CH440842A - Antrieb für Zubehörteile von Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

      Antrieb    für Zubehörteile von     Brennkraftmaschinen       Die     Erfindung    betrifft einen Antrieb für     Zubehör-          teile    von     wassergekühlten        Brennkraftmaschinen        mit     einer     Flüssigkeitskupplung,    die einen Antriebskupp  lung     steil,    der in     Antriebsverbindung    mit der Brenn  kraftmaschine     steht,    und einen     Abtriebskupplungsteil,     der mit einer Wellenanordnung verbunden ist, auf  weist.  



  Die     Brennkraftmaschine    eines     Fahrzeugs,    beispiels  weise eines Kraftfahrzeuges, ist mit     einem    Kühler aus  gerüstet, wobei     ein    Kühlventilator vorgesehen ist, der  Luft durch den Kühler saugt und die Luft über die       Brennkraftmaschine    bläst. Ferner ist eine Wasserpumpe  vorgesehen, um eine Wasserströmung durch den Kühler  zu bewirken, und die durch den Kühler strömende  Luft kühlt .das durch diesen hindurchströmende Wasser.

    Für den idealsten Zustand soll das Verhältnis der       Flüssigkeitsströmung        bzw.    Wasserströmung durch -den  Kühler zur Luftströmung durch den Kühler derart sein,  dass die gewünschte optimale Kühlung des Wassers bei  seiner Strömung durch den Kühler erhalten wird. Die  Luft- und die Wasserströmung hängen von der Dreh  zahl des Ventilators .und     -der    Wasserpumpe ab.  



  Es ist bekannt, den     Ventilator    bzw. die Belüftungs  vorrichtung einer     B:rennkraftmaschine    von dieser aus  über eine viskose Kupplung     anzutreiben,    während das       Wasserpumpenlaufrad    gewöhnlich unmittelbar von der       Brennkraftmaschine    ,aus angetrieben wird. Eine viskose  Kupplung     ist    bekanntlich für den Antrieb der Belüf  tungsvorrichtung     bzw.    des Ventilators zweckmässig, da  ihre     Abtriebsdrehzahl    bei hohen Antriebsdrehzahlen  gegenüber der Antriebsdrehzahl abfällt.

   Da das Wasser  pumpenlaufrad unmittelbar vom Motor angetrieben  wird, ist jedoch dann bei hohen Motordrehzahlen das       Verhältnis    ,der Drehzahl des Pumpenlaufrades zur Dreh  zahl des Ventilators wesentlich     (grösser    als bei     niedrigen          Motordrehzahlen.     



  Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines An  triebs der obergenannten Art bei einer     Brennkraft-          maschine    in der Weise, dass das Verhältnis der Menge       der    pro     Zeiteinheit    durch den     Kühler        strömenden    Luft    zur Geschwindigkeit der Wasserströmung durch die  Rohrschlangen des Kühlers unabhängig von der Motor  drehzahl ist.  



  Erfindungsgemäss wird das bei einem Antrieb der  obergenannten Art dadurch erreicht,     @dass    das Flügel  rad des Kühlerventilators und der     Wasserpumpenan-          trieb        reit    der     Wellenanordnung    fest gekoppelt sind, so  dass eine Drehung des     Abtriebsikupplungsteils    Drehun  gen der Wellenanordnung, des     Flügelrades    des Kühler  ventilators und des     Wasserpumpenantriebes    mit Dreh  zahlen bewirkt, die unabhängig von der absoluten Dreh  zahl     -des        Abtriebskupplurngsteils    in einem festen Ver  hältnis zueinander stehen.  



  Anhand der nachstehenden Figuren ist die Erfin  dung im     folgernden    an zwei Ausführungsbeispielen näher  erläutert. Es zeigen:       Fig.    1 eine Ansicht im axialen Schnitt eines erfin  dungsgemässen Antriebs,       Fig.    2 in vergrössertem Massstab eine Teilansicht  im Schnitt eines Teils des in     Fig.    1 dargestellten An  triebs und       Fig.    3 eine Ansicht im axialen Schnitt einer anderen  Ausführungsform des     erfindungsgemässen    Antriebs.  



  Die Erfindung wird in Form eines kombinierten  Antriebs für     Hilfsvorrichtungen        einer        Brennkraftma-          schine    beschrieben, bei welchem diese Hilfsvorrichtun  gen ständig mit einem konstanten zeitlichen     Drehzahl-          Verhältnis    angetrieben werden, so dass eine Zunahme  in der Drehzahl der einen Vorrichtung eine propor  tionale Zunahme in der Drehzahl der anderen Vorrich  tung zur Folge hat.

   Der erfindungsgemässe Antrieb ist  vorgesehen für den Antrieb des Laufrades einer Wasser  pumpe und der Flügel eines Kühlerventilators der       Brennkraftmaschine    in der Weise, dass die Strömungs  geschwindigkeit des Wassers durch den Kühler ständig  in direktem Verhältnis zur     Luftströmungsgeschwindig-          keit    durch den Kühler steht.  



  In     Fig.    1 ist eine bevorzugte Ausführungsform der       Erfindung    in Form eines Antriebs 10 für ein Wasser  pumpenlaufrad 14 und :die Flügel 15, 16 eines Kühler-           ventilators    für eine     Brennkraftmaschine,        beispielsweise     einen Kraftwagenmotor, dargestellt. Der Antrieb 10 um  fasst eine     Flüssigkeitskupplung    11, welche das Wasser  pumpenlaufrad 14 und die     Ventilatorflügel    15, 16 mit  gleicher Drehzahl vom Motor aus antreibt. Die Flüssig  keitskupplung 11 besitzt einen     Antriebskupplungsteil     17 und einen     Abtriebskupplungsteil    18.  



  Der     Antriebskupplun@gsteil    17 der     Flüssigkoitskupp-          lung    11 wird vom Motor durch eine Riemenscheibe 20  und einen geeigneten Riemen 21     angetrieben,    der über  die Riemenscheibe 20 gelegt ist und durch :den Motor  angetrieben. wird. Die Riemenscheibe 20 ist an einem       Nabenteil    22 des     Antriebskupplungsteäls    17 mit Hilfe  mehrerer Schrauben 23 befestigt.  



  Der     Antriebskupplungsteil    17 !der Flüssigkeitskupp  lung 11 :ist auf einer Welle 41 drehbar gelagert. Der  Kupplungsteil 17 wird durch zwei     Kupplungselemente     35, 36 gebildet, welche an ihrem     Aussenumfang    durch  mehrere Schrauben 37     aneinander        befestigt        sind.        Das     Kupplungselement 36 ist mit .dem erwähnten     Nabenteil     22 ausgebildet, der mit einer durchgehenden Bohrung       22a    versehen .und zur Drehung mit Bezug auf die Welle  41 durch ein geeignetes Lager 40 gelagert ist,

   das in  der Bohrung 22a der Nabe 22     angeordnet    ist und die  Welle 41 umgibt. Dem Lager 40 sind geeignete Dichtun  gen zugeordnet, welche die Welle 41 ebenfalls umgeben  und ein Lecken des Strömungsmittels aus der Kupplung  verhindern, wie sich aus Ader nachfolgenden Beschrei  bung ergibt. Das     Kupplungselement    35 weist ebenfalls  einen     Nabenteil    42 auf und ist durch ein geeignetes  Lager 43 zur Drehung um die Welle 41 gelagert.  



  Die Kupplungselemente 35 und 36 begrenzen zwi  schen sich eine     Flüssigkeits-    bzw.     Strömungsmittelkam-          mer    45, in welcher sich der     Abtriebskupplungsteil    18  dreht. Der     Abtriebskupplungsteil    18 wird durch eine  Scheibe mit einem     Nabenteil    46 gebildet, welch letzte  rer zur Drehung mit der Welle 41 verkeilt und zwischen  den Lagern 40 und 43 angeordnet ist.

   Das Kupplungs  element 35 und der     Abtriebskupplungsteil    18 haben  einander zugekehrte Flächen, .in denen eine Anzahl von  allgemein mit 47 bezeichneten, zusammenwirkenden,  ringförmigen Stegen und Nuten vorgesehen sind, welche  einander gegenüberliegende und voneinander in Ab  stand befindliche     parallele    Flächen bilden, die     einen          Scherungsraum    zwischen sich begrenzen.

   Ein fliessfähiges       Scherungsmedium,    beispielsweise ein     Siliconöl,    in der  Kammer 45 und insbesondere in dem     Scherungsraum     bewirkt die     Drehmomentübertragung    zwischen dem An  triebs- und dem     Abtriebskupplungsteil,    wie     nachfolgend     beschrieben wird.  



  Aus dem Vorangehenden ergibt sich,     dass    bei  einer Drehung der Riemenscheibe 20 sich der Antriebs  kupplungsteil mit Bezug auf die Welle 41 dreht :und  das     Scherungsmedium    in der Kammer 45 und insbeson  dere indem durch die vorangehend beschriebenen Stege  und Nuten begrenzten     Scherungsraum    überträgt ein  Drehmoment vom     Antriebskupplungsteil    17 auf den       Abtriebskupplungsteil    18 in an sich bekannter Weise.  Die Drehung des     Abtriebskupplungsteils    18 bewirkt eine  Drehung der Welle 41, mit der der     Abtriebskupplungs-          teil    18 verkeilt ist.  



  Die Welle 41, welche durch die viskose Kupplung  11     zur    Drehung angetrieben wird, ist mit den     Ventila-          torflügeln    verbunden, so     @dass    diese zur Drehung ange  trieben werden. Auf (das linke Ende der Welle 41 ist  eine     ringförmige    Platte 54     aufgekeilt,    welche gegen den         Inner_laufring    des Kugellagers 43     anliegt.    Die Platte 54  trägt die     Ventilatorflügel    15 .und 16, welche an ihr  durch Schrauben 55     befestigt    sind.  



  Der rechte     Endteil    der Welle 41 ist mit einer  Bohrung 60 versehen, die zur Aufnahme des Endteils  einer Welle 61 :dient. Die Welle 61 ist mit der Welle 41       verkeilt,    so: dass sich     die        Welle    61 mit der     Welle    41  dreht. Die Welle 61 ist durch ein Gehäuse 62 gelagert,  das in :geeigneter Weise an     einem    benachbarten Träger  63 befestigt ist. Die Welle 61 dreht sich mit Bezug auf  das :Gehäuse 62 und ist durch ein Lager 64 gelagert,  das in einer Öffnung in einem     Nabenteil    65 des Gehäu  ses 62 angeordnet ist.

   Auf das äusserste rechte Ende  der Welle 61, gesehen in     Fig.    1, ist das Laufrad 14 der  Wasserpumpe der     Brennkraftmaschine        aufgekeilt.     



  Die Wirkungsweise des Antriebs 10 ergibt sich ohne  weiteres aus der vorangehenden Beschreibung. Bei einer  Drehung der Riemenscheibe 20 wird der Antriebs  kupplungsteil 17 :der Flüssigkeitskupplung 11 zur Dre  hung angetrieben und wird ein Drehmoment auf (den       Abtriebskupplungsteil    18 durch die     Scherungswirkung     des     fliessfähigen        Scherungsmediums    in     d-.r    Kammer 45  übertragen.

   Eine Drehung des     Abtriebskupplungsteils     18 bewirkt     .eine    Drehung einer Wellenanordnung, wel  che die Wellen 41 und 61 umfasst, was     ein-.a    Dreh  antrieb der     Ventülatorflüge:l    15, 16 und des Wasser  pumpenlaufrades 14 mit der gleichen Drehzahl zur  Folge hat. Daher fällt, wenn bei hohen Motordrehzah  len die     Abtriebsdrehzahl    der Kupplung 11 abfällt, die  Drehzahl sowohl der     Ventilatorflügel    als auch des Was  serpumpenlaufrades ab.  



  Bei der in     Fig.    3 dargestellten abgeänderten Bau  form eines     erfindungsgemässen    Antriebs ist die Wir  kungsweise ähnlich wie bei .der Ausführungsform nach       Fig.    1 und ist der Gesamtantrieb mit 70 bezeichnet.  Der in     Fig.    3     gezeigte        Strömungsmittelantrieb    bewirkt  den Antrieb von     Ventilatorflügeln    15 und 16 und eines       Wasserpumpenlaufrades    14 mit der gleichen Drehzahl.  Der Antrieb 70 besitzt eine Riemenscheibe 71, welche  vom Motor aus über einen geeigneten Riemen angetrie  ben wird und :durch Schrauben 72 .an einem Flansch  73 befestigt ist.

   Der Flansch 73 ist mit einer Bohrung  versehen, durch welche sich eine Hohlwelle 74 er  streckt, die mit dem Flansch 73 drehfest verkeilt ist.  Die Welle 74 erstreckt sich durch das Gehäuse 75 und  ist durch geeignete Lager 76 gelagert, die in der Öff  nung im Gehäuse 75 angeordnet sind.  



  Der Antrieb 70 umfasst ein-. Kupplung 80 mit einem  auf     Scherung    beanspruchten viskosen Strömungsmittel,  welche Kupplung     einen        Antriebskupplungsteil    81 und  einen     Abtriebskupplungsteil    82 aufweist. Der Antriebs  kupplungsteil 81 wird durch eine Scheibe mit einem       Nabenteil    83 gebildet, welch letzterer zur Drehung mit  der Welle 74 verkeilt .ist. Die Scheibe dreht sich in  einer Arbeitskammer 84 für das fliessfähige     Scherungs-          medium,    welche durch den     A:btriebskupplungsteil    82  gebildet wird.

   Der     Abtriebskupplungsteil    82 weist zwei  mit 85 und 86 bezeichnete Elemente auf, die aneinander  ,an ihrem     Aussenumfang    durch Schrauben 87 befestigt  sind. Die Kupplungselemente 85 und 86 begrenzen die  Kammer 84. Das Kupplungselement 86 und der     An-          triebskupplungsteil    81 sind mit einander     zugekehrten     Flächen versehen, welche     zusammenwirkende    Stege und       Nuten        aufweisen,        die    gegenüberliegende,     voneinander        in     Abstand     befindliche    und parallele Flächen bilden,

   wel  che zwischen sich einen     Scherungsraum    für das viskose  Strömungsmittel     bilden.    Das in dem     Scherungsraum         befindliche fliessfähige     Scherungsmedium    bewirkt die       übertragung    eines Drehmomentes vom     Antriebskupp-          lungsteil    81 auf den     Abtrüebskupplungsteil    82. Daher  wird bei einer Drehung des     Antriebskupplungsteils    ein  Drehmoment auf den     Abtriebskupplungsteil    82 in an  sich bekannter Weise übertragen.  



  Der     Abtriebskupplungsteil    82 bildet das Pumpen  laufrad 14 und trägt die     Laufradflügel.    Das Laufrad  14 bzw. der Kupplungsteil 86 desselben besitzt einen       Nabenteil    90, der am rechten Ende der     Wella    91  befestigt ist, wie in     Fig.    3 dargestellt. Die Welle 91  erstreckt     sich    durch die Hohlwelle 74 und ist zur  Drehung mit Bezug auf diese durch axial voneinander  in Abstand befindliche Lager 92 und 93 gelagert, wel  che die Welle 91     umgeben    und an der Innenfläche  der Hohlwelle 74 anliegen.

   Das,     gesehen    in     Fig.    3,  linke Ende der Welle 91 ist mit     einer    ringförmigen  Trägerplatte 95 verkeilt, ,die ihrerseits die Ventilator  flügel 15 und 16 trägt. Die     Ventilatorflügel    15 und 16  sind an der     Trägerplatte    95 durch Schrauben 96 be  festigt.  



  Aus dem     Vorangehenden    ergibt sich, dass der An  trieb 70 in seiner Wirkungsweise dem Antrieb 10 des       Wasserpumpenlaufrades    14 und er     Ventilatorflügel    15  und 16 mit der gleichen     Drehzahl    sehr ähnlich ist. Dies  ergibt eine verbesserte Wirkungsweise des Kühlungs  systems in einem Fahrzeug mit solchen Antriebsanord  nungen und ist besonders vorteilhaft zur     Aufrechterhal-          tung    einer geregelten     Wasserströmungsgeschwindigkeit     durch den Kühler im Verhältnis zur Luftströmung durch  den Kühler bei hohen Motordrehzahlen.

   Wenn die  Motordrehzahl zunimmt, bewirken die Flüssigkeitskupp  lungen 11 und 80 den Antrieb der     Ventilatorflügel    und  des     Wasserpumpenlaufrades    mit höheren Drehzahlen.  Bei ausserordentlich hohen Motordrehzahlen nimmt je  doch die     Abtriebsdrehzahl    der Flüssigkeitskupplungen  nicht proportional zu, sondern erfährt gegenüber diesen  eine verringerte Zunahme.

   Dies ist besonders vorteil  haft, da es bei hohen Motordrehzahlen nicht erforder  lich ist, den Ventilator bzw. das     Wasserpumpenlaufrad     mit einer Drehzahl anzutreiben, die unmittelbar von  der     Motordrehzahl    abhängt, und in den meisten Fällen  geht eine beträchtliche Leistung verloren und wird ein  starkes Geräusch erzeugt, wenn der Ventilator und das       Wasserpumpenlaufrad    mit einer höheren Drehzahl als  erforderlich ist, ;angetrieben werden.  



       Obwohl    im vorangehenden eine     bevorzugte        Aus-          führungsform    .der Erfindung beschrieben wurde, ist diese  nicht hierauf beschränkt, sondern kann innerhalb ihres  Rahmens     verschiadene    Abänderungen     erfahren.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Antrieb für Zubehörteile von wassergekühlten B.rennkraftmaschine mit einer Flüssigkeitskupplung, einte einen Antriebskupplungsteil, der in Antriebsverbindung mit der B,rennkraftmaschine steht, und einen Abtriebs- kupplungsteil, der mit einer Wellenanordnung verbun den ist, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Flü gelrad des Kühlerventilators (15, 16) und oder Wasser pumpenantrieb (14) mit der Wellenanordnung (41, 61 bzw.

   91) fest gekoppelt sind, so dass eine Drehung des Abtriebskupplungsteils (18 bzw. 82) Drehungen der Wellenanordnung, des Flügelrades des Kühlerventilators und des Wasserpumpenantriebes mit Drehzahlen bewirkt, die unabhängig von der absoluten Drehzahl des Ab triebskupplungsteils in einem festen Verhältnis zuein ander stehen. UNTERANSPROCHE 1. Antrieb nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass der Antriebskupplungsteil (17) :ein<B>Ge-</B> häuse bildet, welches eine Strömungskammer (45) be grenzt, und der Abtniebskupplungsteil (18) innerhalb der Kammer angeordnet und in dieser drehbar ist. 2.

   Antrieb nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, .dass der Abtriebskupplungs- teil (18, 82) von der Wellenanordnung (41, 91) getragen wird, während der Antriebskupplungsteil (17, 81) auf .der Wellenanordnung (41, 91) drehbar gelagert ist. 3.

   Antrieb nach Unteranspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Wellenanordnung durch eine erste und eine zweite Welle (41, 61) gebildet wird, zwischen denen eine Antriebsverbindung besteht, so dass sie sich gemeinsam drehen, wobei die Ventilatorflügel (15, 16) von der einen Welle (41) getragen werden, während das Wasserpumpenlaufrad (14) von der anderen Welle (61) getragen wird. 4.

   Antrieb nach Patentanspruch, dadurch @gekenn- zeichnet, dass der Abtriebskupplungsteil (82) ein Ge häuse bildet, welches eine Strömungskammer (84) be grenzt, und der Antriebskupplungsteil (81) innerhalb dieser Kammer angeordnet und in :dieser drehbar ist. 5. Antrieb nach Unteranspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, dass der Antriebskupplungsteil (81) auf einer Hohlwelle (74) angeordnet ist, welche die Welle (91) lagert, die sich durch sie :erstreckt. 6.

   Antrieb nach Unteranspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtriebskupplungsteil (82) das Laufrad (14) bildet und mit Laufradflügeln versehen ist. 7. Antrieb nach Unteranspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebs- und der Abtriebs kupplungsteil einander gegenüberliegende, voneinander in Abstand befindliche Flächen aufweisen, welche zwi schen sich einen Scherungsraum für ein fliessfähiges Medium bilden, der mit diesem Scherungsmedium zur Drehmomentübertragung zwischen den erwähnten Tei len zusammenwirkt,

   um einen Antrieb des A btriebs- kupplungsteils bei einer Drehung des Antriebskupp- lungsteils zu bewirken.