DE8711849U1

DE8711849U1 - Flüssigkeitsreibungskupplung für einen Ventilatorantrieb

Info

Publication number: DE8711849U1
Application number: DE8711849U
Authority: DE
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1987-09-02
Filing date: 1987-09-02
Publication date: 1987-10-15

Description

Anmeideri

Süddeutsche Kühlerfabrik Dull*us Fr. Behr GmbH K Co. KG

Mauserstraße 3

ö /öüö STUTTGART 3ö

85-B-55 0417 005 31 08 87 H/m

Titel: Flüssigkeitsreibungskupplung für einen Ventilatorantrieb I

Beschreibung |

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsreibungskupplung für .

% einen Ventilatorantrieb, insbesondere für ein Kühlsystem einer I

Brennkraftmaschine, mit einem einen flachen Arbeitsraum |

aufweisenden. Ventilatorschaufeln tragenden Kupplungsgehäuse |

i und einer relativ im Arbeitsraum drehbar gelagerten und |

insbesondere axial beweglichen Hitriehmerscheibe. bei der

zwischen zwei parallel und im Abstand voneinander

angeordneteten Kupplungsflächen des Kupplungsgehäuses, die

ebenfalls mindestens zwei Kupplungsflächen aufweisende <

Mitnehmerscheibe angeordnet ist und bei der durch über einen f

temperaturabhängig gesteuerten Ventilmechänismus der Arbeitsraum mit mehr öder weniger Kupplungsflüssigkeit gefüllt ist und bei der wenigsten zwei der Kuppiungsflachen mindestens teilweise mit einer verschleißmindernden Beschichtung versehen sind.

/V ßei einer solchen aus der ÜE-ÖS 25 32 201 bekannten

I Flüssigkeitsreibungskupplung besteht die Beschichtung der I

Kupplungsflächen aus Polyärylensulfid. Durch eine solche Beschichtung ist eine Verbesserung des Verschleißverhaltens § gegenüber einer Beschichtung mit einem für Autobremsen üblichen Bremsbelag erreichbar. Die Gleiteigenschaften und Lebensdauer lassen aber hoch zu wünschen offen.

Bekannt ist auch die Verwendung von Korkbelägen, deren Lebensdauer aber zu unbefriedigend ist

&Pgr; Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Verbesserung der Gleiteigenschaften und insbesondere eine Erhöhung der Lebensdauer der Flüssigkeitsreibungskupplung der eingangs genannten Art zu erreichen bei gleichzeitiger Verbilligung der Herstellung.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß als Beschichtung der Kupplungsflächen eine Keramikbeschichtung vorgesehen ist.

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Die vorgeschlagene Keramikbeschichtung ergibt eine harte Oberfläche mit hoher Abriebfestigkeit, die in Verbindung mit der Kupplungsflüssigkeit kleine Reibwerte aufweist. Die Beschichtung ist unempfindlich gegen Temperaturschwankungen und &s sind insbesondere die Herstel1 kosten niedrig bei einfacher, praktisch vollautomatischer Fertigung

Bei öimer Flüssigkeitsreibungskupplung mit einem Staukörper zur Entleerung eines Arbeitsraumes kann zur Herabsetzung des Verschleißes des aiii stärksten beanspruchten Teils des Staukörper^ mindestens ein mit der Mitnehmerscheibe zusammenwirkender Oberflächentei1 des Staukörpers mit einer Keramikschicht versehen sein. Weiter können auch die relativ zueinander bewegten Berührungsflächen des Ventilmechanismus mit einer Keramikschicht versehen sein, um so möglichst alle verschleißbeanspruchten Teile optimal verschleißfest zu gestalten.

Eine Verminderung der erforderlichen BeschichtungsflSehen kann dadurch erreicht werden, daß in der Mitnehmerscheibe Anlaufkörper vorgesehen sind, und daß diese mindestens teilweise mit einer Keramikschicht versehen sind, und zwar selbstvertändlich die verschleißgefährdeten Teile, die Relativbewegungen gegen andere Teile oder Flächen ausführen.

Umgekehrt können anstelle der Anlaufkörper in der Mitnehmerscheibe in den Kupplungsflächen des Kupplungsgehäuses

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Anlaufkörper vorgesehen sein, die dann mit der Mitnehmerscheibe zusammenwirken und die dann mindestens teilweise mit einer Keramikschicht versehen sind.

Eine besonders zähe, langlebige und schlaguhempfindliche Keramikbeschichtung kann dadurch erreicht werden, daß die Dicke der Keramikschicht zwischen etwa 0,025 - 0.125 mm, vorzugsweise bei etwa 0,06mm liegt.

f 2 Weitere erfindungsgemäße Ausbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen und werden mit ihren Vorteilen nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen in der nachstehenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1 einen Querschnitt durch einen Ventilatorantrieb mit Flüssigkeitsreibungskupplung mit einer in·

&igr; einem Kupplungsgehäuse angeordneten

Mitnehmerscheibe, wobei in der oberen Hälfte die

Mitnehmerscheibe mit einer Keramikbeschichtung

versehen ist und in der untpren Hälfte eine andere Ausführung mit einer Keramikbeschichtung eines

Teils des Arbeitsraum^ des Küpplüngsgehäuses,

Figur 2 die Anordnungsmöglichkeit von Anlaufkörpern I*

§ Kupplunggsgehäuse bzw. gestrichelt in der

Mitnehmerscheibe und

Figur 3 eine schematische Darstellung eines Ventilmechanismus.

Für entsprechende Teile werden bei den verschiedenen | Ausführungsformen die gleichen Bezugszeichen verv/endet. !

Beim in Figur 1 dargestellten Querschnitt einer Flüssigkeitsreibungskupplung besteht das Kupplungsgehäuse 1 aus zwei Teilen 2,3, die einen flachen rotationssymmetrischen | Arbeitsraum 4 umschließen, in dem eine Mitnmehmerscheibe 5 auf ' Lagern 6 drehbar gelagert ist. Die Mitnehmerscheibe 5 selbst ist über ein Nabenelement 7 an einer nicht näher dargestellten Drehwelle, z.B der Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, befestigt und angetrieben.

Ein ringförmiger, flacher, außenliegender Teil der Mitnehmerscheibe 5 liegt mit relativ geringem Abstand zwischen den Teilen 2 und 3 des Kupplungsgehäuses 1. wobei die Teile 2.3 und die beiden Seiten des ringförmigen Teils der Mitnehmerscheibe 5, Kupplungsflächen 8, 8', 9. 9¹ abgeben. Die Kupplung des Kupplungsgehäuses 1 und der Mitnehmerscheibe 2 erfolgt über eine Kupplungsflüssigkeit, vorzugsweise einem in seiner Viskosität relativ temperaturunabhängigen Silikonöl, das durch einen temperaturabhängig gesteuerten Ventilmechanismus 10 den Arbeitsraum 4 mehr oder weniger ausfüllt. Durch die Fliehkraft wird die Kupplungiiflüssigkeit t

fr nach außen geschleudert und füllt der! Zwischenraum zwischen '

den Kupplungsflächen 8, 8', 9, 9' mehr* öder weniger aus. Durch 1

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einen im Teil 2 des Kupplungsgehäuses 1 angeordneten durch eine Feder 11 gegen d^'e Mitnehmerscheibe 5 gedrückten Staukörper 12, wird die Kupplungsflüssigkeit angestaut und über einen Kanal 13 in einen Sammelraum 14 zuriickgedrückt. Aus diesem Sammelraum 14 kann über den Ventilmechanismus 10 in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlmittels der Brennkraftmaschine Kupplungsflüssigkeit in den Arbeitsraum 4 zurückströmen. Bei der höchsten Kühlleistung erfolgt eine Maximalfüllung des Arbeitsraums 4, so daß das Kupplungsgehäuse 1 mit den daran angeordneten Ventilatorschaufeln 15 annähernd mit gleicher Drehzahl umläuft, wie die vom Nabenelement 7 getragene Mitnehmerscheibe 5.

Der in Figur 3 dargestellte, anders als in Figur 1 ausgebildete Ventilmechanismus 10' weist einen an einem Ende eines Ventilhebels 16 angeordneten Ventilköper 17 auf, der den Durchgang der Kupplungsflüssigkeit durch eine Ventilöffnung 18 zum Arbeitsraum 4 steuert. Der Ventilhebel 16 ist über einen Schaltstift 19 beispielsweise durch einen Steuermagnet gesteuert. Bei niedriger Kühlwassertemperatur ist der Ventilöffnung 18 verschlossen. Ab einer bestimmten Temperatur des Kühlmittels der Brennkraftmaschinen wird er mehr oder weniger weit geöffnet.

Zuf Verbesserung der Notlaufeigenschäften und zur Herabsetzung des Verschleißes kann, wie in Figur 1 im oberen Teil dargestellt, die Mitnehmerscheibe B beidseitig mit einer

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Beschichtung 20, 20' versehen sein. Bai einer anderen Ausführungsform kann die Beschichtung 21, 21' an den Teilen und 3 des Kupplungsgehäuses 1 im scheibenförmigen, außenliegenden Teil des Arbeitsraums 4 vorgesehen sein. Es können aber auch die Teile 2 und 3 und zusätzlich auch die Mitnehmerscheibe 5 teilweise mit einer Beschichtung 20, 20' bzw. 21, ?1' versehen sein.

Besonders verschleißgefährdet ist der mit der Mitnehmerscheibe 5 zusammenwirkende Staukörper 12. Er ist mehr ader weniger ganz durch eine Keramikschicht 25 geschützt.

Anstelle der relativ großflächigen Beschichtungen 20, 20¹, 21, 21' können, wie Figur 2 dargestellt, in den Teilen 2 und 3 des Kupplungsgehäuses 1 Anlaufkörper 22, 22', oder aber in der Mitnehmerscheibe 5 Anlaufkörper 23 angeordnet sein, wie dies gestrichelt in r'igur 2 angedeutet ist. Diese Anlaufkörper 22, 22¹, 23 sind zur Verschleißminderung und Reibungsherabsetzung mit einer Beschichtung versehen, wie dies auch bei den sich berührenden, relativ zueinander beweglichen Teilen des Schaltstifts 19 und des Venti1 hebels 16 des in Figur 3 dargestellten Ventilmechanismus 10' mit den Beschichtungen 24, 24' der Fall ist.

Die BeiSchichtungen 20* 20', 21 -, 21S 24* 24' Sind Keraiiiikbeschichtungen, die relativ preiswert und billig in der Reriitei lung sind, kleine Reibwerte äufweis&n und durch die

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harte Oberfläche auch eine hohe Abriebsfestigkeit haben. Darüber hinaus sind sie noch unempfindlich gegen Temperaturschwankungen. Die Dicke der Keramikschicht liegt etwa zwischen 0,025 und 0.125mm, vorzugsweise bei etwa 0,06mm Diese Dicken bewirken noch eine relativ hohe Elatizität der Keramikschicht, so daß auch große Temperaturänderungen keine Risse in der Keramikschicht verursachen. Auch mechanische Belastungen werden bei üieser Schichtdicke erstaunlich gut ertragen. Die Beschichtungen 20 20^ä , 21, 21', 24, 24' können rationell vollautomatisch fertig aufgebracht werden, so daß der Herstellungsaufwand der Flüssigkeitsreibungskupplung gering gehalten werden kann.

Claims

Ansprüche

1. Flössigkeitsreibungskupplung für einen Ventilatorantrieb insbesondere für ein Kühlsystem einer Brennkraftmaschine mit einem einen flachen Arbeitsraum (4) aufweisenden, Ventilatorschaufeln (15) tragenden Kupplungsgehäuse (1) und

einer relativ im Arbeitsraum (4) drehbar und insbesondere

axial beweglichen Mitnehmerscheibe (5), bei der zwischen j zwei parallel und im Abstand voneinander angeordneten f Kupplungsflächen (9, 9¹) des Kupplungsgehäuses (1) die ebenfalls mindestens zwei Kupplungsflächen (8, 8¹) aufweisende Mitnehmerscheibe (5) angeordnet ist und bei der über einen temperaturabhängig gesteuerten Ventilmechanismus (1) der Arbeitsraum (4) mit mehr oder weniger Kupplungsflüssigkeit gefüllt ist und bei der weiter wenigstens zwei der Kupplungsflächen (8, 8', 9, 9¹) mindestens teilweise mit einer verschleißmindernden Beschichtung (20, 20', 21, 21') versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Beschichtung (20, 20', 21, 21') der Kupplungsflächen (8, 8¹, 9, 9') eine Keramikbeschichtung vorgesehen ist.

2. Flüssigkeitsreibungskupplung dadurch gekennzeichnet, daß alle Kupplungsflächen (8, 8¹, 9, 9') mindestens teilweise mit einer Keramikbeschichtung versehen sind.

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3. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 1 mit einem Staukörper (12) zur Entleerung des Arbeitsraums (4). dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein mit der Mitnehmerscheibe (5) zusammenwirkender Oberflächenteil des Staukörpers (12) mit einer Keramikbeschichtung (25) versehen ist.

4. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegten Berührungsflächen des Ventilmechanismus (1O¹) mit einer Keramikschicht

f (Beschichtung 24, 24'} versehen sind.

5. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitnehmerscheibe (5) Anlaufköper (23) vorgesehen sind und daß diese mindestens teilweise mit einer Keramikschicht versehen sind. (Fig. 2)

6. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kupplungsflächen (9, 9¹) des Kuppplungi-gehäuses (1) Anlaufkörper (22, 22') für die Mttnehmerscheibe (5) vorgesehen sind und daß diese Anlaufkörper (22, 22') mindestens teilweise mit einer Keramikschicht überzogen sind.

7- Flüssigkeitsreibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 b?s 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Ker*amikschicht zwischen etwa 0,025 bis 0,125 mm, vorzugsweise bei etwa 0,06 mm 1 legt.

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