DE3840455A1 - Temperaturempfindliche fluessigkeitsventilatorkupplungsvorrichtung - Google Patents
Temperaturempfindliche fluessigkeitsventilatorkupplungsvorrichtungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung
einer temperaturempfindlichen
Flüssigkeitsventilatorkupplung zum Steuern der
Drehzahlen eines Motorkühlventilators, der im
allgemeinen in Automobilen vorhanden ist, wobei die
Förderung von Gebläseluft in bezug auf einen
Betriebszustand stetig erfolgt.
Wie beispielshaft in Fig. 5 gezeigt, besteht eine
herkömmliche Ventilatorkupplungsvorrichtung dieser
Art aus einer Abtrennung des Innenraums eines
abgedichteten Gehäuses, das aus einem Deckel 23′ und
einem Gehäuseteil 23′′ besteht, in eine
Ölsammelkammer 25 und eine
Drehmomentübertragungskammer 26, in der eine
Antriebsscheibe 22 durch eine Trenneinrichtung 24
mit einer Ausflußregulierbohrung 24′ angeordnet ist,
und das einen Umlaufkanal 27 aufweist, der sich zu
einem Pumpfunktionsabschnitt bei einem Abstreifer 28
erstreckt, der durchgehend von der Seite der
Drehmomentübertragungskammer 26 zur Seite der
Ölsammelkammer 25 ist, und daß weiterhin eine
Austrittsöffnung 27′′ an der Seite einer
Ansatzöffnung einer nahezu halbkreisförmigen Nut 29
angeordnet ist, die sich zu dem Umlaufkanal 27
erstreckt, der rund um die innere Umfangswandfläche
der Ölsammelkammer 25 mit einer Scheidewand
verläuft, die daran getragen wird, so daß zumindest
eine Einlaßöffnung 27′ seitlich am Umlaufkanal und
die Austrittsöffnung 27′′ an einem Ölstandspegel
innerhalb der Ölsammelkammer 25 ohne Rücksicht auf
den Dreh- oder Haltezustand positioniert sind.
Während beabsichtigt ist, wirksam zu verhindern, daß
Öl in der Sammelkammer zum Sammeln in der
Drehmomentübertragungskammer durch den natürlichen
Umkehrfluß vom Kanal zur
Drehmomentübertragungskammerseite 26 während eines
Anhaltens mit der Umlaufkanalseite 27 und den
Ölstand innerhalb der Ölsammelkammer 25 kommt,
infolgedessen ein unnormaler Ventilatorlärm, der
durch ein plötzliches Ansteigen der
Ventilatordrehzahl unmittelbar nach einem
Motoranlassen entsteht, verhindert wird, und um ein
Aufwärmen in kalter Jahreszeit zu bewirken, hat die
herkömmliche Ventilatorkupplungsvorrichtung noch das
spezifische Problem, daß das Öl in der Sammelkammer
von der Regulierbohrung 24′ ausfließt, um sich
natürlicherweise in der
Drehmomentübertragungskammerseite 26 während des
Abschaltens des Motors zu sammeln, und die
Ölflußregulierbohrungsseite kommt unter den Ölpegel
der Ölsammelkammer 25 unter der Bedingung, daß das
Ventilglied die Ölflußregulierbohrung 24′ der
Trenneinrichtung 24 in einem
Hochtemperaturbetriebszustand öffnet bzw. nachdem
der Motor wieder angelassen wird, wobei der
antriebsseitige Ventilator eine hohe Drehzahl
bekommt, wie in der Kennlinie B von Fig. 6 gezeigt,
in Abhängigkeit von der Zeit, in der eine
entsprechende Drehzahl erreicht wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine
temperaturempfindliche
Flüssigkeitsventilatorkupplungsvorrichtung zu
schaffen, bei der zusätzliche Rotationsübertragung
zur angetriebenen Seite innerhalb einer Zeitdauer so
kurz wie möglich unmittelbar nach dem Anlassen des
Motors, sogar wenn der Motor in einem
Hochtemperaturbetriebszustand angehalten wird,
aufrechterhalten bleibt, wobei ein übermäßiger
Ventilatorlärm verhindert werden soll und darüber
hinaus eine Pumpfunktion des Umlaufkanals von einer
äußeren Umfangsseite der
Drehmomentübertragungskammer ausgeführt werden kann.
Bei einer Ventilatorkupplungsvorrichtung, bei der
das Innere eines abgedichteten Gehäuses, welches von
einer rotierenden Welle getragen ist, mit einer
mittels eines Lagers auf deren Nase befestigten
Antriebsscheibe, und welches aus einem Gehäuseteil
mit außen angebrachten Kühlventilator und einem
Deckel besteht, in ein Ölreservoir und eine
Drehmomentübertragungskammer unterteilt ist, in
welcher die Antriebsscheibe angeordnet ist, und zwar
durch ein Unterteilungsteil, welches ein
Ölausflußregulierloch enthält,
ist ein Abstreifer vorgesehen zwischen einem äußeren
Umfangswandabschnitt der Antriebsscheibe und einer
inneren Umfangswand des abgedichteten Gehäuses
gegenüber davon, damit Öl in einen Umlaufkanal
gelangen kann, der von der
Drehmomentübertragungskammerseite zu der
Ölsammelkammerseite führt,
ist ferner ein Ventilglied vorgesehen zum Öffnen der
Ausflußregulierbohrung der Trenneinrichtung, wenn
die Umgebungstemperatur einen bestimmten Punkt
übersteigt, und zum Schließen bei einer bestimmten
Temperatur oder darunter, um durch eine Verformung
in Abhängigkeit vom Temperaturwechsel das
temperaturempfindliche Bauteil,
das an der Vorderseite des Deckels angeordnet ist,
zu versperren,
ist ferner eine Drehmomentübertragungskammer
vorgesehen von der rotierenden Welle zum
abgedichteten Gehäuse auf der angetriebenen Seite,
die durch Anpassung einer wirksamen Kontaktfläche
des Öls an einen
Drehmomentübertragungsspaltabschnitt gesteuert wird,
der an einer entgegengesetzten Wandfläche in äußerer
Nachbarschaft der Antriebsscheibe und des
Gehäuseteils und des Deckels angeordnet ist.
Die Erfindung ist gekennzeichnet durch eine
Verbesserung, bei der die gegenüberliegende
Umfangsfläche eines äußeren Umfangswandabschnittes
der Antriebsscheibe und eine innere
Umfangswandfläche an der abgedichteten Gehäuseseite
als eine kreisförmige Leerlaufölnut ausgebildet ist,
die beabstandet entlang der Umfangsfläche ist,
ferner dadurch, daß der Abstreifer aus einem
Hauptabstreifer besteht, der an der Leerlaufölnut
nahe einer Eintrittsöffnung des Umlaufkanals etwas
beabstandet von dem äußeren Umfangswandabschnitt der
Antriebsscheibe angeordnet ist, und einem
Nebenabstreifer, der an dem Spalt angeordnet ist,
der über den Hauptabstreifer herausragt und im
Gleiteingriff mit dem äußeren Umfangswandabschnitt
der Antriebsscheibe ist, ferner durch ein
Ölumlaufmittel, das ermöglicht, daß die
Ölsammelkammer und die Drehmomentübertragungskammer
nur während des Stillstandes miteinander
kommunizieren, und das nahe dem mittleren Abschnitt
der Trenneinrichtung angeordnet ist.
Gemäß der Erfindung besteht der Aufbau der
temperaturempfindlichen
Flüssigkeitsventilatorkupplungsvorrichtung aus dem
Ölumlaufmittel und der Leerlaufölnut, die zwischen
sich gegenüberliegenden Umfangsflächen der
Drehmomentübertragungskammer ausgebildet ist, und
fördert wirksam das Öl von der
Drehmomentübertragungskammer zur Leerlaufölnut
unmittelbar nach dem Wiederanlassen des Motors und
hält damit das Innere der
Drehmomentübertragungskammer fast leer von Öl, so
daß die "begleitende Rotation" an der angetriebenen
Seite wirksam verhindert werden kann, und gleich
beim Wiederanlassen des Motors nach dem Stillstand
bei einem Hochtemperaturbetriebszustand wird eine
plötzliche Erhöhung der Ventilatordrehzahl
abgebremst, um einen unnormalen Ventilatorlärm zu
vermeiden und das Aufwärmen zu beschleunigen, so daß
die "begleitende Rotation" ferner wirksam verhindert
werden kann, und außerdem kann der Ölfluß entlang
einer äußeren Umfangsseite der Antriebsscheibe
sicher zu der Umlaufkanalseite gefördert werden
mittels des Abstreifers, der in der Leerlaufölnut in
Abhängigkeit von der Drehzahl der Antriebsscheibe im
nachfolgenden Betriebszustand angeordnet ist, und
dadurch die Ventilatordrehzahl in Abhängigkeit vom
Wechsel der Umgebungstemperatur steuern.
Anhand eines Ausführungsbeispiels und der
beiliegenden Zeichnungen soll die Erfindung näher
erläutert werden. Dabei bedeuten:
Fig. 1 einen Längsquerschnitt einer
temperaturempfindlichen
Flüssigkeitsventilatorkupplung in einer
erfindungsgemäßen Ausführungsform, die den
Sammelzustand eines Öls in der Zeit des
Stillstandes zeigt;
Fig. 2 eine erläuternde Zeichnung im Sammelzustand
des Öls gemäß Fig. 1 zu einer Zeit unter
Niedrigtemperaturbetrieb;
Fig. 3 eine erläuternde Zeichnung im Sammelzustand
des Öls gemäß Fig. 1 zu einer Zeit unter
Hochtemperaturbetrieb;
Fig. 4 einen teilweise vergrößerten Querschnitt
entlang der Linie A-A gemäß Fig. 1;
Fig. 5 einen Längsschnitt einer
Ventilatorkupplungsvorrichtung nach dem
Stand der Technik und
Fig. 6 eine Verhältniskennlinie zwischen der
Erfindung und dem Stand der Technik.
In Fig. 1 bis 4 bezeichnet 1 eine rotierende
Welle mit einer Antriebsscheibe 7, die an einem
Ansatz befestigt ist und die an einer
Befestigungsflanschwandung (nicht dargestellt) an
einem anderen Konstruktionselement angeordnet ist,
das sich am rückwärtigen Abschnitt befindet, wobei
durch ein Lager B ein abgedichtetes Gehäuse gelagert
wird, das aus einem Gehäuseteil 2 mit einem
Kühlventilator (nicht dargestellt), der auf der
äußeren Umfangsfläche befestigt ist, und einem
Deckel 3 besteht. Eine Trenneinrichtung 5 unterteilt
das Innere des abgedichteten Gehäuses in eine
Ölsammelkammer 6 und eine
Drehmomentübertragungskammer 4, in der die
Antriebsscheibe 7 angeordnet ist. Eine
Ölausflußregulierbohrung 5′ ist von der
Ölsammelkammer 6 zur Drehmomentübertragungskammer 4
an der Trenneinrichtung 5 angeordnet. Die
Antriebsscheibe 7 behält einen schmalen Spalt zur
Übertragung des Drehmoments mit einer
gegenüberliegenden Wandfläche in dem auswärts
benachbarten abgedichteten Gehäuse bei, das die
Trenneinrichtung 5 innerhalb der
Drehmomentübertragungskammer 4 einschließt. Ein
Ventilglied 8 zum Betätigen der
Ausflußregulierbohrung 5′ ist mit seinem einen Ende
an der Wandungsfläche der Trenneinrichtung 5 an der
Ölsammelkammerseite 6 vernietet, und das andere Ende
ist an dem Ausflußregulierbohrungsabschnitt
angeordnet, der durch einen Verbindungsstab 9
versperrt wird, der eine Verformung in Abhängigkeit
vom Umgebungstemperaturwechsel von einem
temperatursensitiven Bauteil 10 erfährt, das aus
einem scheibenförmigen Bimetall besteht, das mit
seinen gegenüberliegenden Enden mit einem
Befestigungsfitting 11 verbunden ist, der am
vorderen Ende des Deckels 3 aufgespannt ist.
Anstelle eines scheibenförmigen Bimetalls kann ein
Spiralbimetall zur Drehung des Ventilgliedes 8
verwendet werden, um an der Fläche der
Trenneinrichtung 5 zu gleiten, wobei die
Ausflußregulierbohrung 5 betätigt wird. Ein
Abstreifer 12 ist zwischen einem äußeren
Umfangsbereich der Antriebsscheibe 7 und einer
inneren Umfangswandung des abgedichteten Gehäuses
angeordnet, der eine Pumpfunktion ausübt, durch die
Öl in eine Einlaßöffnung 13′ eines Umlaufkanals 13
geleitet wird, der von der
Drehmomentübertragungskammerseite 4 zur
Ölsammelkammerseite 6 führt.
Eine kreisrunde Durchgangsbohrung 5′′ ist im
mittleren Bereich der Trenneinrichtung 5 angeordnet
oder eine Anzahl von Bohrungen kleinen Durchmessers
(nicht gezeigt) sind an der gleichen Kreislinie vom
Wellenmittelpunkt aus angeordnet und funktionieren
wie ein Ölumlaufmittel, das es gestattet, daß die
Ölsammelkammer 6 und die
Drehmomentübertragungskammer 4 nur in der
Stillstandszeit untereinander in Verbindung stehen.
Eine kreisförmige Leerlaufölnut 14 ist zwischen den
sich gegenüberliegenden Umfangsflächen des äußeren
Umfangswandabschnittes der Antriebsscheibe 7 und der
inneren Umfangswandfläche an der abgedichteten
Gehäuseseite mit einem ausreichend dafür
vorgesehenen Abstand ausgebildet, und der
Einlaßöffnungsabschnitt 13′ des Umlaufkanals 13, der
innerhalb des Abstandes angebracht ist, hat meistens
das gleiche Volumen zumindest der Menge des Öls, das
bereits in der Leerlaufölnut 14 und der
Drehmomentübertragungskammer 4 während des
Stillstandes angesammelt wird.
Eine strahlungsabsorbierende Kühlrippe 15 ist in
hervorstehender Weise an einer Außenseite des
abgedichteten Gehäuses angeordnet.
Der Abstreifer 12 weist einen nahezu L-förmigen
Hauptabstreifer 12 a, der an der Leerlaufölnut 14
nahe der Einlaßöffnung 13′ des Umlaufkanals 13
angeordnet ist mit einem Spalt, der gegen einen
äußeren Umfangswandabschnitt der Antriebsscheibe 7
gerichtet ist, und einen Nebenabstreifer 12 b auf,
der beispielsweise aus Fluorkunststoff mit
elastischen Eigenschaften und
Verschleißwiderstandsfähigkeit besteht und der an
dem Spalt, der sich vom Hauptabstreifer 12 a
erstreckt, angeordnet ist und der mit dem äußeren
Umfangswandabschnitt der Antriebsscheibe 7 in
Gleitverbindung ist und der eine solche Gestaltung
aufweist, daß ein Ölfluß entlang einer äußeren
Umfangsseite der Antriebsscheibe 7 bei Drehungen der
Antriebsscheibe 7 durch den Abstreifer 12
durchgeführt wird, daß ein Druck an der Zuströmseite
des Abstreifers erhöht wird, wobei der Druck
unmittelbar vor der Einlaßöffnung 13′ zur sicheren
Förderung des Öls zur Umlaufkanalseite 13 erhöht
wird. Ein kleiner Spalt ist zwischen einer äußeren
Umfangsstirnwand des Hauptabstreifers 12 a und einem
inneren Umfang der Leerlaufölnut 14 angeordnet,
wobei der Spalt zum Versperren weggelassen werden
kann.
In bezug auf die vorbeschriebene Ausbildung ist eine
kreisringförmige Leerlaufölnut 14 zwischen sich
gegenüberliegenden Umfangsflächen des äußeren
Umfangswandabschnittes der Antriebsscheibe und der
inneren Umfangswandfläche an der abgedichteten
Gehäuseseite mit einem ausreichend dafür
vorgesehenen Abstand und dem Einlaßöffnungsabschnitt
13′ des Umlaufkanals 13 ausgebildet, der in der Nähe
des Abstreifers 12 in Richtung der Drehbewegung
mündet, der innerhalb des Abstandes angeordnet ist,
um mit diesem zu kommunizieren. Die Trenneinrichtung
5 ist mit dem Ölumlaufmittel 5′′ versehen, damit die
Ölsammelkammer 6 und die
Drehmomentübertragungskammer 4 zum natürlichen
Umlauf des Öls nur während des Stillstandes in
Verbindung stehen, und folglich gleichzeitig während
des Stillstandes sammelt sich das Öl mehr in der
Drehmomentübertragungskammer 4 nach einem
Hochtemperaturbetrieb, wobei das Öl in der
Drehmomentübertragungskammer 4 durch natürliches
Umlaufen des Öls von der
Drehmomentübertragungskammerseite zur
Ölsammelkammerseite 6 durch das Umlaufmittel 5′′ der
Trenneinrichtung 5 während des Stillstandes
vermindert wird. Das Vorhandensein der Leerlaufölnut
14 ist weiterhin wirksam zum Abfließen des Öls, das
sich in der Drehmomentübertragungskammer
wirkungsvoll in der Leerlaufölnut durch eine
Zentrifugalkraft angesammelt hat, die von dem Öl bei
Rotation der abgedichteten Gehäuseseite während des
Wiederanlassens des Motors herrührt.
Weiterhin fließt das Öl, das durch den Abstreifer 12
abgestreift wird, entlang der äußeren Umfangsseite
der Antriebsscheibe 7, wobei der Abstreifer 12 aus
dem Hauptabstreifer 12 a in der Nähe der
Einlaßöffnung 13′ und dem Nebenabstreifer 12 b
besteht. Die Verminderung des Öldruckes an der
Einlaßöffnung 13′ ist höher als in der
Ölsammelkammer 6, um sicher Öl zur Umlaufkanalseite
13 zu fördern. In diesen Zuständen wird eine
Kennlinie A in Fig. 6 erreicht.
Claims (6)
1. Temperaturempfindliche
Flüssigkeitsventilatorkupplungsvorrichtung
aufweisend ein abgedichtetes Gehäuse als
angetriebene Seite, das aus einem Deckel zum
Befestigen eines Kühlventilatorbauteils an der
äußeren Umfangsseite und einem Gehäuseteil
besteht, eine Trenneinrichtung mit einer
Ölflußregulierbohrung, die das Innere des
abgedichteten Gehäuses in eine Ölsammelkammer
und eine Drehmomentübertragungskammer
unterteilt, eine Antriebsscheibe, die an dem
Ende einer rotierenden Welle angeordnet ist, die
sich in der Drehmomentübertragungskammer
befindet und die das abgedichtete Gehäuse
mittels eines Lagers trägt, einen Abstreifer,
der an einem Teil der inneren Umfangswandfläche
des abgedichteten Gehäuses gegenüber einem
äußeren Umfangswandabschnitt der Antriebsscheibe
angeordnet ist, an der sich das Öl während der
Rotation sammelt, einen Umlaufkanal, der von der
Drehmomentübertragungskammer zur
Ölsammelkammerseite in der Nähe des Abstreifers
führt, ein Ventilglied zum Betätigen der
Ausflußregulierbohrung der Trenneinrichtung zum
Versperren durch eine Verformung eines
temperaturempfindlichen Bauteils, das an der
Vorderseite des Deckels angeordnet ist in
Abhängigkeit vom Wechsel der
Umgebungstemperatur, wobei eine
Drehmomentübertragung von der rotierenden Welle
an der Antriebsseite zum abgedichteten Gehäuse
auf der angetriebenen Seite durch Einstellen
einer wirksamen Kontaktfläche des Öls in einem
Drehmomentübertragungsspalt zwischen
gegenüberliegenden Wandflächen in der äußeren
Nachbarschaft der angetriebenen Scheibe und des
abgedichteten Gehäuses, dadurch gekennzeichnet,
daß eine ringförmige Leerlaufölnut (14) zwischen
sich gegenüberliegenden Umfangsflächen des
äußeren Umfangswandabschnittes der
Antriebsscheibe (7) und der inneren
Umfangswandfläche an dem abgedichteten Gehäuse
(2, 3) als Zurückhaltezwischenraum entlang der
Umfangsflächen ausgebildet ist, der Abstreifer
(12) aus einem Hauptabstreifer (12 a), der an der
Leerlaufölnut (14) nahe der Einlaßöffnung (13′)
des Umlaufkanals (13) durch einen Spalt mit dem
äußeren Umfangswandabschnitt der Antriebsscheibe
(7) angeordnet ist, und einem Nebenabstreifer
(12) besteht, der hervortretend vom
Hauptabstreifer (12 a) an dem Spalt angeordnet
ist und mit dem äußeren Umfangswandabschnitt der
Antriebsscheibe (7) in Gleiteingriff ist, und
ein Ölumlaufmittel (5′′), das ermöglicht, daß die
Ölsammelkammer (6) und die
Drehmomentübertragungskammer (4) nur während des
Stillstandes miteinander kommunizieren, in der
Nähe des mittleren Bereiches der
Trenneinrichtung (5) angeordnet ist.
2. Temperaturempfindliche
Flüssigkeitsventilatorkupplungsvorrichtung nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Hauptabstreifer (12 a) eine nahezu L-Form
aufweist.
3. Temperaturempfindliche
Flüssigkeitsventilatorkupplungsvorrichtung nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Nebenabstreifer (12 b) aus einem elastischen und
verschleißfesten Material besteht.
4. Temperaturempfindliche
Flüssigkeitsventilatorkupplungsvorrichtung nach
Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Nebenabstreifer (12 b) aus Fluorkunststoff
besteht.
5. Temperaturempfindliche
Flüssigkeitsventilatorkupplungsvorrichtung nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Ölumlaufmittel (5′′) eine Durchgangsbohrung ist,
die an der Trenneinrichtung (5) angebracht ist.
6. Temperaturempfindliche
Flüssigkeitsventilatorkupplungsvorrichtung nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Leerlaufölnut (14) ein Volumen beinahe gleich
der Ölmenge aufweist, die sich bereits in der
Drehmomentübertragungskammer (4) und der
Leerlaufölnut (14) während des Stillstandes
ansammelt.
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