[发明专利]风扇驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种风扇驱动装置，用于驱动至少一个叶轮。 

背景技术

用于冷却热交换器的风扇是众所周知的，如冷却剂冷却器，中冷器，油冷器，空调系统用的冷凝器，以及空调系统用的气体冷却器等。这此风扇通过至少一个电驱动单元和/或通过至少一个流体摩擦离合器驱动。 

特别的，风扇用于冷却带有内燃机的汽车的发动机。通常所述风扇位于发动机前端的单独的支承轴颈上。风扇通常由皮带驱动或可以由皮带传动。 

离合装置是已知的，其根据干摩擦原理实现接合或分离。离合装置可以通过气压或电磁实现离合。这些离合装置通常具有一个皮带轮，由此带传动得以驱动。可驱动的皮带轮的轴承通常具有一个非转动的支承轴颈。另外，离合装置通常具有气压或电磁操纵装置。在装配中，离合装置通常首先不带有风扇、特别是叶轮的情况下固定在发动机的前端上，并与皮带传动机构相连。接着再安装风扇、特别是叶轮。 

这种装配顺序在重量很大的离合装置上特别具有优点。 

这种已知的离合装置对传动转速无法进行无级调节。风扇要么以摩擦锁合的方式被直接带动，要么通过轴承的残余阻力矩(Restschleppmoment)保持很低的空转速度。上述风扇无法达到更高的要求，例如，更高的风扇功率、更低的噪音、更高的能量利用率。 

因此，操作过程中如果低怠速不充分，风扇将被激活至最大程度。这将消耗非常大的能量和引起噪音的产生，将对汽车上乘员的行使舒适性产生负面影响。 

另外，按照流体摩擦的原理，可连续调节的风扇驱动装置是众所周知的。在装配前，所述风扇驱动装置连接到风扇上。汽车通常具有一个轴承机构，它特别是预装在发动机的前端上。由皮带驱动的皮带轮，通常位于轴承 机构上。在汽车装配过程中，将可旋转的毂套在通常由风扇和风扇驱动装置组成的预装单元上。由于需安装的元件很重，装配过程通常很艰苦。在按照流体摩擦原理工作的风扇驱动装置上，驱动装置直接通过温度控制，例如通过双金属元件。由于从汽车冷却器流出的冷风的温度被用作控制值，因此双金属控制装置通常布置在风扇驱动装置的旋转端侧。 

除了通过双金属元件对流体摩擦离合器进行控制之外，已知的还有通过电磁对流体摩擦离合器进行控制。在这里使用的是一个非旋转的励磁线圈。与由双金属元件控制的流体摩擦离合器相比，这种非旋转的励磁线圈要求一个另外的轴承。另外，在旋转部件区中的电连接须有支架。 

按照流体摩擦原理工作的风扇驱动装置具有可产生热量的滑转功率。热量使离合部件加热。所产生的转差功率与传递的转矩成正比，与传动转速和输出轴转速之间的差也成正比。风扇驱动装置、特别是流体摩擦离合器，具有不可超过一定温度的部件。这些部件例如为轴承，特别是滚动轴承。为了使所产生的热量从离合器中散发出来，离合器壳体通常具有冷却肋片，用于改善向周围空气的热量传递。这些冷却肋片通常沿径向布置在可旋转的离合器壳体上。 

在一种已知的风扇驱动装置中，流体摩擦离合器的离合器壳体以风扇、特别是叶轮的转动速度旋转。风扇、特别是叶轮的转动速度小于传动转速。当离合器壳体转动时，离心力引起强制对流，它将随离合器壳体的转动速度的平方而增长。在风扇的接通程度较低即输出轴转速较低的情况下，离合器壳体的冷却程度相对较低。在接通程度为30％到70％的情况下，将产生大量的热量。通常当风扇的接通程度为30％到40％时，由于所散发的热能最小，热平衡中的欠量达到最大。 

DE 103 38 432 A1公开了一种特别用于汽车风扇的流体摩擦离合器。流体摩擦离合器在主动件和从动件处于分离状态时，在主动件上具有一个储备室，可大量容纳液压流体。在执行离合器的过程中，液压流体从充液室(Vorratsraum)中流入到离合区域。液压流体至少部分地封闭了在离合器区域的主动件与从动件间的空隙，并传递转矩。从动体具有同心突出部。另外，DE 103 38 432 A1中的离合器装置，具有用于闭合和打开流道的可控 制的装置。在第一位置，装置打开流道使液压流体流入到离合区域，并关闭回流。在第二个位置，该装置关闭流入口，打开回流口。转矩装置基本上包括：一个与控制轴摩擦锁合联接的磁性电枢；一个与驱动轴摩擦锁合联接的U型磁力线导环；一个在壳体中不可转动的线圈。如果线圈被通电，在磁性电枢和磁力线导环之间产生由电流控制的转矩，控制轴相对于驱动轴旋转。电磁控制的转矩和控制装置包括一个不旋转的、通过滚动轴承固定在驱动轴上的线圈部件和与驱动轴一起旋转的调节部件。