(57)【要約】  本発明は、冷却システム、特に自動車冷却システムに関するものであって、  −冷却循環を有し、その中で冷却媒体が冷却媒体ポンプによって循環され；その場合に  −冷却手段ポンプまたは他の作業機械が作業機械によってハイドロダイナミックカップリングを介して駆動され、そのハイドロダイナミックカップリングが、互いにトーラス形状の、選択的に作業媒体によって充填可能な作業室を形成する、作業機械によって駆動されるポンプホィールと冷却媒体ポンプを駆動するタービンホィールとを有しており；その場合に  −作業媒体が、冷却媒体であって；  −冷却媒体によって充填される室と、冷却媒体によって充填される室内の冷却媒体レベルの上方の空気室とを有する、補償容器を有している。  本発明は、ハイドロダイナミックカップリングの作業室が、空気を案内する接続を介して常に空気室と接続され、あるいは選択的にそれと接続可能であることを、特徴としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１．１  冷却循環（１）を有し、前記冷却循環内で冷却媒体が冷却媒体ポンプ（２）によって循環され；その場合に
１．２  冷却媒体ポンプ（２）または他の作業機械が駆動機械（３）によってハイドロダイナミックカップリング（４）を介して駆動され、前記ハイドロダイナミックカップリングが、互いに選択的に作業媒体によって充填可能なトーラス形状の作業室（６）を形成する、前記駆動機械（３）によって駆動されるポンプホィール（１９）と冷却媒体ポンプ（２）を駆動するタービンホィール（５）とを有し；その場合に
１．３  前記作業媒体が、冷却媒体であって；
１．４  冷却媒体によって充填可能な室（８）と、前記冷却媒体によって充填可能な室（８）内の冷却媒体レベルの上方の空気室（９）とを備えた補償容器（７）を有する；
冷却システム、特に自動車冷却システムにおいて、
１．５  ハイドロダイナミックカップリング（４）の作業室（６）が、空気を案内する接続（１０）を介して常に空気室（９）と接続されており、あるいはそれと選択的に接続可能であることを特徴とする冷却システム。
【請求項２】
冷却システムが、周囲に対して圧力密に閉鎖された、特に周囲に対して過圧を有する、システムとして形成されていることを特徴とする請求項１に記載の冷却システム。
【請求項３】
空気を案内するシステム（１０）内に、空気を案内する接続（１０）を選択的に中断し、あるいは解放するために、特にルート弁の形式の、遮断弁（１１）が設けられていることを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項４】
ハイドロダイナミックカップリング（４）の作業室（６）が、作業媒体を案内する他の接続（１２）を介して冷却媒体ポンプ（２）の吸込み側（２１）と常に接続されており、あるいは選択的に接続可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項５】
ハイドロダイナミックカップリング（４）の作業室（６）が、作業媒体を案内する他の接続（１３）を介して冷却媒体ポンプ（２）の圧力側（２２）と選択的に接続可能であって、その場合にこの接続が、特に弁（１７）によって、選択的に中断可能であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項６】
ハイドロダイナミックカップリング（４）の作業室（６）が、作業媒体を案内する他の接続（１４）を介して補償容器（７）の冷却媒体によって充填される室（８）と選択的に接続可能であって、その場合にこの接続が、特に弁（８）によって、選択的に中断可能であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項７】
ハイドロダイナミックカップリング（４）の作業室（６）が、供給部（１５）と排出部（１６）を有しており、その場合に供給部（１５）が特に弁（１７、１８）によって遮断可能であって、かつ排出部（１６）が作業媒体を案内する接続（１２、２４）を介して供給部（１５）と接続されているので、排出部（１６）を介して作業室（６）から搬出される作業媒体が、供給部（１５）を介して作業室（６）へ少なくとも部分的に、あるいは完全に再び供給されることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項８】
空気を案内する接続（１０）内に設けられた弁（１１）および／または作業室（６）に接続された、作業媒体を案内する接続（１２、１３、１４）内に設けられた弁（１７、１８）が、作業媒体による作業室（６）の充填度を可変かつ部分充填を含めて調節するために、クロック操作可能であることを特徴とする請求項３から７のいずれか１項に記載の冷却システム。
【請求項９】
ハイドロダイナミックカップリング（４）のタービンホィール（５）が、冷却剤ポンプ（２）の従輪と一体的に形成されており、かつ／またはそれを支持し、かつ特に相対的にポンプホィール（１９）上またはそれを駆動する軸上に軸承されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、詳細には請求項１の前文の特徴に基づく、冷却システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ここで提示される種類の冷却システムは、特に車両ドライブトレインの、駆動エンジンおよび／または他のアグリゲートを冷却するために使用される。それらは、冷却循環を有し、その中で冷却媒体が冷却媒体ポンプによって循環される。冷却媒体は、たとえば水または水混合物である。冷却循環内で循環させることによって、冷却媒体が冷却すべきアグリゲート、特に駆動エンジンへ供給され、そこで逃がすべき熱を吸収して、さらに冷却循環内に設けられている熱伝達体、特に水−空気−熱伝達体へ流れて、そこで吸収した熱を周囲へ放出する。原理的に、冷却媒体によって吸収された熱は、簡単に周囲へ逃がすことはできず、利益をもたらすようにドライブトレイン内ないし車両内で使用され、あるいは出力として回収される。本発明は、上述した種類の各冷却システムにおいて適用することができる。
【０００３】
従来、自動車冷却システム内の冷却媒体ポンプは、車両の駆動エンジンと常に駆動接続されており、従って駆動エンジンの回転数に従って駆動されていたが、近年になって電動機によって駆動される冷却媒体ポンプ、あるいは、駆動エンジンと冷却媒体ポンプの間のドライブ結合内に切替え可能な磁気クラッチが配置されているようなものも、提案されている。さらに、まだ公開されていない独国特許出願１０２００８００３４９７３．９においては、冷却媒体ポンプの従輪をハイドロダイナミックカップリングの二次ホィールと相対回動不能に結合し、かつ同時に冷却媒体のハイドロダイナミックカップリングの駆動媒体として使用することが、提案される。
【０００４】
最後に挙げた実施形態は、冷却媒体ポンプによって吸収された出力を車両内で実際に必要とされる冷却出力に適合させることを可能にし、従って燃料節約をもたらし、さらに、ハイドロダイナミックカップリングの作業媒体が同時に冷却循環の冷却媒体であることによって、かつ駆動機械の冷間始動における冷却媒体ポンプの冷却出力を減少させることによって、暖機運転相を短縮することができるが、駆動機械と冷却媒体ポンプの間のドライブトレイン内に従来のハイドロダイナミックカップリングを使用する場合に、冷却媒体ポンプを部分的に、あるいは完全にオフにするために、ハイドロダイナミックカップリングの作業空間を空にする際に問題が生じていた。すなわち、冷却システムが通常周囲に対して閉鎖された、その中で過圧が生じることができるシステムとして形成されていることに基づいて、作業媒体は、ハイドロダイナミックカップリングの作業室から必ずしも所望の程度では搬出されない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、冒頭で挙げた冷却システムを、ハイドロダイナミックカップリングの作業室をいつでも所望の程度で空にすることができるように、展開することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に基づく課題は、請求項１の特徴を有する冷却システムによって解決される。従属請求項には、本発明の特に好ましい形態が記載されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に基づく、特に自動車冷却システムの形式の、冷却システムは、冷却循環を有し、その中で冷却媒体が冷却媒体ポンプによって循環される。冷却媒体ポンプは、ハイドロダイナミックカップリングを介して、特に同時に自動車を駆動する駆動機械でもある、駆動機械によって駆動される。しかし本発明によれば、その代りに、あるいはそれに加えて、然るべきハイドロダイナミックカップリングを介して、冷却媒体ポンプとしての他の作業機械を駆動することも可能であって、その場合に、以下でさらに詳細に説明する、本発明に基づく形態によって、ハイドロダイナミックカップリングの二次ホィールの回転数を減少させ、特にハイドロダイナミックカップリングの二次ホィールを停止させるために、ハイドロダイナミックカップリングの作業室を確実に空にすることが可能である。
【０００８】
本発明によれば、ハイドロダイナミックカップリングの作業媒体は、同時に冷却循環の冷却媒体である。さらに、補償容器が設けられており、その補償容器は、冷却媒体で満たされた室と、冷却媒体で満たされた室内の冷却媒体レベルの上方の空気室とを有している。それぞれ冷却システム内の圧力状態に従って、ないしは全冷却循環内の冷却媒体の温度に従って、補償容器内の冷却媒体レベルが上昇あるいは低下され、それに応じて冷却媒体レベルの上方の空気室が減少または増大する。
【０００９】
本発明によれば、ハイドロダイナミックカップリングの作業室は、空気を案内する接続を介して補償容器内の空気室と常に接続されており、あるいは選択的に補償容器内の空気室と接続可能である。従って望ましい場合に、「空気クッション」、すなわち補償容器の空気室からの空気がハイドロダイナミックカップリングの作業室内へ流入し、ハイドロダイナミックカップリングの作業室から流出する作業媒体に代ることが、可能である。作業室からの作業媒体の流出が増大し、それに伴って作業媒体の充填度が減少するにつれて、ハイドロダイナミックカップリングのポンプホィールとタービンホィールの間、およびそれに伴って作業機械の速度とハイドロダイナミックカップリングを介して駆動される作業機械、特に冷却媒体ポンプの速度との間のスリップが増大する。
【００１０】
特に、冷却システムは、周囲に対して圧力密に閉鎖されたシステムとして形成されており、その中で恒久的に、あるいは所定の周辺条件、特に冷却媒体の温度に従って、周囲に対する過圧が支配する。
【００１１】
空気を案内する接続（これを介して作業室が補償容器内の空気室と接続されている）内に、本発明の実施形態によれば、この空気を案内する接続を選択的に中断し、かつ解放するために、特にルート弁、たとえばルートスライダの形式の遮断弁が設けられている。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態によれば、ハイドロダイナミックカップリングの作業室は、作業媒体を案内する他の接続を介して冷却媒体ポンプの吸込み側と常に接続され、あるいは選択的に接続可能である。作業媒体を案内する、選択的に接続可能な接続が設けられている場合に、その接続を第１の切替え状態において解放し、かつ第２の切替え状態においては中断するために、その接続内に弁、特にルート弁を設けることもできる。
【００１３】
それに加えて、あるいはその代りに、ハイドロダイナミックカップリングの作業室が、作業媒体を案内する他の接続を介して冷却媒体ポンプの圧力側と選択的に接続可能であって、その場合にこの接続は、ハイドロダイナミックカップリングをオフにし、ないしは作業室を部分的に空にすることによってハイドロダイナミックカップリングのスリップを増大させるために、特にここでも弁、たとえばルート弁を介して選択的に中断することができる。
【００１４】
さらに代替的に、あるいは付加的に、ハイドロダイナミックカップリングの作業室が、作業媒体を案内する他の接続を介して、補償容器の冷却媒体で満たされた室と選択的に接続可能であって、その場合にこの接続も、特に弁、たとえばルート弁を用いて、選択的に中断可能である。
【００１５】
上述した作業媒体を案内する接続の１つまたは複数を有することができる、好ましい実施形態によれば、ハイドロダイナミックカップリングの作業室は、供給部と排出部を有しており、その場合に少なくとも供給部は、特に弁、たとえばルート弁によって遮断可能であり、かつ排出部は作業媒体を案内する接続を介して供給部と接続されているので、排出部を介して作業室から搬出された作業媒体は少なくとも部分的に、もちろん供給部が遮断されていないことを前提として、供給部を介して作業室へ再び供給される。
【００１６】
空気を案内する接続内に設けられている弁および／または上述した作業媒体を案内する接続の１つに設けられている弁は、作業媒体による作業室の充填度を可変かつ部分充填を含めて調節するために、クロック操作可能とすることができる。この種の調節可能性は、作業室が単純に充填および空にすることができるだけでなく、最小の充填度と最大の充填度の間で他の種々の充填度が調節可能であることを、意味している。それに加えて、あるいはその代りに、作業室内へおよび／または作業室からの作業媒体流をより多く、あるいはより少なく絞ることによって充填度を変化させるために、圧力制御弁を使用することができる。たとえば、ハイドロダイナミックカップリングへの供給部内に開閉弁を、そしてハイドロダイナミックカップリングの排出部内に開ループ制御または閉ループ制御弁を配置することができる。
【００１７】
ハイドロダイナミックカップリングの排出部は、作業室の径方向外周から、作業室内に常に残留作業媒体流が残るような間隔で接続することができる。
【００１８】
空気を案内する接続内に設けられている弁と、上述した作業媒体を案内する接続の１つに設けられている弁は、共通の弁に、特に適切な数の接続端を有するルート弁に、合体することができる。
【００１９】
ハイドロダイナミックカップリングのタービンホィールは、冷却媒体ポンプの従輪と一体的に形成することができ、かつ／または冷却媒体ポンプの従輪を支持することができる。
【００２０】
以下、実施例を用いて本発明を例で説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施例の図式的な表示である。
【図２】第２の実施例の図式的な表示である。
【図３】第３の実施例の図式的な表示である。
【図４】第４の実施例の図式的な表示である。
【図５】第５の実施例の図式的な表示である。
【図６】第６の実施例の図式的な表示である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１から６のすべての表示において、冷却循環１を有する冷却システムが図式的に示されており、それにおいて冷却媒体ポンプ２がハイドロダイナミックカップリング４を介して駆動機械３によって駆動され、その場合に、作業室６内の作業媒体循環流によってポンプホィール１９によりハイドロダイナミック駆動される、ハイドロダイナミックカップリング４のタービンホィール５が、冷却媒体ポンプ２の従輪と一体的に形成されている。冷却媒体を用いて駆動機械３が冷却され、かつ熱が冷却媒体から熱交換器２０によって周囲へ放出される。冷却媒体は、同時にハイドロダイナミックカップリング４の作業媒体である。
【００２３】
冷却媒体ポンプ２は、吸込み側２１から圧力側２２へ冷却媒体をくみ上げる。図１から４の実施形態によれば、補償容器７が冷却媒体を案内する／作業媒体を案内するように吸込み側２１に接続されている。それに対して図５と６の実施形態においては、補償容器７は作業媒体を案内するように圧力側２２に接続されている。接続のこの種類は絶対的ではなく、同様に相互に交換することもできる。さらに、他の接続点も考えられる。
【００２４】
補償容器７は、空気室９と、冷却媒体レベルを表すシンボルで示されるように、冷却媒体によって充填された室８とを有している。ここではさらに、空気室９の領域内で補償容器７に過圧弁が示唆されている。
【００２５】
すべての実施形態において、空気室９が空気を案内する接続１０を介してハイドロダイナミックカップリング４の作業室６と常に、あるいは選択的に接続されている。図１に示す実施形態においては、たとえば恒常的な接続が設けられており、その場合に、破線で示唆するように、ここでは空気を案内する接続１０を遮断するための弁１１を設けることもできる。同様なことが、図２についても言える。
【００２６】
それに対して図３から６に示す実施形態においては、空気を案内する接続１０内に２／２ルート弁（図４）か、あるいは３／２ルート弁（図３、５、６）が設けられており、後者は、ハイドロダイナミックカップリング４の作業室６を選択的に、補償容器７内の空気と、あるいは補償容器７内の冷却媒体と、あるいは冷却媒体ポンプ２の吸込み側２１と接続するために、設けられている。図示されていないが、代替的に、たとえば図５に示す補償容器７を介して圧力側２２と間接的に接続する代りに、冷却媒体ポンプ２の圧力側２２と接続することも可能である。
【００２７】
図示の実施例において空気を案内する接続１０を遮断するための用いられるすべての弁は、参照符号１１で示されている。それらがさらに、付加的に作業媒体を案内する接続を中断するために用いられる場合に、これらの弁は、それぞれそれらが冷却媒体ポンプ２の吸込み側２１と作業室６との作業媒体を案内する接続１２内に配置されているか−その場合にはそれらは付加的に参照符号２３で示されている（図３と６を参照）−、あるいは冷却媒体で満たされた、補償容器７の室８と作業室６との作業媒体を案内する接続１４内に配置されているか−その場合にそれは、参照符号１８で示されている（図５を参照）−に従って、他の参照符号で示されている。
【００２８】
図示の実施例の各々において、ハイドロダイナミックカップリング４の作業室６は、供給部１５と排出部１６を有している。排出部１６は、冷却媒体ポンプ２を駆動するためにハイドロダイナミックカップリング４を駆動する場合および／またはポンプホィール１９とタービンホィール５の間のスリップを増大させるために作業室６を空にする場合、ないしはハイドロダイナミックカップリング４をオフにする場合に、作業室６から作業媒体を搬出するために用いられる。供給部１５は、同様に、ハイドロダイナミックカップリング４を駆動する場合および／またはハイドロダイナミックカップリング４をオンにする場合ないし上述したスリップを減少させる場合に、作業室６内へ作業媒体を供給するために用いられる。
【００２９】
排出部１６内に、逆止め弁を配置することができ、その逆止め弁は、たとえば図２、５および６で示唆されているように、排出部１６を介して作業媒体がハイドロダイナミックカップリング４の作業室６内へ逆流するのを阻止する。しかし、この逆止め弁は、単なるオプションである。
【００３０】
供給部１５は、冷却媒体ポンプ２の圧力側２２と作業媒体を案内するように接続することができ（図１を参照）、その場合にここではこの作業媒体を案内する接続１３は、２／２ルート弁として形成されている弁１７を用いて、選択的に上述した目的のために中断可能であり、あるいは作業媒体を案内する接続１４を介して補償容器７の冷却媒体で充填された室８と作業媒体を案内するように接続することができ、その場合にこの接続は、上述した目的のための弁１８によって選択的に中断可能である。図２に示す実施形態によれば、この弁１８は、図４に示す実施形態におけるのと同様に、２／２ルート弁として形成されている。見ての通り、図４によればさらに、空気を案内する接続１０と作業媒体を案内する接続１４が、作業媒体を案内する接続１４の、弁１８が配置されている領域の後方で、共通の導管として案内されている。導管の共通に案内されるこの部分内へ空気が流入するのを阻止するために、空気を案内する接続１０の弁１１が弁１８に対して並列に、かつ空気を案内する接続１０が共通の導管内へ連通する前に、配置されている。
【００３１】
図示のように、図３と６によれば、作業室６への供給部１５は、作業媒体を案内する接続１２を介して冷却媒体ポンプ２の吸込み側２１と接続されており、その場合にこの作業媒体を案内する接続１２は、弁２３によって選択的に中断することができる。ここでは弁２３は、空気を案内する接続１０内の弁１１と共通の弁として形成されているが、互いに分離して設けられた２つの弁を形成することもできる。
【００３２】
ハイドロダイナミックカップリング４の作業室６の排出部１６は、たとえば図１、５および６に示すように、そして図４に可能な選択肢として破線で示唆されるように、作業媒体を案内する接続を介して冷却剤ポンプ２の吸込み側２１と接続することができる。従って、この作業媒体を案内する接続も、上述した図において、参照符号１２で示されている。従って、図６に示す実施形態においては、作業室６を冷却媒体ポンプ２の吸込み側２１と接続する、作業媒体を案内する２つの接続１２とそれに伴ってこれら作業媒体を案内する２つの接続１２を介しての供給部１５と排出部１６の接続が存在する。
【００３３】
図２に示す実施形態においても、作業室６の供給部１５が排出部１６と接続されている。それに応じて設けられている、弁１８の前で接続１４内へ連通する、排出部１６からの接続が、符号２４で示されている。
【００３４】
図１から６に示す冷却システムの作業方法を、以下で簡単に説明する。
【００３５】
図１に示すように、作業室６内への作業媒体の供給を開ループ制御および／または閉ループ制御するために、作業媒体を案内する接続１３内で作業室６への供給部１５と冷却媒体ポンプ２の圧力側２２との間の弁１７は、選択的に開閉することができ、特にまたクロック駆動することができる。弁１７が作業媒体を案内する接続１３を中断する状態において、さらに作業媒体が作業室６から排出部１６を介して作業媒体ポンプ２の吸込み側２１へ流出し、その場合に作業室６内の該当する容積が、補償容器７からの空気に代えられ、そのようにして作業室６からの作業媒体の流出ないし作業室６から作業媒体を問題なく空にすることが可能にされる。ハイドロダイナミックカップリング４を駆動する間、特に作業媒体を案内する接続１３を介して作業室６を充填する場合に、空気を案内する接続１０を介して作業室６から補償容器７内へ作業媒体が望まれずに流出するバイパス流を回避するために、そこに示唆される弁１１を設けて、その場合に閉鎖することができる。
【００３６】
図２に示す実施形態は、機能において図１のそれと同様である。ここではハイドロダイナミックカップリング４内への作業媒体の供給が、補償容器７から行なわれることのみが異なっている；作業媒体によって充填される、補償容器７内の室８と作業室６への供給部１５との間の作業媒体を案内する接続１４を参照。弁１８が、図１の弁１７と同様に作動する。さらに異なるのは、排出部１６が作業媒体を案内する接続２４によって弁１８の前で作業媒体を案内する接続１４に接続されており、従って弁１８が開放されている場合には、排出部１６から供給部１５への作業媒体流の短絡が可能なことである。
【００３７】
図３の実施形態によれば、作業室６への供給部１５が選択的に、弁１１、２３の調節された切替え位置を介して空気室９から空気を、あるいは吸込み側２１から作業媒体を供給される。ここでも、作業室６の充填状態を開ループ制御または閉ループ制御するために、弁１１、２３のクロック操作を設けることができる。
【００３８】
図４によれば、補償容器７から作業媒体を作業室６への供給部１５へ供給するために、弁１８が開放されるか、あるいは空気室９から空気を供給部１５へ供給するために、弁１１が開放される。それぞれ他方の弁は、それに応じて閉鎖される。
【００３９】
排出部１６は、ここでは作業媒体を案内する接続２５によって補償容器７と、特にここでは空気室９と、接続されている。しかしその代りに、破線で示すように、吸込み側２１との、あるいは補償容器７の作業媒体で充填される室８との接続も、可能である。
【００４０】
図５によれば、補償容器７の空気室９を、あるいは補償容器７の作業媒体で満たされる室８を、作業室６への供給部１５と接続するために、弁１１、１８の切替えが行なわれる。この弁も、上述した弁と同様に、望ましい場合には、クロック駆動することができる。
【００４１】
図６に示す実施形態は、機能に関して図５のそれと同様であるが、ここでは作業媒体は補償容器７からではなく、作業媒体ポンプ２の吸込み側２１から、同様に供給部１５へ供給される。
【００４２】
特に好ましくは、図示の実施形態において弁の駆動は、制御が故障した場合に、冷却媒体ポンプ２を駆動するために、ハイドロダイナミックカップリング４の作業室６が作業媒体で充填されるように、選択される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
2013512374.tif 000009
2013512374.tif 000010
2013512374.tif 000011
2013512374.tif 000012