DD276901A1

DD276901A1 - ELECTROMAGNETIC SWITCHING CLUTCH

Info

Publication number: DD276901A1
Application number: DD32172288A
Authority: DD
Inventors: Soltan Lumnitzer; Hans-Joachim Dilling
Original assignee: Dessau Elektromotorenwerk
Priority date: 1988-11-11
Filing date: 1988-11-11
Publication date: 1990-03-14

Abstract

Die Erfindung betrifft elektromagnetisch schaltbare Einflaechenkupplungen, insbesondere fuer das Einschalten von Lueftern zur Waermeabfuehrung bei Verbrennungskraftmaschinen oder Kompressoren. Solche Kupplungen bestehen im wesentlichen aus einem auf einer Welle drehbar oder drehfest angeordneten Magnetkoerper mit einer aus einer Gleichstromquelle gespeisten Erregerspule als Antriebsteil und einem ueberwiegend aus einer auf gleicher Welle drehbar angeordneten, aber axial unveraenderlichen Nabe mit einem dazugehoerigen axial beweglichen Magnetanker, die durch wechselseitig befestigte Federzungen oder Membranen miteinander verbunden sind, als Abtriebsteil. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Abtriebsteil hinsichtlich des fuer die Herstellung erforderlichen Material- u. Zeitaufwand rationeller zu gestalten. Das Ziel wird erfindungsgemaess dadurch erreicht, dass der Flansch der Nabe als Magnetanker fungiert und die Nabe einschliesslich des hierauf angeordneten Luefters axial verschiebbar ist. Die Verschiebbarkeit ermoeglichen Zylinder- oder Nadellager sowie Gleitlager. Die Zurueckstellung der Nabe nach dem Auskuppeln wird durch Federkraft vollzogen.The invention relates to electromagnetically switchable Einflaechenkupplungen, in particular for the switching of fans for heat dissipation in internal combustion engines or compressors. Such couplings consist essentially of a rotatably mounted on a shaft or non-rotatably arranged magnetic body with a driven from a DC excitation coil as a drive part and a predominantly of a same shaft rotatably mounted, but axially unveraenderlichen hub with a dazugehoerigen axially movable armature which secured by mutually Spring tongues or membranes are connected together as a stripping section. The invention is based on the object, the output part with respect to the material required for the production u. Time spent rationalizing. The object is achieved according to the invention in that the flange of the hub acts as a magnet armature and the hub including the fan arranged thereon is axially displaceable. The displaceability allow cylindrical or needle roller bearings and plain bearings. The return of the hub after disengaging is done by spring force.

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft elektromagnetisch schaltbare Kupplungen, insbesondere schleifringlose Einflächenkupplungen, die als sogenannte Lüfterschallkupplungen für die Regelung der Kühlluft von Verbrennungskraftmaschinen oder Kompressoren entwickelt worden sind. Sie bestehen überwiegend aus einem mit einer Welle drehfest verbundenen, mit Hilfe einer Riemenscheibe angetriebenen Magnetkörper als Antriebsteil und einer zum Magnetkörper drehbar gelagerten, über einen Magnetanker unter der Einwirkung der Magnetkraft mit dem i agnetkörper in Eingriff bringbaren, einen Lüfter tragenden Nabe als Antriebsteil.The invention relates to electromagnetically switchable clutches, in particular slip-ring single-surface clutches, which have been developed as so-called fan clutches for the control of the cooling air of internal combustion engines or compressors. They consist predominantly of a rotatably connected to a shaft, driven by a pulley magnetic body as a drive part and a rotatably mounted to the magnetic body, via a magnet armature under the action of the magnetic force with the agnetkörper i engageable, a fan-bearing hub as a drive part.

Die Erfindung ist vorwiegend dort einsetzbar, wo die zu kuppelnden Abtriebselemente aus magnetisch leitendem Material bestehen und keine hohen Anforderungen hinsichtlich Schaltgenauigkeit und Schaltgeschwindigkeit an die Kupplung gestellt werden.The invention is predominantly used where the output elements to be coupled consist of magnetically conductive material and no high demands are placed on the clutch with regard to switching accuracy and switching speed.

Characteristic of bekannton state of the art

Bei elektromagnetisch schaltbaren Einflächenkupplungen stellt die Ankerscheibe ein wichtiges Bauelement dar, welches in eingeschaltetem Zustand dor Kupplung durch Einwirkung des magnetischen Zuges das zu übertragende Drehmoment vom oft über Keilriemen angetriebenen Kupplungsteil, dem sogenannten Magnetkörper, auf den häufig einen Lüfter in Drehung sotzonden Abtriebsteil überträgt. Den Abtriebsteil bilden eine mit dom Magnetkörper auf einer gemeinsamen Welle frei drehbar golagorte, den Lüfter aufnehmende axial unverschiebbare Nabe sowie Verbindungselemente in Form von federnden Laschen odor Fodormembranon, die· einerseits an der Nabo und andererseits an einer Ankerscheibe befestigt sind. Damit ist die Ankorschoibo radial und drehfost fixiert. Mit ihror axialen Beweglichkeit ist sie nach Bildung des Reibschlusses befähigt, das auf (lon Magnotkörpor aufgobrachto Drehmoment auf don Abtriebsteil zu übertragen. Bei dieser Bauweise tritt also keine Axialverschiebung dor Nahe und dos hieran befostigton Lüfters während des Ein- oder Auskuppolns ein. In dor DE-PS 2657320 (F16O, Gr. 27/100) bildet dor Lüfter mit der gotriobonen Kupplungshälfte eine starre Einheit. Er ist über oinon Fodorkranz am axial nicht vorschiobboron Lagor gehalten. Boim Einkuppler, wird ein mit dom Lüfter verbundener Flansch, dor dor oingangs genanntem Ankorschoibo entspricht, on don Magnetkörper herangezogen, wobei der Lüfter geringfügig axial vorlogert, von oinor in Ruhestellung wirksamon Bremse gelöst und in Rotation versetzt wird. Auch bei dieser Variante bleibt der boachtliche Aufwand für die Anfertigung dos Federkranzea, des soparaten Flansches und ihror Montage bestehen.In electromagnetically switchable single-surface clutches, the armature disc is an important component, which transmits in the activated state dor clutch by the action of the magnetic train torque to be transmitted often driven by V-belt coupling part, the so-called magnetic body on which often a fan in rotation sotzonden stripping section. The output part form a dom with a magnetic body on a common shaft freely rotatably golagorte, the fan receiving axially immovable hub and connecting elements in the form of resilient tabs odor Fodormembranon, which are attached on the one hand to the Nabo and on the other hand to an anchor plate. Thus, the Ankorschoibo is fixed radially and drehfost. With heror axial mobility, it is capable after the frictional engagement to transfer torque to the output part, so that there is no axial displacement of the latter and the fan impinged thereon during coupling or uncoupling -PS 2657320 (F16O, size 27/100) forms a rigid unit with the gotriobonen coupling half of the fan.It is held over oinon Fodorkranz at the axially not vorschiobboron Lagor.boom Einkuppler, a flange connected to dom fan, dor oingangs called Ankorschoibo corresponds, don on donated magnetic body, the fan slightly axially vorlogert, solved by oinor in Ruheelstellung wirkon brake and is set in rotation Also in this variant, the boachtliche effort for the preparation of Federkranzea, the soparaten flange and ihror assembly persist.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht in einer vereinfachten Ausführung der abtriebseitigen Kupplungshälfte, auf die ein von einem Antriebsorgan auf die antriebseitige Kupplungshälfte aufgebrachtes Drehmoment übertragen werden soll.The object of the invention is a simplified embodiment of the driven-side coupling half, to which a torque applied by a drive member to the drive-side coupling half is to be transmitted.

Essence of the invention

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine kostensparende Ausführung einer elektromagnetisch schaltbaren Kupplung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches zu schaffen, wird damit gelöst, indem erfindungsgemäß der Flansch der Nabe als Magnetanker des Magnetsystems fungiert und mit dem Magnetkörper direkt einen funktionsbedingten Luftspalt bildet, die Nabe mindestens in Größe des Luftspaltes axial verschiebbar ist und zwischen dem axial feststehenden und dem verschiebbaren Teil federnde Mittel vorgesehen sind, die nach Unterbrechung des Stromkreises der Erregerspule die Nabe in ihre Ausgangsstellung zurückführen. Die Verschiebbarkeit der Nabe gewährleisten Zylinderrollen oder Nadellager sowie Gleitlager. Als federnde Mittel sind erfindungsgemäß zwischen den Lagerelementen auf der Welle und der Nabe membranartig wirkende Federscheiben, Druck- oder Tellerfedern oder Federblätter vorgesehen, die beim Einkuppeln gespannt werden.The object of the invention to provide a cost-saving design of an electromagnetically switchable coupling according to the preamble of the main claim is achieved by inventively the flange of the hub acts as a magnet armature of the magnet system and directly forms a functional air gap with the magnetic body, the hub at least in size of the air gap is axially displaceable and resilient means are provided between the axially fixed and the displaceable part, which return the hub to its initial position after interruption of the circuit of the exciter coil. The displaceability of the hub is ensured by cylindrical rollers or needle roller bearings as well as plain bearings. As resilient means are provided according to the invention between the bearing elements on the shaft and the hub membrane-like acting spring washers, pressure or plate springs or spring leaves, which are stretched during engagement.

embodiment

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel näher beschriebenThe invention will be described in more detail using an exemplary embodiment

Es zeigen: Show it:

Fig. 1: die Zusammenfügung beider Kupplungsteile mit Darstellung des magnetischen Kreises und Fig. 2: eine Ausführungsvariante der Nabenrückführung bei stärkerer Axialbelastung.Fig. 1: the assembly of both coupling parts with representation of the magnetic circuit and Fig. 2: a variant of the hub return at higher axial load.

In Fig. 1 ist mit Bezugszeichen 1 der Magnetkörper bezeichnet, auf dessen Außenumfang ein Keilriemenscheibenprofil 6 vorgesehen ist. Der Magnetkörper ist durch seine Nabe V drehfest und axial unverschiebbar mit der Welle 8 verbunden. Der Spulenhalter 3, welcher an einem nicht näher bezeichneten stationären Gehäuseteil befestigt ist, ragt mit der Erregerspule 2 in die U-förmige Spulenkammer K hinein, wobei vom Spulenhalter und den benachbarten Schenkeln des „U" funktionsbedingte Luftspalte innerhalb des gestrichelt angedeuteten magnetischen Kreises gebildet werden. Neben dem Magnetkörper 1 ist, ebenfalls auf der Welle 8, jedoch mit Hilfe von Wälzlagern 5, 5' drehbar gelagert, eine Nabe 4 angeordnet, die mit ihrem Flansch 4' und der geschlossenen Seite des Magnetkörpers im ausgekuppelten Zustand einen kleinen Luftspalt S bildet.In Fig. 1, reference numeral 1 denotes the magnetic body, on the outer circumference of a pulley profile 6 is provided. The magnetic body is non-rotatably connected by its hub V and axially immovably connected to the shaft 8. The bobbin holder 3, which is attached to a stationary housing part, not shown, projects with the excitation coil 2 in the U-shaped coil chamber K, wherein the coil holder and the adjacent legs of the "U" function-related air gaps are formed within the dashed line indicated magnetic circuit In addition to the magnetic body 1, also on the shaft 8, but with the aid of rolling bearings 5, 5 'rotatably mounted, a hub 4 is arranged, which forms a small air gap S with its flange 4' and the closed side of the magnetic body in the disengaged state ,

Die Wälzlager 5,5' gestatten der Nabe eine Axialverschiebung in Größe des Luftspaltes S, so daß bei Stromfluß durch die Erregerspule und geschlossenem magnetischem Kreis ein Reibschluß mit Drehmomentenübertragung vom Magnetkörper zur Nabe erreicht wird. Auf der Nabe 4 ist überwiegend ein Lüfter angeordnet, welcher in bekannter Weise mit dem Flansch 4' drehfest verbunden ist.The rolling bearings 5,5 'allow the hub an axial displacement in size of the air gap S, so that when current flows through the excitation coil and closed magnetic circuit, a frictional engagement with torque transmission from the magnetic body to the hub is achieved. On the hub 4, a fan is predominantly arranged, which is in a known manner with the flange 4 'rotatably connected.

Die Trennung beider Kupplungsteile nach Abschaltung des Erregerstromes wird durch Federelemente bewirkt.The separation of the two coupling parts after switching off the excitation current is effected by spring elements.

Sofern keine oder nur geringe Axialkräfte in Richtung Magnetkörper auf die Nabe 4 drücken, ist der Einsatz einer Federscheibe 7 zwischen den Wälzlagern 5,5' ausreichend.If no or only small axial forces in the direction of the magnetic body press on the hub 4, the use of a spring washer 7 between the bearings 5,5 'is sufficient.

Ein Wellendichtung 9, welcher die Axialbewegung der Nabe 4 gestattet, schließt die Lager derartig ab, daß kein Schmiermittel zwischen die Reibflächen gelangen kann.A shaft seal 9, which allows the axial movement of the hub 4, closes the bearings in such a way that no lubricant can get between the friction surfaces.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführung, die vorzugsweise bei größeren Axialkräften zur Anwendung kommt, ist eine Lagerung 10 als Widerlager auf dem axial unveränderlichen Teil vorgesehen gegen welche sich Federelemente 11 abstützen, die die Rückführung der Nabe 4 in die Ausgangsstellung bei gleichzeitiger Überwindung des auf einen Lüfter wirkenden Staudruckes bewerkstelligen.In the embodiment shown in Fig. 2, which is preferably used for larger axial forces, a bearing 10 is provided as an abutment on the axially immovable part against which spring elements 11 are supported, the return of the hub 4 in the initial position while overcoming the accomplish a dynamic pressure acting on a fan.

An Stelle einer Wälzlageranordnung kann auch eine Gleitlageranordnung eingesetzt werden, bei der natürlich geringfügige positionell Änderungen der Federelemente erforderlich wären, ohne jedoch von der axialen Relation beider Kupplungshälften und ihrer Rückstellung durch Federelemente abzugehen.Instead of a rolling bearing assembly and a slide bearing assembly can be used in the course of minor positional changes in the spring elements would be required, but without departing from the axial relationship of both coupling halves and their provision by spring elements.

Im vorstehenden Ausführungsbeispiel wurde die Erfindung an einer schleifringlosen Einflächenkupplung näher beschrieben.In the above embodiment, the invention has been described in detail on a slip-ring single-surface coupling.

Statt des einseitig offenen Magnetkörpers kann natürlich auch ein Magnetkörper mit einer Schleifring-Stromzuführung und eingegossener Erregerspule verwendet werden, wobei das Reibflächenpaar für die Drehmomentübertragung unverändert bleibt.Of course, instead of the unilaterally open magnetic body, a magnetic body with a slip ring power supply and cast-in excitation coil can be used, wherein the friction surface pair for torque transmission remains unchanged.

Claims

1. Electromagnetically switchable coupling, consisting of

a magnetic body having an axially open coil chamber, a V-belt profile arranged on the outer circumference and an inner hub, with the aid of which the magnetic body is connected to a shaft,

- A dipping into the Spulijnkammer, formed of a ferromagnetic back and a magnetic coil fixed exciter part and

- One arranged next to the magnetic body, on the shaft freely rotatable part, which consists of an L-shaped hub of magnetically good conductive material and a solid flange for receiving a rotating member, such as a fan, which frictionally engages in current passage through the magnetic body can be brought, characterized in that the flange (4 ') of the hub (4) the magnet armature of the magnet system and with the magnetic body directly a functionally conditioned air gap (S), the hub is at least in size of the air gap sxial displaced and between the axially fixed and the displaceable part resilient means are provided which return the hub to its initial position after interruption of the circuit of the exciter coil.

2. Electromagnetically schal) bare coupling according to claim 1, characterized in that the axial displaceability of the hub ensure cylindrical roller or needle roller bearings.

3. Electromagnetically switchable coupling according to claim 1, characterized in that between the shaft and the displaceable hub a slide bearing is provided with unilateral axial limitation.

4. Electromagnetically scha'itbare coupling according to the claim 1 to 3, characterized in that as a resilient means between the bearing elements on the shaft and the hub a rnembranartig acting, tensioned during engagement of spring washer (7) is arranged.

5. Electromagnetically schsltbare coupling according to the claim 1 to 3, characterized in that there are provided as a resilient means of compression springs, disc springs or spring leaves.