DE2214040A1

DE2214040A1 - Kuehlventilator fuer verbrennungskraftmaschinen

Info

Publication number: DE2214040A1
Application number: DE2214040A
Authority: DE
Inventors: William Frederick Pitcher; Robert Dennis Walter
Original assignee: Concentric Pumps Ltd
Current assignee: Concentric Pumps Ltd
Priority date: 1971-07-31
Filing date: 1972-03-23
Publication date: 1973-02-08
Also published as: US3792697A; FR2149042A5; GB1329044A; IT955620B

Description

Ρμ 2057

Concentric Pumps Limited, Birmingham 7 England

Kühlventilator für Verbrennungskraftmaschinen

Die Erfindung befaßt sich mit einem Kühlventilator
für flüssigkeitsgekühlte Verbrennungskraftmaschinen, insbesondere der Art, bei denen ein kühlmittel durch eine
Wärmetauscher-Bauform in Umlauf gebracht wird und bei
denen ein Luftstrom durch diesen Wärmetauscher durch den Ventilator unterstützt wird.

Es ist allgemein bekannt, daß zu der Zeit, wenn die Temperatur der Maschine unterhalb der Betriebstemperatur liegt, der Ventilator nicht erforderlich oder sogar unerwünscht ist, da er ein Ansteigen der-Betriebstemperatur
drosselt, die Wirksamkeit irgendeines Innenerhitzers von kühlmittelerwärmten Fahrzeugen verzögert und Kraft absorbiert. Es sind bereits verschiedene Vorschläge entwickelt worden, um den Ventilator nur dann wirksam werden zu lassen, wenn es durch ein Ansteigen der Temperaturen erforderlich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine für diesen Zweck verbesserte Einrichtung zu schaffen. .

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe im wesentlichen dadurch gelöst, daß ein Element vorgesehen ist, das einen
Satz Ventilatorfiügel enthält und in der Nähe einer Riemenscheibe oder dergleichen zur Übertragung einer Antriebskraft angeordnet ist, daß ferner ein Pumpenflügelrad auf

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einer Antriebswelle angebracht ist, die mit der Riemenscheibe oder dergleichen fest verbunden ist, daß weiter-,hin ein Wachszellenthermostat vorhanden ist, der in dem Flügelrad angeordnet ist und für eine Wärmeübertragung von einem um dieses Flügelrad fließenden Kühlmittel frei liegt, und daß eine gleitbeweglich in der erwähnten Welle angeordnete Stange vorgesehen ist, die für eine axiale Verschiebung durch Thermostatwirkung ausgeführt ist, wobei diese Stange mit den Ventilatorflügeln verbunden ist und zwecks übertragung einer Antriebskraft von der Riemenscheibe oder dergleichen auf diese eine Kupplung betätigt, so daß der Ventilator nur dann wirksam ist, wenn die Stange durch den Thermostat verschoben ist.

Gemäß einem bevorzugten Merkmal der Erfindung sind die festen Drallflügel auf einer Nabe angebracht, welche relativ zur Riemenscheibe oder dergleichen gelagert ist, und daß eine Reibungskupplung dazwischen angeordnet ist, die einen Satz Platten aufweist, welche im Antriebsübertragungsverhältnis durch die verschobene Stange zusammengehalten sind und welche nach dem Kühlen des Thermostats und nach einer axialen Zurückführung der stange gegenüber der Antriebsübertragung federentlastet sind.

Wachszellenthermostate sind an sicn bekannt und enthalten eine Kapsel, die bei Anwendung der vorliegenden Erfindung in einer Stellung im Wasserweg gesichert ist, beispielsweise in der Endfläche des Wasserpumpen-Flügelrades; außerdem enthält der Thermostat einen Stiel bzw. einen Stößel, der in axialer Richtung durch die Zelle verschoben wird, wenn die Umgebungstemperatur ansteigt. Derartige Zellen können relativ feinfühlig über verhältnismäßig enge Bereiche sein und sprechen auf ein Ansteigen beim Volumen des Zelleninhalts (gewöhnlich ein Wachs) an, wenn eine Phasenänderung vom festen Zustand in den flüssigen

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Zustand des Wachses auftritt. Daher wird der Stößel beim oder im Bereich des Schmelzpunktes oder der Schmelzzone des Wachses verschoben.

Wo die Zelle derart ausgebildet ist, daß eine Stößelverschiebung über einen Temperaturbereich vorgesehen ist, der nicht genau dem erforderlichen entspricht, dort kann eine Einrichtung für eine Verlustbewegung vorgesehen sein.

Im folgenden sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen

Fig.1 eine seitliche Schnittansicht eines ersten ( Ausführungsbeispieles der Erfindung (entlang der Linie 1-1 in Fig.2); '

Fig.2 eine Frontansicht (im kleineren Maßstab), bei der Teile weggelassen und herausgebrochen sind;

Fig.3 eine Teilschnittansicht (von der Seite) entlang der Linie 3-3 in Fig.2;

Fig.¹! eine im wesentlichen der Fig.l ähnliche

Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles der Erfindung.

Bei einem ersten Aüsführungsbeispiel der Erfindung ist eine Ventilatornabe 10 durch Nadelrollen 12 auf einer fest angeordneten Nabe 14 gelagert, die ihrerseits einen Teil eines Antriebselements 16 bildet, welches eine Riemenscheibe l8 oder ein Kettenrad enthält, durch die bzw. durch das eine Antriebskraft auf die Naben übertragen wird und außerdem auf den Ventilator übertragen werden kann. Zwischen der Ventilatornabe und der Riemenscheibe oder dergleichen

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ist eine Kupplung wirksam. Wenn daher die Kupplung gelöst bzw. ausgerückt ist, so kann die befestigte Nabe mit der Riemenscheibe rotieren und der Ventilator frei laufen oder der Ventilator kann sich durch den Luftdruck nach Art einer Windmühle drehen, jedoch ohne bei seiner Rotation Kraft zu absorbieren. Teile der beiden Ventilatorflügel sind mit 20 bezeichnet und an der Nabe 10 befestigt.

Die Kupplung enthält eine angetriebene Platte 22, die mit der Ventilatornabe verkeilt oder versplintet ist und sich lose, sandwichartig zwischen zwei Priktionsplatten bzw. Reibplatten 24, 26 befindet, welche wirklich ringförmig sein können oder Umfangsansätze aufweisen, die mit sich in axialer Richtung erstreckenden Schlitzen eines Ringes in Eingriff sind, der fest mit der Riemenscheibe oder dergleichen verbunden ist, so daß sie mit der Riemenscheibe oder dergleichen zu jeder Zeit rotieren können. In Fig.2 sind diese Platten und ihre Ansätze 2β veranschaulicht.

Auf der einen Seite des Plattensatzes ist lose an der Nabe ein Ring 32 angebracht, der an seinem Rand mit der Riemenscheibe oder dergleichen verbolzt ist und einen Anschlag für den Plattensatz bildet. Auf der anderen Seite des Plattensatzes befindet sich eine ebenfalls ringförmige Kupplungs-Druckplatte 3¹I, die - wenn sie verschoben wird den Scheibensatz fest zusammen und gegen den Ring halten kann, so daß die Antriebskraft auf die Ventilatornabe übertragen wird.

Zwischen der Kupplungsdruckplatte y\ und dem Antriebselement 16 ist ein Querglied 36 angeordnet, das sich durch eine Durchmesserbohrung der festen Nabe erstreckt. '■

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An der Riemenscheibe oder dergleichen ist eine Antriebswelle 40 befestigt, die in einem Gehäuse 42 gelagert ist und an dem der festen Nabe gegenüberliegenden Ende ein Wasserpumpen-Flügelrad 44 trägt, das koaxial zur festen Nabe liegt. In der Fläche des Flügelrades, die Kühlwasser (oder anderem Kühlmittel) ausgesetzt ist, befindet sich eine Thermostatzelle 46, und"ein Stiel 48 der letzteren ragt innerhalb einer koaxialen Bohrung in die Antriebswelle hinein. In dieser Bohrung befindet sich eine Stange 50, die aus zwei Teilen hergestellt ist, die durch eine Schraubenfeder 52 getrennt sind. Der Stiel liegt an der Stange an und die Stange am Querglied, so daß eine Expansion des Zelleninhalts die Stange verschiebt, wodurch ein Druck auf den Plattensatz ausgeübt wird.

Um ein Ausrücken bzw. Entkuppeln des Antriebes nach dem Kühlen zu gewährleisten, weist die Druckplatte 34 eine Anzahl von Umfangsansätzen 54 auf, die an Auswerf- bzw. Abdrückfedern 56 anliegen, welche eingeschlossen zwischen diesen Ansätzen und dem erwähnten Ring angeordnet sind. Diese Federn werden während der Antriebsübertragung zusammengepreßt und dehnen sich aus, wenn der Thermostatdruck gelockert ist, wodurch der Plattensätz vom Druck befreit wird.

■ ■ -. ^

Bei exnem zweiten Ausführungsbeispiel (vgl. Fig.4) ist die Anordnung im wesentlichen gleich, mit Ausnahme der Stange 50, die einstückig ausgeführt ist und der Lagerung der Ventilatornabe, die auf einer Zwischenhülse 60 gelagert ist, welche sich axial verschiebbar auf der festen Nabe l4 befindet. Die Hülse enthält eine MIttel.-'*" schraube 62, die in Richtung auf die Stange und von der Stange weg einstellbar ist, wodurch es ermöglicht wird, die Temperatur, bei der der Kupplungsantrieb beginnt, den gegebenen Erfordernissen entsprechend zu justieren, wobei

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der Raum zwischen der Schraube und der Stange (in der Extremstellung) einen Bewegungsverlust vor der Operation darstellt.

Ferner ist eine gewölbte Membrane oder Bell-Ville-Typ-Feder 66 an ihrem inneren Umfang mit der Zwischenhülse 60 in Eingriff; sie ist an ihrem äußeren Umfang mit der Druckplatte 3²I in Berührung. Wenn daher durch die Zellenexpansion eine Stangenbewegung (in axialer Richtung) die Stange und die Schraube in Anlage bringt, so verschiebt eine fortgesetzte axiale Bewegung das Federzentrum und setzt den Plattensatz unter Druck. Diese Membranfeder dient zum Zurückziehen der Anordnung, wenn eine Kühlung erfolgt, so daß die separaten Abdrückfedern entfallen können.

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Claims

Patentansprüche

1.)Kühlventilator für eine Verbrennungskraftmaschine, — dadurch gekennzeichnet, daß ein Element vorgesehen ist, das einen Satz Ventilatorflügel enthält und in der Nähe einer Riemensahelbe oder dergleichen zur Übertragung einer 'Antriebskraft-' angeordnet ist, daß ferner ein Pumpenflügelrad auf einer Antriebswelle angebracht ist, die mit der Riemenscheibe oder dergleichen fest verbunden ist, daß weiterhin ein Wachszellenthermostat vorhanden ist, der in dem Flügelrad angeordnet ist und für eine Wärmeübertragung von einem um dieses Flügelrad fliessenden Kühlmittel frei liegt, und daß eine gleitbeweglich in der erwähnten Welle angeordnete Stange vorgesehen ist, die für eine axiale Verschiebung durch Thermostatwirkung ausgeführt ist, wobei diese Stange mit den Ventilatorflügeln verbunden ist und zwecks Übertragung einer Antriebskraft von der Riemenscheibe oder dergleichen auf diese eine Kupplung betätigt, so daß der Ventilator nur dann wirksam ist, wenn die Stange durch den Thermostat verschoben ist.

2. Kühlventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß feste Drallflügel auf einer Nabe angebracht sind, welche relativ zur Riemenscheibe oder dergleichen gelagert ist, und daß eine Reibungskupplung dazwischen angeordnet ist, die einen Satz Platten aufweist, welche im Antriebs-übertragungsverhältnis durch die verschobene Stange zusammengehalten sind und welche nach dem Kühlen des Thermostats und nach einer axialen Zurückführung der Stange gegenüber der Antriebsübertragung federentlastet sind.

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3. Kühlventilator nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zelle und der Kupplung eine Einrichtung für eine Verlustbewegung vorgesehen ist. .

M. Kühlventilator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung durch die Stange betätigbär ist und Federn rund um den Umfang der Kupplung vorgesehen sind, wodurch eine der Kupplungsplatten entgegen der von der Thermostatzelle bewirkten Stangenverschiebung verschiebbar ist.

5. Kühlventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Stange ein Zwischenelenüshi; verschiebbar ist, so daß dieses über eine Membranfeder auf die erwähnte Kupplung wirkt.

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