1.

Fig. 3 ist eine bildliche Darstellung einer anderen erfindungsgemäßen Ausbildung ähnlich der Fig. 2.

Fig. 4 ist ein Längsschnitt durch eine herkömmliche typische Vorrichtung.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1-3 wird mit (1) ein rotierendes Antriebsglied bezeichnet, welches als Antriebsrad an seinem vorderen Ende mit einem hermetisch verschlossenen Gehäuse (2) versehen ist, welches sich aus einem Gehäusekörper (2′) und einem Gehäusedeckel (2′′) zusammsetzt, die aus einer Aluminiumlegierung bestehen und die als antriebsseitiges Teil bestimmt und entweder einteilig oder getrennt an der Gehäuseseite (2′′) angeordnet ist. Mit (5) ist ein Rotorteil bezeichnet, das aus Eisen besteht und das einen Wellenkernfuß aufweist, der mittels eines Lagers (4) aus Eisenmaterial in einer Wellenkernöffnung (3) an der Gehäusedeckelseite (2′′) gehalten ist.

Das Rotorteil mit einem Temperaturfühler (13), beispielsweise aus Bimetall an seiner Vorderseite und mit einem Kühlventilator an seiner Außenseite, vervollständigt die getriebene Seite. Mit (8) ist eine Mitnehmerscheibe bezeichnet, die am rückseitigen Ende des Rotorteils (5) innerhalb des hermetisch verschlossenen Gehäuses befestigt ist. Die Mitnehmerscheibe ist derart angeordnet, daß zwischen ihrer Außenfläche und der gegenüberliegenden Innenfläche des hermetisch verschlossenen Gehäuses (2) ein Drehmomentübertragungsspalt (7′) verbleibt.

Mit (10) ist eine Trennplatte bezeichnet, die eine kreisförmige Vertiefung (9) rund um den zentralen Teil auf der Rückseite der Mitnehmerscheibe (8) unterteilt und so einen Ölbehälter (11) und eine Drehmomentübertragungskammer (7) bildet, die mit dem Drehmomentübertragungsspalt (7′) kommuniziert. Diese Trennplatte ist mit einer Flüssigkeitsregulierungsbohrung (12) versehen, um eine Verbindung vom Ölbehälter (11) zur Drehmomentübertragungskammer (7) zu errichten.

Weiterhin ist mit (14) ein Ventilglied bezeichnet, das innerhalb des Ölbehälters (11) angeordnet ist. Dieses Ventilglied ist dazu vorgesehen, die Flüssigkeitsregulierungsbohrung (12) auf der Trennplattenseite (10) zu öffnen und zu verschließen, im Zusammenwirken mit einem Verbindungsstab (17), der den Wellenkernteil des Rotorteils (5) durchdringt und den Stellungsänderungen folgt, die durch den Temperaturfühler (13) infolge der Temperaturänderung in der Umgebung verursacht werden.

Mit (15) ist ein Abstreifer bezeichnet, der an einem Teil der äußeren Umfangsfläche der Folgescheibe (8) angeordnet ist und dazu bestimmt ist, während seines Umlaufes das Öl zu sammeln, welches auf die gegenüberliegende innere Außenseite des hermetisch verschlossenen Gehäuses (2) geschleudert wird. Bezeichnet mit (16) ist ein Ölumlaufweg, der in der Nähe des Abstreifers (15) in Drehrichtung vor diesem in einer solchen Art und Weise angeordnet ist, daß er in radialer Richtung die Mitnehmerscheibe (8) durchdringt und eine Verbindung vom Drehmomentübertragungsspalt (7′) zum Ölbehälter herstellt.

Der Temperaturfühler (13) ist spiralförmig (Fig. 1) ausgebildet, so daß das Ventilglied (14) geöffnet oder verschlossen wird in einer seitlichen Gleitbewegung in bezug auf die Flüssigkeitsregulierbohrung (12) in Abhängigkeit von der drehenden Stellungsänderung, die abhängig ist von der Temperaturänderung in der Umgebung. Es ist andererseits möglich, ihn als eine flache rechteckige Platte (Fig. 3) zu gestalten, so daß das Ventilglied (14) in einer Längsbewegung geöffnet oder verschlossen wird.

In der vorliegenden Erfindung, wenn sie, wie oben beschrieben ausgeführt wurde, ist die Folgeseite mit einem extrem geringen Gewicht versehen, weil das hermetisch verschlossene Gehäuse (2) dazu vorgesehen ist, angetrieben zu werden und das Rotorteil (5) ist angebracht an der Antriebsseite mit dem Kühlventilator und führt durch die Mitte des Lagers (4) in die Wellenkernöffnung (3) auf der vorderen Seitenwand (Gehäusedeckel 2′) der hermetisch verschlossenen Gehäuseseite und gleichzeitig befindet sich die Folgescheibe (8) an der Gegenseite. Die Kühlwirkung des hermetisch verschlossenen Gehäuses selbst ist bemerkenswert verbessert dank der Hochgeschwindigkeitsrotation, die im hermetisch verschlossenen Gehäuse (2) erzeugt wird, welches als antriebsseitiges Teil vorgesehen ist. Die Befürchtung über mögliches Auftreten von Hitzeeinwirkungen auf den Ventilator und den Temperaturfühler besteht sogar dann nicht, wenn das hermetisch verschlossene Gehäuse (2) Wärme erzeugt, weil der Kühlventilator (6) und der Temperaturfühler (13) mittels des Lagers (4) eingebaut sind und dies und das Rotorteil (5) bestehen aus einem Eisenteil von niedriger thermischer Leitfähigkeit.

Wie oben beschrieben, gestattet es die erfindungsgemäße temperaturempfindliche Flüssigkeitstyp-Ventilatorkupplung, das Gewicht der mitgenommenen Abtriebsseite zu reduzieren, das Trägheitsmoment zu vermindern, den Druck, der auf das Lager (4) ausgeübt wird, zu verringern, welches den mitgenommenen Teil trägt, die Lebensdauer der Vorrichtung zu verlängern und ein kleines Lager zu verwenden, weil das hermetisch verschlossene Gehäuse (2) angetrieben wird und die Mitnehmerscheibe auf der Gegenseite angeordnet ist; es ergeben sich ferner die mögliche Verwendung eines aus einem Kunststoffmaterial bestehenden einteiligen Ventilators, weil die Kühlwirkung im hermetisch verschlossenen Gehäuse (2) wesentlich verbessert ist, der Weg der Hitzeableitung eine wesentliche Verlängerung erfährt und das Lager (4) und das Rotationsteil (5) beide aus einem Eisenmaterial mit niedriger thermischer Leitfähigkeit bestehen, die Verbesserung der Steuereigenschaften mit hoher Ansprechgeschwindigkeit auf Temperaturwechsel, selbst bei langem Betrieb der Vorrichtung ohne Befürchtungen für das Auftreten von Hitze, die möglicherweise im Inneren des hermetisch verschlossenen Gehäuses (2) erzeugt wird, weil der Temperaturfühler (13) am Rotorteil angebracht ist, der aus einem Eisenmaterial mit niedriger thermischer Leitfähigkeit besteht. Die Vorrichtung erfreut sich einer wirtschaftlichen Leistungsaufnahme und einer wirkungsvollen Verminderung der Ventilatorgeräusche. Demzufolge ist die Vorrichtung nachweislich gut anwendbar. Daher ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine temperaturempfindliche Flüssigkeitstyp-Ventilatorkupplung geschaffen worden, die die oben geschilderten Vorteile aufweist. Die beschriebene Ausführungsform soll ausschließlich erklärend sein und nicht erfindungseinschränkend. Durchschnittsfachleute sind in der Lage, Veränderungen und Verbesserungen hiervon durchzuführen, ohne vom Sinn und Umfang der Erfindung abzuweichen. Derartige Verbesserungen sind vom Umfang der hier angefügten Ansprüche umfaßt.

Claims

1. Temperaturempfindliche Flüssigkeitstyp-Ventilator kupplung mit

- einem hermetisch geschlossenen Gehäuse (2), das aus einem Gehäuse und einem Gehäusekörper (2′) und einem Gehäusedeckel (2′′) zusammengesetzt ist, und als direkt rotationsangetriebenes Teil ausge bildet ist,
- einem Rotorteil (5) an der Antriebsseite, welches mit einem Wellenstumpf mittels eines Lagers (4) in einer Wellendurchtrittsöffnung (3) im Gehäuse (2′) gelagert ist und an seiner Vorderseite mit einem temperaturempfindlichen Bauteil (13) und an seiner Außenseite mit einem Ventilatorflügel kranz versehen ist,
- einer am rückseitigen Endteil des Rotorteils (5) befestigten Mitnehmerscheibe (8), die so angeordnet ist, daß ein Drehmomentübertragungs spalt (7′) zwischen ihrer Außenfläche und der Innenfläche des geschlossenen Gehäuses (2) verbleibt,
- einer Trennplatte (10) zum Unterteilen einer kreisförmigen Vertiefung (9) in der Reichweite der Mitnehmerscheibe (8) und somit zum Ausbilden eines Ölbehälters (11) und einer Drehmomentübertragungs kammer (7), wobei die Trennplatte (10) mit einer Ölflußsteueröffnung (12) versehen ist, die im Ölbehälter (11) beginnt und in die Drehmomentübertragungskammer (7) mündet,
- einem Ventilteil (19) zum Öffnen und Schließen der Ölflußsteueröffnung (12) in Zusammenwirken mit einer Verbindungsstange (17), deren Bewegung den Gestaltänderungen des temperaturempfindlichen Teiles (13) folgt,
- einem an einem Teil des Außenumfanges der Mitnehmerscheibe (8) angeordneten Abstreifer (15) zum Sammeln von Öl während der Rotation der Scheibe (8), welches auf die Innenumfangsfläche des geschlossenen Gehäuses (2) geschleudert wurde, und
- einem in radialer Richtung durch die Mitnehmerscheibe (8) geführten Ölzirkulationskanal (16) zum Fördern von Öl durch den Drehmomentübertragungsspalt (7′) in den Ölbehälter (11).

2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (13) ein spiralförmiges Bimetall zum Öffnen und Verschließen des Ventilteiles (14) ist, durch das dem Ventilteil (14) eine seitliche Gleitbewegung in bezug auf die Flüssigkeitsregulierungsbohrung (12) erteilt wird.

3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (13) ein flaches rechteckiges Bimetall zum Öffnen und Verschließen des Ventilteils (14) ist, durch das dem Ventilteil (14) eine Längsbewegung in bezug auf die Flüssigkeitsregulierungsbohrung (12) erteilt wird.

4. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hermetisch verschlossene Gehäuse (2) aus einer Aluminiumlegierung besteht.

5. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen der Wellenkernöffnung (3) des Gehäusedeckels (2′) und dem Wellenkernfußteil des Rotorteils (S) angeordnete Lager aus Eisenmaterial besteht.

6. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rotorteil (5) aus Eisenmaterial besteht.

7. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlventilator (6) an dem äußeren Teil des Rotorteils (5) einstückig aus Kunstharz ausgeführt ist.