DE3140195C2

DE3140195C2 - Flüssigkeits-Reibungskupplung für das Kühlgebläse einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3140195C2
Application number: DE3140195A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl.-Ing. 7255 Rutesheim Braatz; Wolf-Dieter Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Kurz; Johann 7141 Freiberg Weintz
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1981-10-09
Filing date: 1981-10-09
Publication date: 1984-12-20
Also published as: DE3140195A1; US4467747A; GB2107438A; GB2107438B

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeits-Reibungskupplung für das Kühlgebläse einer Brennkraftmaschine, die an der das Laufrad einer Wasserpumpe der Brennkraftmaschine antreibenden Wasserpumpenwelle angeordnet ist und die durch ein in einer Längsbohrung durch die Wasserpumpenwelle liegendes Dehnstoffelement gesteuert wird. Das Dehnstoffelement wird direkt vom Kühlwasser der Brennkraftmaschine beaufschlagt, das unter Ausnutzung der vom Wasserpumpenlauf rad hervorgerufenen Druckdifferenz im Kühlwasser ständig durch die Längsbohrung in der Wasserpumpenwelle gefördert wird. Zur Kühlung der Arbeitskammer der Flüssigkeits-Reibungskupplung und des Lagers für diese ist an den Kühlwasserkreislauf in der Längsbohrung durch die Wasserpumpenwelle eine in der Arbeitskammer angeordnete Kühlleitung angeschlossen.

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkeits-Reibungskupplung für das Kühlgebläse einer wassergekühlten Brennkraftmaschine, deren Kupplungswelle an einer das Laufrad einer Wasserpumpe antreibenden Wasserpumpenwelle angeflanscht ist, und deren die Verbindung zwischen Vorrats- und Arbeitskammer steuerndes Ventil über einen Ventilhebel von einem in einer Längsbohrung der miteinander verbundenen Wellen angeordneten und vom Kühlwasser der Brennkraftmaschine beaufschlagten Schaltelement verstellbar ist.

Bei einer Flüssigkeits-Reibungskupplung der vorstehend genannten Art (US-PS 35 68 647) ist es bekannt, das die Verbindung zwischen Arbeits- und Vorratskammer regelnde Ventil über einen Druckstift mit einem in einer Längsbohrung der Wasserpumpenwelle verschiebbaren Kolben in Abhängigkeit vom Druck des Kühlwassers zu steuern, wobei die Steuerseite des Kolbens über die von der Druckseite der Wasserpumpe ausgehende Längsbohrung direkt vom Kühlwasser beaufschlagt wird.

Die Drucksteuerung arbeitet ungenau, da infolge von sich im Kühlwasser bildenden Dampfblasen das Verhältnis zwischen Wassertemperatur und -druck nicht konstant ist Ferner ist von Nachteil, daß bereits bei der geringsten Undichtigkeit sich im Kühlsystem kein Wasserdruck zum Schalten der Kupplung aufbauen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Flüssigkeits-Reibungskupplung der vorstehend genannten Art das Ansprechverhalten durch Heranführung des Kühlwassers an das Schaltelement und nach dessen Umströmung durch zwangsweise Rückführung des Kühlwassers in den Kühlwasserkreislauf zu verbe'-sem, wobei die Anordnung des Schaltelementes und die Kühlwasserführung innerhalb der Längsbohrung raumsparend und leicht zugänglich ausgebildet sein soll.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst daß das Schaltelement ein nahe der Reibungskupplung angeordnetes temperaturabhängiges Dehnstoffelement ist dem durch in der Längsbohrung mit Hilfe eines Rohres gebildete Kanäle Kühlwasser der Brennkraftmaschine zugeleitet bzw. von diesem abgeleitet wird, wobei der kühlwasserzuführende Kanal auf der Druckseite des Wasserpumpenlaufrades eine Eintrittsöffnung und dicht vor dem Dehnstoffelement eine Austrittsöffnung hat und das Kühlwasser über eine zum Wasserpumpenlaufrad geführte Radialbohrung an dessen Saugseite abströmt

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme ist das Schaltelement an den Kühlwasserkreislauf angeschlossen und wird dauernd von Kühlwasser du.chströmt, so daß in Verbindung mit einem Dehnstoffelement in vorteilhafter Weise eine genaue Steuerung der Flüssigkeits-Reibungskupplung und damit des Kühlgebläses in Abhängigkeit von der Kühlwassertemperatur erreicht wird. Durch Verwendung entsprechend abgestimmter Dehnstoffelemente kann dabei das Ansprechverhalten der Reibungskupplung auf exakte Werte der Kühlwassertemperatur abgestimmt werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch die Lage der Eintritts- und Austrittsöffnung der wasserführenden Kanäle auf der Saug- und Druckseite der Wasserpumpe das größtmögliche Druckgefälle ausgenutzt wird, so daß selbst bei kleinen Kanalquerschnitten eine gute Umströmung des Dehnstoffelementes sichergestellt ist.

In dem Zusammenhang wird noch auf die DE-OS 14 76 444 hingewiesen, nach der das Kühlgebläse einer wassergekühlten Brennkraftmaschine von der Wasserpumpe aus über eine hohle Wasserpumpenwelle und eine zwischengeschaltete spiralförmige Bimetallfeder als Reibungskupplung in Abhängigkeit von der Kühlwassertemperatur gesteuert wird. Hierzu wird die Bimetallfeder mit von der Pumpendruckseite aus durch die hohle Pumpenradwelle zugeführtes Kühlwasser beaufschlagt, welches anschließend zur Pumpensaugseite abgeführt wird. Während des Kupplungsvorganges legt sich Jie an der Gebläsewelle festgehaltene Bimetallfeder an die Bohrungswand der hohlen Wasserpumpenwelle an und nimmt diese reibschlüssig mit. Infolge des Reibschlusses nutzt sich die Bimetallfeder ab und außerdem entsteht hierbei zusätzliche Reibungswärme, wodurch ein genaues Ansprechen der Kupplung innerhalb vorgegebener Kühlwasserstemperaiurgrenzen nicht erreicht wird. Abgesehen davon erfordert die Kupplung einen erheblichen konstruktiven Aufwand, so daß sie der hier gestellten Aufgabe in keiner Weise gerecht wird.

Gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 2 wird neben der Direktbeeinflussung des Dehnstoffelementes mit strömendem Kühlwasser eine hervorragende Kühlung des Arbeiisraumes der Flüssigkeits-Reibungskupplung und ihres Lagers erzielt.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch die Wasserpumpe einer Brennkraftmaschine mit an der Wasserpumpenwelle angeordneter Flüssigkeits-Reibungskupplung für einen Gebläselüfter mit Mitteln zur Führung des Kühlwassers innerhalb der Wasserpumpenwelle und

F i g. 2 einen Längsschnitt entsprechend F i g. 1 mit einer Führung des Kühlwassers durch die Arbeitskammer der Flüssigkiits-Reibungskupplung.

Nach F i g. 1 ist an eine lediglich angedeutete Brennkraftmaschine i das Gehäuse 2 einer Wasserpumpe angeflanscht, in dem die das Wasserpumpenlaufrad 3 tragende Wasserpumpenwelle 4 gelagert ist Die Wasserpumpenwelle 4 ist mit einer Riemenscheibe 5 versehen, um die Wasserpumpe von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine aus mit Riemen antreiben zu können. Vor der Riemenscheibe 5 ist an die Wasserpumpenwelle 4 eine Flüssigkeits-Reibungskupplung 6 bekannter Bauart zum Betrieb eines Kühlgebläses 7 angeordnet Ein Ventilhebel 8 innerhalb der Flüssigkeits-Reibungskupplung 6 steuert ein Ventil zwischen einer Vorratskammer und Antriebskammer, wobei auf den Ventilhebel ';'■ über einen Druckstift 9 ein Dehnstoffelement 10 einwirkt, das in einer mit dem Kühlwasser der Brennkraftmaschine in Verbindung stehenden Bohrung 11 durch die Wasserpumpenwelle 4 angeordnet ist. Innerhalb der Bohrung 11 ist ein Rohr 12 angeordnet, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Bohrung 11. Der Eintrittsquerschnitt 13 des Rohres 12 liegt am Ende des Wasserpumpenlaufrades 3 an dessen Druckseite 14. Der Austrittsquerschnitt 15 des Rohres 12 liegt dicht neben dem Dehnstoffelement 10. Im Bereich des Wasserpumpenlaufrades 3 ist der Ringraum 16 zwischen der Bohrung 11 und dem Rohr 12 durch eine Radialbohrung 17 durch das Wasserpumpenlaufrad 3 hindurch mit dessen Saugseite 18 verbunden.

Bei Betrieb der Brennkraftmaschine und damit Betrieb ihrer Wasserpumpe wird die Druckdifferenz am Wasserpumpenlaufrad 3 dazu benutzt, daß an der Druckseite Ί4 durch den Eintrittsquerschnitt 13 Kühlwasser durch das Rohr 12 an das Dehnstoffelement 10 geleitet und von dort durch den Ringraum 16 und die Radialbohrung 17 hindurch nach außen zur Saugseite 18 des Wasserpumpenlaufrades. Das Dehnstoffelement 10 wird demnach unmittelbar mit Kühlwasser beaufschlagt, dessen Wärme der des im Bereich der Wasserpumpe vorhandenen Kühlwassers entspricht. Da das Dehnstoffelement 10 nahe der Flüssigkeits-Reibungskupplung angeordnet ist, wird diese durch das Kühlwassergekühlt.

Für thermisch sehr hoch belastete Flüssigkeits-Reibungskuppiungen empfiehlt sich eine Anordnung nach F i g. 2. Das Dehnstoffelement 10 ist in einer Bohrung 19 durch die an die Wasserpumpenwelle 4 angeflanschte Welle 20 für die Flüssigkeits-Reibungskupplung 6 angeordnet. Die Bohrung 19 verlängert die Bohrung 11. In gleicher Weise ist das Rohr 12 in der Bohrung 11 durch ein Rohr 21 verlängert, das bis zum Dehnstoffelement 10 reicht und dort derart aufgeweitet ist, daß es die Bohrung 19 abschließt. Von dem Raum 22 im Bereich des Dehnstoffelementes, der durch die Rohre 12, 21 Verbindung mit dem Kühlwasser in der Wasserpumpe hat, führt eine R;idialboh'ung 23 in die Arbeitskammer 24 der Flüssigkeitsreibungskupplung 6. Eine weitere b5 Radialbohrung 2S £eht vCn der Arbeitskammer 24 aus und führt zu dem den Ringräum 16 verlängernden Ringraum 26 hinter der Aufwertung des Rohres 21. Beide Radialbohrungen 23, 25 sind durch eine in der Arbeitskammer 24 angeordnete Kühlleitung 27 miteinander verbunden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Flüssigkeits-Reibungskupplung für das Kühlgebläse einer wassergekühlten Brennkraftmaschine, deren Kupplungswelle an einer das Laufrad einer Wasserpumpe antreibenden Wasserpumpenwelle angeflanscht ist, und deren die Verbindung zwischen Vorrats- und Arbeitskammer steuerndes Ventil über einen Ventilhebel von einem in einer Längsbohrung !o der miteinander verbundenen Wellen angeordnet und vom Kühlwasser der Brennkraftmaschine beaufschlagten Schaltelement verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement ein nahe der Reibungskupplung angeordnetes temperaturabhängiges Dehnstoffelement (10) ist, dem durch in der Längsbohrung (11) mit Hilfe eines Rohres (12) gebildete Kanäle (12' und 16) Kühlwasser der Brennkraftmaschine (1) zugeleitet bzw. von diesem abgeleitet wird, wobei der Kühlwasserzuführende Kanal J tZ) auf der Druckseite (14) des Wasserpumpenlaufrades (3) eine Einlrittsöffnung (13) und dicht vor dem Drehnstoffelement (10) eine Austrittsöffnung (15) hat, und das Kühlwasser über eine zum Wasserpumpenlaufrad (3) geführte Radialbohrung(17) an dessen Saugseite(18) abströmt

2. Flüssigkeits-Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dehnstoffelement (10) direkt auf den Ventilhebel (8) einwirkend im Bereich der Arbeitskammer (24) angeordnet ist, die Austrittsöffnung eines das Rohr (12) verlängernden Ilohres (21) gegenüber einer die Bohrung (11) verlängernden Bohru^ (19) abgedichtet ist und die Bohrung (19) im Bereich des Dehnstoffelementes durch eine Radiaibohn ig (23) und eine daran anschließende, in der Arbeitskammer (24) angeordnete Kühlleitung (27) über eine weitere Radialbohrung (25) mit einem zur Saugseite des Wasserpumpenlaufrades führenden Ringraum (26) als Verlängerung des Ringraumes (16) verbunden ist.