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Dokumentenidentifikation DE19732592A1 04.02.1999
Titel Elektromagnetische Spuleneinrichtung
Anmelder BWS Gesellschaft für elektrotechnische Anlagen und Komponenten mbH, 66265 Heusweiler, DE
Erfinder Bierbrauer, Franz-Alois, 66773 Schwalbach, DE
Vertreter Gleiss & Große, Patentanwaltskanzlei, 70469 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 29.07.1997
DE-Aktenzeichen 19732592
Offenlegungstag 04.02.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.02.1999
IPC-Hauptklasse H01F 7/20
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Spuleneinrichtung mit einem wenigstens eine Spulenwicklung umfassenden Spulenkörper. Es ist vorgesehen, daß der Spulenkörper (2) durch mindestens ein im wesentlichen U-förmiges Segment (3) gebildet wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Spuleneinrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Elektromagnetische Spuleneinrichtungen der eingangs genannten Art sind bekannt. Sie weisen einen Spulenkörper auf, der wenigstens eine Spulenwicklung umfaßt. Beispielsweise wird die Spulenwicklung auf den Spulenkörper aufgewickelt, so daß eine zylinderförmige Spuleneinrichtung mit mehreren Spulenwindungen gebildet wird. Eine derartige Spuleneinrichtung kann, um einen Elektromagneten zu realisieren, einen Eisenkern umfassen.

Es hat sich als nachteilig herausgestellt, daß bei zahlreichen Anwendungsfällen der Spuleneinrichtung eine Montage, beispielsweise in einer Maschine, nicht ohne weiteres möglich ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Spuleneinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die diesen Nachteil nicht aufweist.

Diese Aufgabe wird durch eine elektromagnetische Spuleneinrichtung gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Dadurch, daß der Spulenkörper der Spuleneinrichtung durch mindestens ein im wesentlichen U-förmiges Segment gebildet wird, also ein randoffenes Segment vorliegt, ist es möglich, die Spuleneinrichtung an einem Bauteil auch dann anzubringen, wenn dieses bereits in einer Arbeitsmaschine oder dergleichen eingebaut ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Spuleneinrichtung ist vorgesehen, daß der Spulenkörper durch mindestens zwei einen in sich geschlossenen Spulenkörper bildende Segmente realisiert wird, die wenigstens eine Spulenwicklung umfassen. Die zwei U-förmigen Segmente können somit auf einem Kern aufgebracht werden, so daß sie eine zylinderförmige Spuleneinrichtung ergeben. Diese zeichnet sich insbesondere durch eine hohe Feldliniendichte im von der Spule umschlossenen Raum aus. Demnach ist die magnetische Feldstärke im Innern, also im Kern der Spule groß, so daß starke elektromagnetische Kräfte erzeugt werden können.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Spulenwicklung zylinderförmig gewickelt ist. Alternativ kann die Spulenwicklung auch als Spulenpaket gewickelt sein. Dieses kann ringförmig oder oval ausgeführt sein. Es ist ferner vorzugsweise vorgesehen, daß jeder Spulenkörper, also jedes Segment, zumindest eine Spulenwicklung aufweist. Selbstverständlich können in ein Segment mehrere Spulenwicklungen eingebracht werden. Es ist also möglich, in einem Segment mehrere Spulensysteme anzuordnen. Dadurch kann die magnetische Wirkung der Spuleneinrichtung erhöht werden, wodurch stärkere magnetische Kräfte aufgebracht werden können.

Alternativ ist es auch möglich, in den Segmenten Teilwicklungen anzuordnen. Die Anschlüsse der Teilwicklungen werden an Schenkelenden der Segmente herausgeführt, so daß erst beim Zusammensetzen der Segmente eine funktionsfähige Spulenwicklung entsteht.

Bei einer Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, daß die Mittelachse der Spulenwicklung in der Ebene des Spulenkörpers liegt und durch den vom Spulenkörper umschlossenen Raum verläuft. Alternativ kann vorgesehen sein, daß die Mittelachse der Spulenwicklung im wesentlichen senkrecht zur Ebene des Spulenkörpers verläuft. Diese beiden Ausführungsformen zeichnen sich dadurch aus, daß je nach Anforderung ein Magnetfeld erzeugt werden kann, dessen Feldlinien den Spulenkörper entweder in dessen Längsrichtung, also bei einem Ring den von diesem umschlossenen Raum durchsetzen, oder in Richtung der Mittelachse des Rings verlaufen. Dadurch ist es möglich, das Magnetfeld insbesondere in einen im Ring angeordneten magnetisierbaren Kern, beispielsweise Eisenkern, einzuleiten. Gemäß der erstgenannten Anordnung der Spulenwicklung wird insbesondere ein Magnetfeld erzeugt, das auf eine Einrichtung wirkt, die aus der Mitte des Rings verschoben ist. Beispielsweise kann dies eine Hebelanordnung sein, die mit Hilfe der Spuleneinrichtung betätigbar ist.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Spuleneinrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die U-förmigen Segmente an ihren Schenkelenden eine Verbindungseinrichtung zum Koppeln der Segmente aufweisen. Die Segmente können somit um einen Kern angeordnet und anschließend miteinander verbunden werden. Dadurch wird ein stabiler Ring gebildet. Es ist vorzugsweise vorgesehen, daß eine der Verbindungseinrichtungen als Gelenkverbindung ausgebildet ist. Somit läßt sich der Ring aufklappen, wodurch er auf einfache Art und Weise um einen Kern gelegt und zu einem geschlossenen Ring verbunden werden kann. Bevorzugt ist vorgesehen, daß die Segmente an ihren anderen Schenkelenden einen Verbindungsflansch aufweisen, so daß die zugeklappten Segmente, also der Ring, mit Befestigungsmitteln verschlossen werden können. Es ist jedoch auch möglich, anstatt der Gelenkverbindung ebenfalls Verbindungsflansche vorzusehen, so daß die U-förmigen Segmente aufeinandergesetzt und miteinander verschraubbar sind.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, daß mehrere Spulenwicklungen über eine flexible Verbindung miteinander gekoppelt sind, so daß vorzugsweise nur ein Segment eine elektrische Anschlußeinrichtung aufzuweisen braucht.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß die flexible Verbindung durch die Gelenkverbindung gebildet wird. Diese ermöglicht dabei nicht nur die Klappbewegung der Segmente, sondern auch die elektrische Verbindung der Spulenwicklungen der zwei Segmente. Alternativ kann vorgesehen sein, daß die flexible Verbindung durch eine Kabeleinrichtung gebildet wird, die die Gelenkverbindung übergreift. Die Anschlüsse der Spulenwicklungen in einem Segment können dadurch mit dem elektrischen Anschluß der Spulenwicklungen im anderen Segment verbunden werden.

Weitere Ausgestaltungen der elektromagnetischen Spuleneinrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung betrifft ferner eine Verwendung der erfindungsgemäßen elektromagnetischen Spuleneinrichtung als Betätigungseinrichtung für eine einen Flüssigkeitsverbindungskanal öffnende beziehungsweise schließende Ventileinrichtung in einer Flüssigkeitsreibekupplung.

Flüssigkeitsreibekupplungen werden beispielsweise in der Automobiltechnik dazu verwendet, um ein Lüfterrad mit der Antriebs- bzw. Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine zu koppeln. Da ein permanenter Lüfterantrieb nicht notwendig ist, kann mit Hilfe der Flüssigkeitsreibekupplung das Lüfterrad wahlweise von der Kurbelwelle angetrieben werden oder von dieser abgekoppelt sein. Derartige Flüssigkeitsreibekupplungen weisen eine auf der Kurbelwelle angebrachte Antriebsscheibe auf, die in einem zwei Kammern umfassenden Gehäuse in einer Kammer angeordnet ist. Die beiden Kammern sind über einen Flüssigkeitsverbindungskanal miteinander gekoppelt. Dieser ist mit einer Ventileinrichtung verschließbar. Die Ventileinrichtung wird mit der elektromagnetischen Spuleneinrichtung betätigt.

Die Flüssigkeitsreibekupplung beziehungsweise die Antriebsscheibe sind mittels eines Flansches auf der Kurbelwelle befestigt. Die Spuleneinrichtung soll dabei so montiert sein, daß sie den Flansch oder die Kurbelwelle umgreift und daß ein elektromagnetisches Feld zur Betätigung der Ventileinrichtung in die Flüssigkeitsreibekupplung eingeleitet werden kann.

Es hat sich herausgestellt, daß die Montage der Spuleneinrichtung, bedingt durch einen geringen Einbauraum zwischen Motorblock und einem Kühlerhäufig problematisch beziehungsweise sehr aufwendig ist.

Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Spuleneinrichtung können jedoch in vorteilhafter Weise die Flüssigkeitsreibekupplung auf der Kurbelwelle montiert und anschließend die Spuleneinrichtung einfach eingebaut werden.

Die Erfindung wird anhand einer Ausführungsbeispiele wiedergebenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer elektromagnetischen Spuleneinrichtung,

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Spuleneinrichtung,

Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Spuleneinrichtung,

Fig. 4 eine Schnittansicht der Spuleneinrichtung gemäß Fig. 3,

Fig. 5 ein viertes Ausführungsbeispiel einer elektromagnetischen Spuleneinrichtung,

Fig. 6 eine Schnittansicht der Spuleneinrichtung gemäß Fig. 5,

Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel einer Spuleneinrichtung mit zwei U-förmigen Spulenkörpern,

Fig. 8 ein zweites Ausführungsbeispiel der Spuleneinrichtung mit zwei U-förmigen Spulenkörpern,

Fig. 9 ein Verwendungsbeispiel einer Spuleneinrichtung für ein erstes Ausführungsbeispiel einer Flüssigkeitsreibekupplung und

Fig. 10 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Flüssigkeitsreibekupplung.

Fig. 1 zeigt eine elektromagnetische Spuleneinrichtung 1, die als Spulenkörper 2 ein im wesentlichen U-förmiges Segment 3, Spulenwicklungen 4 und eine elektrische Anschlußeinrichtung 5 umfaßt.

Das Segment 3 weist zwei im wesentlichen U-förmige Schenkel 6, 7 sowie eine Basis 8 auf, das heißt, das Segment 3 ist randoffen ausgeführt. Die Schenkel 6 und 7 und die Basis 8 weisen je zwei Spulenwicklungen 4 auf, wobei es selbstverständlich auch möglich ist, eine davon abweichende Anzahl von Spulenwicklungen vorzusehen. Selbstverständlich können die Spulenwicklungen 4 um einen Eisenkern gewickelt beziehungsweise angeordnet sein.

Die hier zylinderförmigen Spulenwicklungen 4 weisen eine Mittelachse 9 auf, die sich senkrecht zur Zeichnungsebene erstreckt. Die Mittelachsen 9 verlaufen mithin im wesentlichen rechtwinklig zu einer Ebene des Spulenkörpers 2, die hier mit der Zeichnungsebene zusammenfällt.

Elektrische Anschlüsse (nicht dargestellt) der Spulenwicklungen 4 sind im Segment 3 zur Anschlußeinrichtung 5 geführt. Alternativ kann vorgesehen sein, daß die einzelnen Spulenwicklungen parallel oder in Reihe zueinander geschaltet sind, so daß lediglich zwei Anschlüsse zur Anschlußeinrichtung 5 geführt sind. Die Anschlußeinrichtung 5 kann als elektrische Steckereinrichtung ausgeführt sein, die zum Anschluß an eine hier nicht dargestellte Versorgungseinrichtung, beispielsweise eine elektronische Ansteuerschaltung, dient.

Bei einer elektrischen Ansteuerung der Spulenwicklungen 4 entsteht an jeder Spulenwicklung 4 ein Magnetfeld, dessen Feldlinien im Innern der Spulenwicklung 4 im wesentlichen parallel zur Mittelachse 9 verlaufen. Dadurch wird auch in einem von dem Segment 3 teilweise umschlossenen Raum 10 ein Magnetfeld erzeugt, dessen Feldlinien die Ebene des Segments 3 im wesentlichen senkrecht durchsetzen. Die Richtung der Feldlinien hängt dabei von der Polarität der Ansteuerspannung ab. Sind die Anschlüsse der einzelnen Spulenwicklungen 4 jeweils gesondert zu der Anschlußeinrichtung 5 geführt, kann jede einzelne Spulenwicklung separat angesteuert werden. Es können also wahlweise eine einzelne Spulenwicklung oder mehrere an eine elektrische Spannung angeschlossen werden. Es ist selbstverständlich auch möglich, die einzelnen Spulenwicklungen 4 zeitversetzt anzusteuern.

Die in Fig. 2 dargestellte elektromagnetische Spuleneinrichtung 1 unterscheidet sich gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 lediglich dadurch, daß die Mittelachsen 9 der Spulenwicklungen 4 im wesentlichen in der Ebene des Segments 3 liegen. Diese fällt, wie bereits erwähnt, mit der Zeichnungsebene zusammen. Ohne weiteres ist es ersichtlich, daß die Spulenwicklungen 4 einen Kern, insbesondere Eisenkern K, aufweisen und auch als zylinderförmige Spulen herumgeführt sind. Im übrigen sind gleiche Teile wie in Fig. 1 mit denselben Bezugszeichen versehen, insofern wird auf die entsprechenden Beschreibungsteile verwiesen.

Es bildet sich bei einer Ansteuerung der Spulenwicklungen 4 ein Magnetfeld aus, dessen Feldlinien den Raum 10 zumindest bereichsweise parallel zur Zeichnungsebene durchsetzen.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Spuleneinrichtung 1 dargestellt, wobei im folgenden lediglich auf Unterschiede zu den vorherigen Ausführungsbeispielen eingegangen wird. Gleiche Teile - wie in den Fig. 1 und 2 - sind mit denselben Bezugszeichen versehen, so daß auf deren nochmalige Beschreibung verzichtet wird.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 weist lediglich eine einzige Spulenwicklung 4 auf, die hier als Spulenpaket ausgeführt ist. Die Mittelachse 9 der Spulenwicklung 4 fällt hier mit einer Symmetrieachse S des Segments 3 zusammen und liegt in dessen Ebene. Wird die Spulenwicklung 4 mit einer Spannungsversorgung verbunden, bildet sich ein Magnetfeld aus, dessen Feldlinien im Raum 10 im wesentlichen parallel zur Zeichnungsebene verlaufen, wie dies durch Pfeile 11 angedeutet ist.

In Fig. 4 ist die Spuleneinrichtung 1 in einem Schnitt dargestellt, und zwar bevor der Spulenkörper 2 in die in Fig. 3 dargestellte U-Form gebracht wurde. Die Verformung des Spulenkörpers ist beispielsweise dadurch möglich, daß das Material des Spulenkörpers 2 aus einem verformbaren Kunststoff besteht. Diese Ausgestaltung der Spuleneinrichtung 1 ist besonders günstig herstellbar, da lediglich eine Spulenwicklung 4 verwendet wird. Darüber hinaus läßt sich durch die flexible Ausgestaltung des Spulenkörpers 2 die Spuleneinrichtung 1 an eine gegebene Umfangskontur eines Bauteils (nicht dargestellt), beispielsweise einen Eisenkern, anpassen. Der Raum 10 kann also variiert werden.

In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel in Seitenansicht dargestellt, das sich gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 lediglich dadurch unterscheidet, daß mehrere als Spulenpaket ausgebildete Spulenwicklungen 4 vorgesehen sind, deren Kontur an die Form des Spulenkörpers angepaßt ist. Es liegen hier also - in Seitenansicht - kreissegmentartig ausgebildete Spulenwicklungen vor. Im übrigen sind gleiche Teile - wie in Fig. 3 - mit denselben Bezugszeichen versehen, so daß auf deren Beschreibung anhand von Fig. 3 verwiesen wird. Für die Ausbildung des Magnetfelds im Raum 10 gilt das zu Fig. 3 Gesagte. Die Spulenwicklungen 4 sind entweder in Reihe oder parallel geschaltet; alternativ kann jeder Spulenanschluß zur Anschlußeinrichtung 5 geführt sein.

Fig. 6 zeigt in einem Schnitt einen Ausschnitt der Spuleneinrichtung 1 gemäß Fig. 5, wobei das Segment 3 die U-Form noch nicht aufweist. Das Segment 3 beziehungsweise der Spulenkörper 2 besteht also auch aus einem flexiblen Material, das, nachdem die Spulenwicklungen 4 eingebracht wurden, in die gewünschte Form bringbar ist.

In Fig. 7 ist eine elektromagnetische Spuleneinrichtung 1' dargestellt, die aus zwei einen Ring bildenden Segmenten 3 und 3' besteht. Die Segmente 3, 3' weisen Spulenwicklungen 4 auf, die - wie in Fig. 1 - als Zylinderspulen ausgeführt sind. Die Segmente 3, 3' bilden somit Spulenkörper 2 und 2'. Das Segment 3 weist eine Anschlußeinrichtung 5 auf.

Zur Kopplung der Segmente 3, 3' sind ihren Schenkelenden 12, 13, 14, 15 Verbindungseinrichtungen 16 beziehungsweise 16' zugeordnet. Die erste Verbindungseinrichtung 16 ist als Gelenkverbindung realisiert, so daß die beiden Segmente 3 und 3' gegeneinander verschwenkt werden können. Die Spuleneinrichtung 1' kann daher auf- beziehungsweise zugeklappt werden. Die zweite Verbindungseinrichtung 16' wird durch zwei Verbindungsflansche 17 und 18 realisiert, wobei der Verbindungsflansch 17 dem Schenkelende 12 und der Verbindungsflansch 18 dem Schenkelende 13 zugeordnet ist. Die Verbindungsflansche 17 und 18 weisen eine Öffnung auf, so daß sie mit einem beispielsweise als Schraubverbindung ausgebildeten Befestigungsmittel 19 zusammengehalten werden können. Es ist also ein klappbarer Ring realisiert, der in geschlossener Stellung fixiert werden kann.

Die elektrischen Anschlüsse der Spulenwicklungen 4 sind an der Anschlußeinrichtung 5 zusammengeführt, wobei die Spulenwicklungen 4 des Segments 3' über eine flexible Verbindung 16a über die Verbindungseinrichtung 16 zur Anschlußeinrichtung 5 geführt sind. Die flexible Verbindung 16a ist hier als Kabeleinrichtung ausgelegt, die beim Aufklappen der Spuleneinrichtung 1' bewegt und verformt werden kann. Der elektrische Anschluß der Spulenwicklungen 4wird daher nicht beeinträchtigt. Alternativ ist es auch möglich, die Verbindungseinrichtung 16, also die Gelenkverbindung, als flexible Verbindung 16a zu verwenden. Die Gelenkverbindung ist dann vorzugsweise bereichsweise aus leitendem Material gefertigt. Damit können die Anschlüsse der Spulenwicklungen 4 des Segments 3' zur Anschlußeinrichtung 5 geführt werden.

Die Ausbildung des Magnetfelds bei einer Spannungsversorgung der Spulenwicklungen 4 wird hier nicht im einzelnen erläutert, es wird hierzu auf die Beschreibung zu Fig. 1 verwiesen.

In Fig. 8 ist eine abgewandelte Variante der elektromagnetischen Spuleneinrichtung 1' gemäß Fig. 7 dargestellt. Im folgenden wird nur auf Unterschiede gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 eingegangen. Die Spulenwicklungen 4 sind hier derart in die Segmente 3 beziehungsweise 3' eingebracht, daß ihre Mittelachsen 9 mit einer Ebene des Spulenkörpers 2 beziehungsweise 2' zusammenfallen. Mithin wird ein Magnetfeld bei einer Ansteuerung der Spulenwicklungen 4 erzeugt, wie es bereits im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben wurde. Insofern wird auf die Beschreibung zu dieser Figur verwiesen.

In Fig. 9 ist eine Flüssigkeitsreibekupplung 20 dargestellt, die ein Gehäuse 21 aufweist. In diesem ist eine Trennwand 22 vorgesehen, die das Gehäuse in eine Vorratskammer 23 und eine Arbeitskammer 24 unterteilt. In die Vorratskammer 23 ist ein Medium, beispielsweise Hydrauliköl, eingebracht. Die Trennwand 22 weist einen Flüssigkeitsverbindungskanal 25 auf, der mittels einer Ventileinrichtung 26geöffnet und verschlossen werden kann. Die Ventileinrichtung 26 umfaßt einen Ventilsitz 27 sowie einen beweglichen Ventilkörper 28. Der Ventilkörper 28 wird durch einen Ventilhebel 29 gebildet, der in einer Aufnahme 30 schwenkbeweglich gelagert ist. Der Ventilhebel 29 weist eine magnetische Einrichtung 31, insbesondere einen Permanentmagneten auf.

In der Arbeitskammer 24 ist eine Antriebsscheibe 32 angeordnet, die mit einem Flansch 33 an einer Antriebswelle 34, insbesondere einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine, befestigt ist. Der Flansch 33 trägt also die Antriebsscheibe 32 und weist in einem Bereich mit größerem Außendurchmesser vorzugsweise eine Mehrkantanordnung 35 auf, so daß er auf ein Gewinde der Antriebswelle 34 aufgeschraubt werden kann. Ferner weist der Flansch 33 eine Lagereinrichtung 36 auf, mit Hilfe derer das Lüfterschaufeln 37 umfassende Gehäuse 21 gegenüber dem Flansch 33 drehbar gelagert ist.

Ohne weiteres ist ersichtlich, daß eine elektromagnetische Spuleneinrichtung 1 mit Hilfe eines Befestigungsflansches 38 an einem Motorgehäuse 39 angebracht ist. Die Spuleneinrichtung 1 ist dabei so angeordnet, daß sie die Mehrkantanordnung 35 des Flansches 33 umgreift. Eine wie eben beschriebene Befestigung der Flüssigkeitsreibekupplung 20 und der Spuleneinrichtung 1 ist jedoch nur möglich, wenn zunächst der Flansch 33 auf die Antriebswelle 34 aufgeschraubt wird. Anschließend wird die Spuleneinrichtung 1 über den Flansch 33 geschoben, was entweder unter Verwendung der U-förmig ausgestalteten Spuleneinrichtung 1 gemäß den Fig. 2, 3, 5 oder mit der klappbaren Variante (Spuleneinrichtung 1') gemäß Fig. 8 möglich ist.

Es ist ersichtlich, daß lediglich ein geringer Einbauraum zwischen der Flüssigkeitsreibekupplung 20 und dem Motorgehäuse 39 vorhanden ist, in dem zusätzlich auch noch eine Riemenscheibe 40, beispielsweise zum Antrieb einer Wasserpumpe, einer Lichtmaschine und anderer Verbraucher, angeordnet ist. Der geringe Einbauraum resultiert auch daraus, daß in den meisten Fällen unmittelbar vor dem Gehäuse 21 ein Fahrzeugkühler angeordnet ist. Eine Montage der Spuleneinrichtung, wie sie im Stand der Technik bekannt ist, ist bei einer derartigen Anordnung nicht möglich, da nach Einsetzen einer Spuleneinrichtung ein Anbringen und Befestigen des Flansches 33 ausgeschlossen ist, da diese bekannte Spuleneinrichtung die Mehrkantanordnung 35 verdecken würde. Ein Zugang zum Flansch 33 wäre mithin nicht gegeben. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Spuleneinrichtung wird dieses Problem beseitigt.

Die Funktionsweise der Flüssigkeitsreibekupplung wird im folgenden vereinfacht beschrieben:

Ist die Spuleneinrichtung 1 in einem stromlosen Zustand, wird also kein Magnetfeld erzeugt, befindet sich der Ventilhebel 29 in der in Fig. 9 dargestellten Position. Dies kann dadurch erreicht werden, daß beispielsweise die Trennwand 22 zumindest bereichsweise aus einem magnetisierbaren Material besteht. Die magnetische Einrichtung 31 übt somit eine Anziehungskraft aus, aufgrund derer der Abstand des Ventilhebels 29 zur Trennwand verringert wird. Dadurch wird - wie bereits erwähnt - der Ventilhebel 29 in der dargestellten Position gehalten. Auf diese Weise wird im Betrieb der Brennkraftmaschine bei Ausfall der Spuleneinrichtung beziehungsweise deren Ansteuerschaltung der Flüssigkeitsverbindungskanal 25 geöffnet beziehungsweise aufgehalten. Dadurch kann Öl aus der Vorratskammer in die Arbeitskammer 24 einströmen. Durch die Viskosität des Öls wird ein Drehmoment von der Antriebsscheibe auf das Gehäuse übertragen, so daß permanent ein Luftstrom zur Kühlung des Fahrzeugkühlers erzeugt wird. Diese Fail-Safe-Funktion stellt also eine Sicherheitsfunktion dar, die bei Ausfall der Spuleneinrichtung 1 ein Überhitzen der Brennkraftmaschine verhindert.

Im folgenden wird jedoch von einer einwandfreien Funktionsweise der Gesamtanordnung ausgegangen: Im Stillstand der Brennkraftmaschine ist vorzugsweise auch die Spuleneinrichtung 1 nicht mit einer elektrischen Spannung verbunden. Der Ventilhebel 29 befindet sich somit - aus vorstehend genannten Gründen - in der in Fig. 9 wiedergegebenen Position, der Flüssigkeitsverbindungskanal ist offen. Wird nun die Brennkraftmaschine in Betrieb genommen und ist dabei die Kühlmitteltemperatur ausreichend niedrig, wird die Spuleneinrichtung 1 von der hier nicht dargestellten Ansteuerschaltung mit Spannung beaufschlagt. Folglich wird ein Magnetfeld erzeugt, welches über den Flansch 33 auch gegenüber der magnetischen Einrichtung 31 aufgebaut wird. Die Polarität des Magnetfelds ist dabei so gewählt, daß die magnetische Einrichtung 31 von einer Stirnseite des Flansches weggedrückt wird. Mithin wird auch der Ventilhebel 29 gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt und zwar bis der Ventilkörper 28 auf den Ventilsitz 27 trifft. Der Flüssigkeitsverbindungskanal 25 wird dabei verschlossen, so daß aus der Vorratskammer 23 kein Öl in die Arbeitskammer 24 gelangen kann. Da die Antriebsscheibe 32 direkt von der Antriebswelle 34 angetrieben wird, wird das in der Arbeitskammer 23 vorhandene Öl aufgrund der Zentrifugalkraft über eine hier nicht dargestellte Verbindung in die Vorratskammer 23 gefördert. Die Arbeitskammer 24 wird dadurch nahezu vollständig entleert. Der Flüssigkeitsverbindungskanal 25 bleibt dabei solange verschlossen, bis die Spuleneinrichtung 1 wieder abgeschaltet wird. Dadurch wird auch das Magnetfeld inaktiviert. Dies geschieht, wenn die Kühlmitteltemperatur der Brennkraftmaschine eine zulässige Temperatur übersteigt. Der Flüssigkeitsverbindungskanal 25 wird also wieder geöffnet, wodurch Öl aus der Vorratskammer 23 in die Arbeitskammer 24 strömt. Dadurch wird eine Drehmomentübertragung von der Antriebsscheibe 32 auf das Gehäuse möglich, so daß der Lüfter wieder eingeschaltet ist.

In Fig. 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Flüssigkeitsreibekupplung 20 dargestellt. Im folgenden wird nur auf Unterschiede gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 eingegangen. Im übrigen sind gleiche Teile wie in Fig. 9 mit denselben Bezugszeichen versehen. Insofern kann auf deren Beschreibung verwiesen werden.

Die Flüssigkeitsreibekupplung 20 weist an ihrer Trennwand 22 eine Aufnahme 30 auf, die auf Höhe der Mittelachse 41 der Antriebswelle 34 angeordnet ist. Ein in der Aufnahme gelagerter Ventilhebel 29 wird mithin in zwei Teilbereiche 29a und 29b unterteilt. Der Bereich 29a umfaßt den Ventilkörper 28, der - wie bereits beschrieben - mit dem Ventilsitz 27 zusammenwirkt. Dem Bereich 29b ist die magnetische Einrichtung 31 zugeordnet. Ohne weiteres ist ersichtlich, daß diese im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 aus dem Bereich der Mittelachse 41 verlagert ist. Zur Betätigung des Ventilhebels 29 beziehungsweise der Ventileinrichtung 26 ist es demnach notwendig, ein Magnetfeld nicht im Flansch 33 zu erzeugen, sondern in einem Bereich zwischen dem Gehäuse 21 und der Riemenscheibe 40. Dazu kann beispielsweise eine gegenüber dem Gehäuse 21 feststehende Spuleneinrichtung 1 verwendet werden, wie sie in Fig. 1 und Fig. 7 dargestellt ist. Es wird hier also kein Magnetfeld erzeugt, welches durch den Flansch 33 geleitet werden muß, sondern es wird in einem Luftspalt zwischen der magnetischen Einrichtung 31 und der Spuleneinrichtung übertragen. Bezüglich der Funktion der Flüssigkeitsreibekupplung wird zur Funktionsbeschreibung auf das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 verwiesen.


Anspruch[de]
  1. 1. Elektromagnetische Spuleneinrichtung mit einem wenigstens eine Spulenwicklung umfassenden Spulenkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper (2) durch mindestens ein im wesentlichen U-förmiges Segment (3) gebildet wird.
  2. 2. Elektromagnetische Spuleneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper (2) durch mindestens zwei einen in sich geschlossenen Spulenkörper bildende Segmente (3, 3') realisiert wird, die wenigstens eine Spulenwicklung (4) umfassen.
  3. 3. Elektromagnetische Spuleneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenwicklung (4) zylindrisch gewickelt ist.
  4. 4. Elektromagnetische Spuleneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenwicklung (4) als Spulenpaket gewickelt ist.
  5. 5. Elektromagnetische Spuleneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Spulenkörper (2, 2') zumindest eine Spulenwicklung (4) aufweist.
  6. 6. Elektromagnetische Spuleneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachse (9) der Spulenwicklung (4) im wesentlichen in der Ebene des Spulenkörpers (2) und durch den vom Spulenkörper (2) umschlossenen Raum (10) verläuft.
  7. 7. Elektromagnetische Spuleneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachse (9) der Spulenwicklung (4) im wesentlichen senkrecht zur Ebene des Spulenkörpers (2) verläuft.
  8. 8. Elektromagnetische Spuleneinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die U-förmigen Segmente (3) an ihren Schenkelenden (12, 13, 14, 15) eine Verbindungseinrichtung (16, 16') zum Koppeln der Segmente (3, 3') aufweisen.
  9. 9. Elektromagnetische Spuleneinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung (16) durch eine Gelenkverbindung gebildet ist.
  10. 10. Elektromagnetische Spuleneinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung (16') einen Verbindungsflansch (17, 18) aufweist.
  11. 11. Elektromagnetische Spuleneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Verbindung der Spulenwicklungen (4) des Segments (3') über eine flexible Verbindung (16a) erfolgt.
  12. 12. Elektromagnetische Spuleneinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkverbindung die flexible Verbindung (16a) umfaßt.
  13. 13. Elektromagnetische Spuleneinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Verbindung (16a) durch eine Kabeleinrichtung gebildet wird.
  14. 14. Verwendung einer elektromagnetischen Spuleneinrichtung (1, 1') nach einem der Ansprüche 1 bis 13 als Betätigungseinrichtung für eine einen Flüssigkeitsverbindungskanal (25) öffnende beziehungsweise schließende Ventileinrichtung (26) in einer Flüssigkeitsreibekupplung (20).






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