DE102015121211A1 - Friction clutch for a torque transmission from a rotatable about an axis rotor to a driven shaft - Google Patents

Friction clutch for a torque transmission from a rotatable about an axis rotor to a driven shaft Download PDF

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Abstract

Reibschaltkupplung für eine Drehmomentübertragung von einem um eine Achse antreibbaren Rotor auf eine anzutreibende Welle, umfassend eine Reibscheibenkupplung mit einer Elektromagnetanordnung, wobei die Reibschaltkupplung ein erstes und ein zweites Funktionsteil umfasst. Die Reibschaltkupplung kennzeichnet sich dadurch, dass das zweite Funktionsteil am Rotor ausgebildet ist, wobei ein Permanentmagnetmittel vorgesehen ist, und das Permanentmagnetmittel das axial bewegbare erste Funktionsteil der Reibschaltkupplung durch seine magnetische Anziehungswirkung in Richtung eines magnetischen Leitmittels mit dem zweiten Funktionsteil verbindet, wobei im elektrisch geschalteten Zustand der Elektromagnetanordnung eine Verbindung des ersten Funktionsteils mit dem zweiten Funktionsteil aufhebbar ist, und die magnetischen Leitmittel der Reibschaltkupplung, der Rotor und das zweite Funktionsteil drehfest verbunden sind. A friction clutch for torque transmission from a rotatable about an axis rotor to a driven shaft, comprising a friction disc clutch with an electromagnet assembly, wherein the friction clutch comprises a first and a second functional part. The friction clutch is characterized in that the second functional part is formed on the rotor, wherein a permanent magnet means is provided, and the permanent magnet means connects the axially movable first functional part of the Reibschaltkupplung by its magnetic attraction effect in the direction of a magnetic conductive means with the second functional part, wherein in the electrically switched State of the solenoid assembly, a connection of the first functional part can be canceled with the second functional part, and the magnetic guide means of Reibschaltkupplung, the rotor and the second functional part are rotatably connected.

Figure DE102015121211A1_0001
Figure DE102015121211A1_0001

Description

Die Erfindung betrifft eine Reibschaltkupplung für eine Drehmomentübertragung von einem um eine Ache antreibbaren Rotor auf eine anzutreibende Welle, sowie eine Wasserpumpe für einen Verbrennungsmotor mit einer solchen Reibschaltkupplung und einen Verbrennungsmotor mit einer solchen Reibschaltkupplung. The invention relates to a friction clutch for torque transmission from a rotatable about an axis rotor to a driven shaft, and a water pump for an internal combustion engine with such a friction clutch and an internal combustion engine with such a friction clutch.

Stand der Technik State of the art

Reibschaltkupplungen für eine Wasserpumpe des Kühlwasserkreislaufs eines Verbrennungsmotors mit einem Antriebsrad und einer Welle, die mit der Wasserpumpe gekoppelt ist, sind bekannt. Zur Momentübertragung ist bei einer Ausführungsform zwischen Antriebsrad und Welle eine elektromagnetisch betätigbare Reibscheibenkupplung, sowie eine zweite Kupplungsvorrichtung in Form einer Wirbelstromkupplung vorgesehen, welche die Welle mitschleppt, wenn die Reibscheibenkupplung außer Eingriff ist. Mit einer solchen Einheit lassen sich die regelmäßig vorkommenden Betriebssituationen in einem modernen Kühlsystem für Verbrennungsmotoren abdecken. Reibschaltkupplungen for a water pump of the cooling water circuit of an internal combustion engine with a drive wheel and a shaft which is coupled to the water pump are known. For torque transmission in one embodiment between the drive wheel and shaft an electromagnetically actuated friction disc clutch, and a second coupling device in the form of an eddy current coupling is provided, which entrains the shaft when the friction disc clutch is disengaged. With such a unit, the regularly occurring operating situations in a modern cooling system for internal combustion engines can be covered.

Aufgaben und Vorteile der Erfindung Objects and advantages of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Reibschaltkupplung weiterzubilden, mit welcher insbesondere der Antrieb einer Kühlwasserpumpe eines Verbrennungsmotors zuverlässig und sparsamer gestaltet werden kann. The invention is based on the object to develop a friction clutch, with which in particular the drive of a cooling water pump of an internal combustion engine can be made reliable and economical.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1, 12 und 13 gelöst. This object is solved by the features of claims 1, 12 and 13.

In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Varianten der Erfindung angegeben. In the dependent claims advantageous and expedient variants of the invention are given.

Die Erfindung geht von einer Reibschaltkupplung für eine Drehmomentübertragung von einem um eine Achse antreibbaren Rotor auf eine anzutreibende Welle aus, umfassend eine Reibscheibenkupplung mit einer Elektromagnetanordnung, wobei die Reibschaltkupplung ein erstes und ein zweites Funktionsteil umfasst. The invention is based on a friction clutch for torque transmission from a rotor drivable about an axis to a driven shaft, comprising a friction disc clutch with an electromagnet assembly, wherein the friction clutch comprises a first and a second functional part.

Der wesentliche Aspekt der Erfindung ist nun darin zu sehen, dass das zweite Funktionsteil am Rotor ausgebildet ist, wobei ein Permanentmagnetmittel vorgesehen ist, und das Permanentmagnetmittel das axial bewegbare erste Funktionsteil der Reibschaltkupplung durch seine magnetische Anziehungswirkung in Richtung eines magnetischen Leitmittels mit dem zweiten Funktionsteil verbindet, wobei im elektrisch geschalteten Zustand der Elektromagnetanordnung eine Verbindung des ersten Funktionsteils mit dem zweiten Funktionsteil aufhebbar ist, und die magnetischen Leitmittel der Reibschaltkupplung, der Rotor und das zweite Funktionsteil drehfest verbunden sind. The essential aspect of the invention is now to be seen in that the second functional part is formed on the rotor, wherein a permanent magnet means is provided, and the permanent magnet means connects the axially movable first functional part of the Reibschaltkupplung by its magnetic attraction effect in the direction of a magnetic conductive means with the second functional part , Wherein, in the electrically switched state of the electromagnet assembly, a connection of the first functional part to the second functional part can be canceled, and the magnetic guiding means of the friction clutch, the rotor and the second functional part are non-rotatably connected.

Dadurch lässt sich die Wirbelstromkupplung vorteilhaft in die Reibschaltkupplung komplett integrieren. As a result, the eddy current clutch can be advantageously completely integrated into the friction clutch.

Vorteilhafterweise ist die Reibschaltkupplung an einer Wasserpumpe für einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs verbaut. Advantageously, the friction clutch is installed on a water pump for an internal combustion engine of a vehicle.

Bevorzugt sind die magnetischen Leitmittel der Reibschaltkupplung, der Rotor und das zweite Funktionsteil in radialer und axialer Richtung kraft- und/oder formschlüssig miteinander fest verbunden. Preferably, the magnetic guide means of Reibschaltkupplung, the rotor and the second functional part in the radial and axial direction non-positively and / or positively connected to each other.

Das erste Funktionsteil ist beispielsweise in radialer Richtung positionsfest zur Welle und zum Rotor ausgebildet. Zum Beispiel ist das erste Funktionsteil drehfest mit der Welle verbunden. The first functional part, for example, in the radial direction fixed position to the shaft and the rotor is formed. For example, the first functional part is non-rotatably connected to the shaft.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind das erste und das zweite Funktionsteil aus Metall, insbesondere aus Stahl, ausgebildet. In an advantageous embodiment of the invention, the first and the second functional part are made of metal, in particular of steel.

Die Permanentmagnetmittel können zwei, insbesondere mehrere Permanentmagnete umfassen. The permanent magnet means may comprise two, in particular a plurality of permanent magnets.

Die Elektromagnetanordnung weist zum Beispiel einen Spulenkörper und den Spulenkörper zumindest teilweise umgebende ferromagnetische Magnetleitmittel auf. Die Magnetleitmittel umfassen vorteilhafterweise einen zur Welle radial außen liegenden und radial innen liegenden axial ausgerichteten Abschnitt. Insbesondere ist das Magnetleitmittel in einem Querschnitt senkrecht zur Drehachse der Welle U-förmig ausgestaltet und umschließt den Spulenkörper zumindest teilweise. Bevorzugt weisen die Magnetleitmittel eine Permeabilität µ > 1, vorzugsweise µ >> 1 auf. The electromagnet arrangement has, for example, a coil body and the coil body at least partially surrounding ferromagnetic magnetic guide means. The magnetic guide means advantageously comprise a shaft radially outwardly and radially inwardly axially aligned portion. In particular, the magnetic guide means is configured in a U-shaped cross-section perpendicular to the axis of rotation of the shaft and encloses the bobbin at least partially. The magnetic conducting means preferably have a permeability μ> 1, preferably μ >> 1.

In einer vorteilhaften Modifikation der Erfindung ist das erste Funktionsteil axial verschiebbar angeordnet und mit dem Permanentmagnetmittel verbunden. In an advantageous modification of the invention, the first functional part is arranged axially displaceable and connected to the permanent magnet means.

Insbesondere sind die Permanentmagnetmittel und das erste Funktionsteil in axialer Richtung zusammen bewegbar. Beispielsweise sind das erste Funktionsteil und die Permanentmagnetmittel drehfest miteinander verbunden, insbesondere unlösbar. In particular, the permanent magnet means and the first functional part are movable together in the axial direction. For example, the first functional part and the permanent magnet means are rotatably connected to each other, in particular insoluble.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das erste Funktionsteil, in axialer Richtung betrachtet, zwischen der Elektromagnetanordnung und dem Permanentmagnetmittel ausgebildet. Insbesondere ist das Permanentmagnetmittel, in axialer Richtung betrachtet zwischen dem ersten Funktionsteil und dem Kühlring ausgebildet. In a preferred embodiment of the invention, the first functional part, viewed in the axial direction, is formed between the electromagnet arrangement and the permanent magnet means. In particular, the permanent magnet means, in axial Direction considered formed between the first functional part and the cooling ring.

Auch ist es von Vorteil, dass das magnetische Leitmittel einen Kühlring umfasst, wobei die Permanentmagnetmittel mit dem Kühlring eine Wirbelstromkupplung ausbilden. It is also advantageous that the magnetic conducting means comprises a cooling ring, wherein the permanent magnet means forms an eddy current coupling with the cooling ring.

Hierdurch ist eine Kraft- bzw. Bewegungsübertragung vom Rotor über die Wirbelstromkupplung auf die Welle realisiert. As a result, a force or motion transmission from the rotor via the eddy current coupling is realized on the shaft.

Durch die Wirbelstromkupplung weist ein Aggregat, zum Beispiel eine Wasserpumpe eines Motors, eine verringerte Drehzahl und damit eine Kraftstoffeinsparung auf. Während das Aggregat bei aktivierter Reibschaltkupplung, und damit deaktivierter Wirbelstromkupplung, mit der vollen Drehzahl des Rotors angetrieben wird. Due to the eddy current coupling has an aggregate, for example, a water pump of an engine, a reduced speed and thus a fuel economy. While the unit with activated friction clutch, and thus deactivated eddy current clutch, is driven at the full speed of the rotor.

Beispielsweise umfasst der Kühlring ein magnetisierbares Element, zum Beispiel einen Stahlring. Insbesondere ist das magnetisierbare Element im Kühlring beispielsweise passgenau eingesetzt und/oder eingelassen. Das Material des Stahlrings weist vorteilhaft eine magnetische Suszeptibilität Χ > 0 auf. Der Kühlring besteht vorteilhaft aus einem elektrisch leitfähigen Material, zum Beispiel aus Aluminium. For example, the cooling ring comprises a magnetizable element, for example a steel ring. In particular, the magnetizable element in the cooling ring, for example, used accurately and / or embedded. The material of the steel ring advantageously has a magnetic susceptibility Χ> 0. The cooling ring is advantageously made of an electrically conductive material, for example aluminum.

Durch die drehfeste Anordnung des magnetischen Leitmittels und/oder des Kühlrings am zweiten Funktionsteil und damit am Rotor ist eine gleichbleibende, insbesondere konstante Kühlwirkung des Kühlrings und damit der Wirbelstromkupplung im angetriebenen Zustand des Rotors gegeben. Due to the rotationally fixed arrangement of the magnetic guide means and / or the cooling ring on the second functional part and thus on the rotor a constant, in particular constant cooling effect of the cooling ring and thus the eddy current coupling is given in the driven state of the rotor.

Bevorzugt ist die Wirbelstromkupplung zwischen dem Kühlring und den Permanentmagnetmitteln ausgebildet, hierdurch ist eine einzige Permanentmagnetebene für die Funktion der Reibschaltkupplung und der Wirbelstromkupplung ausreichend und die Reibschaltkupplung kann vergleichsweise günstig hergestellt werden. Preferably, the eddy current coupling between the cooling ring and the permanent magnet means is formed, thereby a single permanent magnet plane for the function of the friction clutch and the eddy current clutch is sufficient and the Reibschaltkupplung can be made relatively cheap.

In einer vorteilhaften Modifikation der Erfindung ist im elektrisch geschalteten Zustand der Elektromagnetanordnung die Wirbelstromkupplung aktiv. In an advantageous modification of the invention, the eddy current coupling is active in the electrically switched state of the electromagnet arrangement.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Elektromagnetanordnung in axialer Richtung zwischen einem Lager des Rotors und dem Kühlring angeordnet. In a further advantageous embodiment of the invention, the electromagnet arrangement is arranged in the axial direction between a bearing of the rotor and the cooling ring.

Vorteilhafterweise sind das Lager des Rotors, die Elektromagnetanordnung und der Kühlring in axialer Richtung insbesondere überlappend hintereinander angeordnet. In einer bevorzugten Ausführungsform umschließt und/oder überdeckt der Rotor bzw. eine Rotorkomponente die Elektromagnetanordnung nicht. Hierdurch ist eine vergleichsweise kompakte Bauweise der Reibschaltkupplung in axialer Richtung vorstellbar. Advantageously, the bearing of the rotor, the electromagnet arrangement and the cooling ring are arranged in the axial direction, in particular overlapping each other. In a preferred embodiment, the rotor or a rotor component does not enclose and / or cover the electromagnet arrangement. As a result, a comparatively compact construction of the friction clutch in the axial direction is conceivable.

Auch ist dadurch die Anordnung der Reibschaltkupplung dergestalt, dass die Elektromagnetanordnung vorteilhaft durch lediglich zwei Luftspalte vom ersten Funktionsteil getrennt angeordnet ist. This also makes the arrangement of the friction clutch in such a way that the electromagnet arrangement is advantageously arranged separated by only two air gaps from the first functional part.

Vorteilhaft erweist sich auch, dass die Elektromagnetanordnung zwei Spulenelemente umfasst. It also proves advantageous that the electromagnet arrangement comprises two coil elements.

Hierdurch kann ein Energieverbrauch bei geschalteter Elektromagnetanordnung verringert werden. Beispielsweise werden beide Spulenelemente verwendet, um die Verbindung des ersten Funktionsteils vom zweiten Funktionsteil zu lösen. Ist die Verbindung zwischen erstem und zweitem Funktionsteil gelöst, kann ein Spulenelement abgeschaltet werden, da die elektromagnetische Kraft des zweiten Spulenelementes ausreichend sein kann, die beiden Funktionsteile voneinander getrennt zu halten. As a result, energy consumption can be reduced when the solenoid arrangement is switched. For example, both coil elements are used to release the connection of the first functional part of the second functional part. If the connection between the first and second functional part is solved, a coil element can be switched off, since the electromagnetic force of the second coil element can be sufficient to keep the two functional parts separate from one another.

Überdies von Vorteil ist, dass das erste Funktionsteil das Permanentmagnetmittel umfasst. Moreover, it is advantageous that the first functional part comprises the permanent magnet means.

Weiter wird vorgeschlagen, dass ein Anschlag für das erste Funktionsteil vorgesehen ist, wobei die Reibschaltkupplung eine Hülse umfasst, welche an der Welle drehfest angeordnet ist, und der Anschlag an der Hülse ausgebildet ist. It is further proposed that a stop for the first functional part is provided, wherein the friction clutch comprises a sleeve which is rotatably mounted on the shaft, and the stopper is formed on the sleeve.

Bei geschalteter Elektromagnetanordnung wird durch den Anschlag verhindert, dass das erste Funktionsteil mit der Elektromagnetanordnung in Kontakt kommt. When switched solenoid assembly is prevented by the stop that the first functional part comes into contact with the solenoid assembly.

Überdies von Vorteil ist, dass die Welle einen zylinderartigen Umfang aufweist und am Umfang ein Keilwellenprofil besitzt. Moreover, it is advantageous that the shaft has a cylinder-like circumference and has a splined shaft profile on the circumference.

Beispielsweise ist das erste Funktionsteil drehfest an der Welle angeordnet, wodurch eine Drehmomentübertragung vom ersten Funktionsteil auf die Welle stattfindet. For example, the first functional part is non-rotatably arranged on the shaft, whereby a torque transmission from the first functional part takes place on the shaft.

Dadurch ist es möglich das erste Funktionsteil derart an der Welle anzuordnen, dass das erste Funktionsteil in axialer Richtung zur Welle verschiebbar ist, eine Drehmomentübertragung vom ersten Funktionsteil auf die Welle aber in jeder Position des ersten Funktionsteils gegeben ist. This makes it possible to arrange the first functional part on the shaft such that the first functional part is displaceable in the axial direction to the shaft, but a torque transmission from the first functional part to the shaft is provided in each position of the first functional part.

Bei einer weiteren vorteilhaften Variante der Reibschaltkupplung umfasst die Reibschaltkupplung ein Federelement mit dem das erste Funktionsteil in axialer Richtung an der Welle verschiebbar gelagert ist. In a further advantageous variant of the friction clutch, the friction clutch comprises a spring element with which the first functional part is displaceably mounted on the shaft in the axial direction.

Weiter wird vorgeschlagen, dass das erste und das zweite Funktionsteil jeweils eine Reibfläche umfassen und an den Reibflächen, im elektrisch ungeschalteten Zustand der Elektromagnetanordnung, aneinander anliegen. It is further proposed that the first and the second functional part each comprise a friction surface and abut against one another on the friction surfaces, in the electrically unswitched state of the electromagnet arrangement.

Dadurch ist eine reibkraftschlüssige Drehmomentübertragung vom Rotor über das zweite Funktionsteil auf das erste Funktionsteil und damit auf die Welle realisiert. As a result, frictional torque transmission is realized by the rotor via the second functional part to the first functional part and thus to the shaft.

Vorteilhafterweise umfasst entweder die Reibfläche des ersten Funktionsteils und/oder die Reibfläche des zweiten Funktionsteils einen Reibbelag. Durch den Reibbelag wird der Reibkraftschluss bei aneinander anliegenden Reibflächen des ersten und zweiten Funktionsteils verbessert. Advantageously, either the friction surface of the first functional part and / or the friction surface of the second functional part comprises a friction lining. By the friction lining of the frictional engagement is improved when abutting friction surfaces of the first and second functional part.

Figurenbeschreibung figure description

Anhand von zwei schematischen Ausführungsbeispielen gemäß den 1 und 2 werden weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung näher erläutert. In 3 ist eine schematische Ansicht eines vereinfachten Motorkühlkreislaufs mit einer erfindungsgemäßen Reibschaltkupplung gezeigt. Based on two schematic embodiments according to the 1 and 2 Further advantages and features of the invention will be explained in more detail. In 3 is a schematic view of a simplified engine cooling circuit with a Reibschaltkupplung invention shown.

Die 1 und 2 zeigen jeweils eine Schnittdarstellung durch einen Teil einer erfindungsgemäßen Reibschaltkupplung 1a, 1b, wobei die Reibschaltkupplung 1a, 1b an einem Wasserpumpengehäuse 21a, 21b einer Wasserpumpe 29 angeordnet ist. Die Reibschaltkupplung 1a, 1b dient zur Übertragung einer rotatorischen Bewegung eines z.B. durch eine Verbrennungskraftmaschine 23 (siehe 3) angetriebenen Rotors 2a, 2b. The 1 and 2 each show a sectional view through a part of a friction clutch according to the invention 1a . 1b , wherein the friction clutch 1a . 1b on a water pump housing 21a . 21b a water pump 29 is arranged. The friction clutch 1a . 1b serves to transmit a rotational movement of one example by an internal combustion engine 23 (please refer 3 ) driven rotor 2a . 2 B ,

Hierfür ist die Reibschaltkupplung 1a, 1b mit einem drehangetriebenen Rotor 2a, 2b zum Antrieb z.B. einer Welle 3a, 3b der Wasserpumpe vorgesehen. Der Rotor 2a, 2b ist beispielsweise als Riemenrad mit einer Riemenauflage 4a, 4b für zum Beispiel einen Mehrfachkeilriemen (nicht gezeigt) ausgestaltet. Des Weiteren umfasst die Reibschaltkupplung 1a, 1b eine Elektromagnetanordnung 5a, 5b in Fail-Safe-Ausführung bzw. mit Ausfallsicherung, d.h. sollte die Funktion der Elektromagnetanordnung ausfallen, wird das volle Drehmoment auf die Welle (3a, 3b) übertragen und ein Aggregat weiterhin gekühlt und z.B. eine Wasserpumpe, insbesondere mit voller Drehzahl bzw. Leistung betrieben. This is the Reibschaltkupplung 1a . 1b with a rotary driven rotor 2a . 2 B for driving eg a shaft 3a . 3b the water pump provided. The rotor 2a . 2 B is for example as a pulley with a belt support 4a . 4b for example, a multiple V-belt (not shown) designed. Furthermore, the friction clutch comprises 1a . 1b an electromagnet arrangement 5a . 5b in fail-safe version or with fail-safe, ie should the function of the solenoid assembly fail, the full torque is applied to the shaft ( 3a . 3b ) And an aggregate continues to be cooled and operated, for example, a water pump, in particular at full speed or power.

Die schematisiert gezeigte Elektromagnetanordnung 5a, 5b umfasst eine Spule 6a, 6d, welche zumindest teilweise von Magnetleitmitteln 7a, 7b umgeben ist. Die Magnetleitmittel 7a, 7b umschließen die Spule 6a, 6b im Querschnitt betrachtet U-förmig. The electromagnet arrangement shown schematically 5a . 5b includes a coil 6a . 6d , which at least partially of Magnetleitmitteln 7a . 7b is surrounded. The magnetic directives 7a . 7b enclose the coil 6a . 6b considered in cross-section U-shaped.

Die Reibschaltkupplung 1a, 1b umfasst weiterhin ein zweites Funktionsteil 8a, 8b und einen Kühlring 9a, 9b. Der Rotor 2a, 2b, das zweite Funktionsteil 8a, 8b und der Kühlring 9a, 9b sind drehfest miteinander verbunden. Am Kühlring 9a, 9b ist ein magnetisierbares Stahlbauteil, beispielsweise ein Stahlring 10a, 10b, eingesetzt bzw. eingelassen. The friction clutch 1a . 1b further comprises a second functional part 8a . 8b and a cooling ring 9a . 9b , The rotor 2a . 2 B , the second functional part 8a . 8b and the cooling ring 9a . 9b are rotatably connected. At the cooling ring 9a . 9b is a magnetizable steel component, for example a steel ring 10a . 10b , used or embedded.

Die Elektromagnetanordnung 5a, 5b ist zum Beispiel fest an einem Gehäuseabschnitt 22a, 22b befestigt. Dies kann zum Beispiel das Wasserpumpengehäuse 21a, 21b einer Kühlwasserpumpe sein, wenn eine Reibschaltkupplung 1a, 1b über die Welle 3a, 3b zum Antrieb einer Wasserpumpe dient. Der Rotor 2a, 2b ist über ein Kugellager 12a, 12b drehbar auf dem Gehäuse 21a, 21b gelagert. The electromagnet arrangement 5a . 5b is for example fixed to a housing section 22a . 22b attached. This can be, for example, the water pump housing 21a . 21b a cooling water pump, if a friction clutch 1a . 1b over the wave 3a . 3b to drive a water pump is used. The rotor 2a . 2 B is about a ball bearing 12a . 12b rotatable on the housing 21a . 21b stored.

Ein erstes Funktionsteil 13a, 13b, welches mit Permanentmagneten 14a, 14b verbunden ist, ist über eine Hülse 11a, 11b drehfest mit der Welle 3a, 3b verbunden und in axialer Richtung zur Welle 3a, 3b verschiebbar ausgebildet. A first functional part 13a . 13b , which with permanent magnets 14a . 14b is connected via a sleeve 11a . 11b rotatably with the shaft 3a . 3b connected and in the axial direction to the shaft 3a . 3b slidably formed.

Im ersten Ausführungsbeispiel (1) ist das erste Funktionsteil 13a mit einem Permanentmagnetträger 16a fest verbunden. Durch ein Federelement 15a sind das Funktionsteil 13a und der Permanentträger 16a z.B. axial verschiebbar und drehfest mit der Welle verbunden. Am Permanentmagnetträger 16a sind dabei Permanentmagnete 14a fest angeordnet. Der Permanentmagnetträger 16a ist, vorteilhaft über das Federelement 15a, insbesondere in radialer Richtung festgelegt, bspw. positionsfest jedoch axial verschiebbar, mit der Hülse 11a und damit mit der Welle 3a verbunden. In the first embodiment ( 1 ) is the first functional part 13a with a permanent magnet carrier 16a firmly connected. By a spring element 15a are the functional part 13a and the permanent carrier 16a For example, axially displaceable and rotatably connected to the shaft. At the permanent magnet carrier 16a are permanent magnets 14a firmly arranged. The permanent magnet carrier 16a is advantageous over the spring element 15a , in particular fixed in the radial direction, for example. Positionally, however, axially displaceable, with the sleeve 11a and thus with the wave 3a connected.

Im zweiten Ausführungsbeispiel (2) sind die Permanentmagnete 14b mit dem ersten Funktionsteil 13b positionsfest verbunden, bzw. die Permanentmagnete 14b sind am Funktionsteil 13b fest angeordnet. Das erste Funktionsteil 13b ist axial bewegbar und über eine Verzahnung, z.B. ein Keilwellenprofil, formschlüssig und drehfest mit der Hülse 11b verbunden. In the second embodiment ( 2 ) are the permanent magnets 14b with the first functional part 13b fixed in position, or the permanent magnets 14b are on the functional part 13b firmly arranged. The first functional part 13b is axially movable and a toothing, such as a splined shaft, positively and rotationally fixed to the sleeve 11b connected.

Im ungeschalteten Zustand der Elektromagnetanordnung 5a, 5b bewirkt die magnetische Anziehungskraft zwischen Permanentmagneten 14a, 14b und Stahlring 10a, 10b des Kühlrings 9a, 9b, dass das erste Funktionsteil 13a, 13b axial in Richtung Kühlring 9a, 9b verschoben wird. Hierdurch kommt das erste Funktionsteil 13a, 13b mit seiner Reibfläche 17a, 17b in reib- und kraftschlüssigen Kontakt mit einer Reibfläche 18a, 18b des zweiten Funktionsteils 8a, 8b. In the unswitched state of the solenoid assembly 5a . 5b causes the magnetic attraction between permanent magnets 14a . 14b and steel ring 10a . 10b of the cooling ring 9a . 9b that the first functional part 13a . 13b axially in the direction of the cooling ring 9a . 9b is moved. This is the first functional part 13a . 13b with its friction surface 17a . 17b in frictional and non-positive contact with a friction surface 18a . 18b of the second functional part 8a . 8b ,

Die Reibflächen 17a, 17b, 18a, 18b können im Querschnitt betrachtet beispielsweise konisch ausgebildet sein (2). Hierdurch ist eine große Kraftübertragung möglich. Insbesondere ist ein reibschlüssiger Kontakt mit vergleichsweise größerem übertragbarem Drehmoment realisiert. The friction surfaces 17a . 17b . 18a . 18b can be conical in cross-section, for example ( 2 ). As a result, a large power transmission is possible. In particular, a frictional contact with comparatively larger transmittable torque is realized.

Die Reibsschaltkupplung 1b des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt ein Federelement 15b, welches zwischen der Welle 3b und dem ersten Funktionsteil 13b angeordnet ist. Im ungeschalteten Zustand der Elektromagnetanordnung 5b kann das Federelement 15b eine Anziehungskraft der Permanentmagnete 14b unterstützen und das erste Funktionsteil 13b in Richtung Reibschluss mit dem zweiten Funktionsteil 8b drängen. Denkbar ist auch eine Ausgestaltung des Federelements 15a derart, dass das Federelement 15a die Anziehungswirkung der Permanentmagnete 14a unterstützt. The friction clutch 1b of the second embodiment shows a spring element 15b which is between the shaft 3b and the first functional part 13b is arranged. In the unswitched state of the solenoid assembly 5b can the spring element 15b an attraction of the permanent magnets 14b support and the first part of the function 13b in the direction of frictional engagement with the second functional part 8b pushing. Also conceivable is an embodiment of the spring element 15a such that the spring element 15a the attraction effect of the permanent magnets 14a supported.

Im geschalteten Zustand wirkt die elektromagnetische Kraft der Elektromagnetanordnung 5a, 5b anziehend auf das erste Funktionsteil 13a, 13b. Außerdem ist die elektromagnetische Anziehungskraft der Elektromagnetanordnung 5a, 5b auf das erste Funktionsteil 13a, 13b vergleichsweise größer als die magnetische Anziehungskraft der Permanentmagnete 14a, 14b auf den Stahlring 10a, 10b und/oder die Federkraft des Federelements 15b. In the switched state, the electromagnetic force of the electromagnet assembly acts 5a . 5b attractive to the first functional part 13a . 13b , In addition, the electromagnetic attraction of the solenoid assembly 5a . 5b on the first functional part 13a . 13b comparatively larger than the magnetic attraction of the permanent magnets 14a . 14b on the steel ring 10a . 10b and / or the spring force of the spring element 15b ,

Hierdurch wird die reib- und kraftschlüssige Verbindung des ersten und zweiten Funktionsteils 8a, 8b, 13a, 13b an den Reibflächen 17a, 17b, 18a, 18b gelöst und das erste Funktionsteil 13a, 13b wird durch die elektromagnetische Anziehungskraft der Elektromagnetanordnung 5a, 5b in axialer Richtung vom Kühlring 9a, 9b bis zu einem Anschlag 19a, 19b der Hülse 11a, 11b wegbewegt. As a result, the frictional and non-positive connection of the first and second functional part 8a . 8b . 13a . 13b on the friction surfaces 17a . 17b . 18a . 18b solved and the first functional part 13a . 13b is due to the electromagnetic attraction of the solenoid assembly 5a . 5b in the axial direction of the cooling ring 9a . 9b up to a stop 19a . 19b the sleeve 11a . 11b moved away.

Der Anschlag 19a, 19b der Hülse 11a, 11b verhindert, dass das erste Funktionsteil 13a, 13b mit der Elektromagnetanordnung 5a, 5b in Berührung kommt. The stop 19a . 19b the sleeve 11a . 11b prevents the first functional part 13a . 13b with the electromagnet arrangement 5a . 5b comes into contact.

Im geschalteten Zustand der Elektromagnetanordnung 5a, 5b wirken durch die Drehung des Kühlrings 9a, 9b und damit des Stahlrings 10a, 10b, der Kühlring 9a, 9b mit dem Stahlring 10a, 10b zusammen mit den Permanentmagneten 14a, 14b als Wirbelstromkupplung. Dadurch wird das erste Funktionsteil 13a, 13b und somit die Welle 3a, 3b mit einer verminderten Drehzahl gegenüber dem Rotor 2a, 2b mitgeschleppt. In the switched state of the electromagnet arrangement 5a . 5b act by the rotation of the cooling ring 9a . 9b and thus the steel ring 10a . 10b , the cooling ring 9a . 9b with the steel ring 10a . 10b together with the permanent magnets 14a . 14b as eddy current coupling. This will be the first functional part 13a . 13b and thus the wave 3a . 3b with a reduced speed relative to the rotor 2a . 2 B dragged.

Ebenfalls kann die Oberfläche 20b der Hülse 11b mit einem Keilwellenprofil versehen sein. Dadurch ist das erste Funktionsteil 13b in axialer Richtung verschiebbar und drehfest an der Hülse 11b ausgebildet. Also, the surface can 20b the sleeve 11b be provided with a splined shaft profile. This is the first functional part 13b slidable in the axial direction and rotationally fixed to the sleeve 11b educated.

3 zeigt die Anordnung der Reibschaltkupplung 1a, 1b an einem Motor 23. Am Motor 23 gezeigt ist ein Motorblock 24, einen Motorkühler 25 und eine Kurbelwelle 26 mit Riemenscheibe 27, welche über einen Riemen 28 und die Riemenauflage 4a, 4b die Reibschaltkupplung 1a, 1b antreibt. 3 shows the arrangement of the friction clutch 1a . 1b on a motor 23 , At the engine 23 shown is an engine block 24 , a radiator 25 and a crankshaft 26 with pulley 27 which has a strap 28 and the belt pad 4a . 4b the friction clutch 1a . 1b drives.

Ein Kühlwasserkreislauf des Motors 23 ist durch Pfeile in 3 schematisch dargestellt. Das Kühlwasser wird im Motorkühler 25 beispielsweise durch Fahrtluft gekühlt. Aus diesem wird es mit Hilfe der Wasserpumpe 29 durch das Wasserpumpengehäuse 21a, 21b in den Motorblock 24 des Motors 23 gepumpt. Im Motorblock 24 nimmt es die dort beispielsweise durch Verbrennung entstehende Wärmeenergie auf und wird vom Motorblock 24 zurück in den Motorkühler 25 gepumpt. Im Motorkühler 25 wird es beispielsweise durch die Fahrtluft wieder heruntergekühlt, dem Kühlwasser wird somit Wärmeenergie entzogen. Der Kühlkreislauf ist damit geschlossen. A cooling water circuit of the engine 23 is through arrows in 3 shown schematically. The cooling water is in the radiator 25 for example, cooled by driving air. For this it is with the help of the water pump 29 through the water pump housing 21a . 21b in the engine block 24 of the motor 23 pumped. In the engine block 24 it absorbs the heat energy generated there, for example, by combustion and is absorbed by the engine block 24 back to the radiator 25 pumped. In the engine cooler 25 If, for example, it is cooled down again by the driving air, the cooling water is thus deprived of heat energy. The cooling circuit is closed.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1a/1b 1a / 1b
Reibschaltkupplung friction clutch
2a/2b 2a / 2b
Rotor rotor
3a/3b 3a / 3b
Welle wave
4a/4b 4a / 4b
Riemenauflage thole
5a/5b 5a / 5b
Elektromagnetanordnung Solenoid assembly
6a/6b 6a / 6b
Spule Kitchen sink
7a/7b 7a / 7b
Magnetleitmittel Magnetleitmittel
8a/8b 8a / 8b
Funktionsteil functional part
9a/9b 9a / 9b
Kühlring cooling ring
10a/10b10a / 10b
Stahlring  steel ring
11a/11b11a / 11b
Hülse  shell
12a/12b12a / 12b
Kugellager  ball-bearing
13a/13b13a / 13b
Funktionsteil  functional part
14a/14b14a / 14b
Permanentmagnet  permanent magnet
15a/15b15a / 15b
Federelement  spring element
16a 16a
Permanentmagnetträger Permanent magnet support
17a/17b17a / 17b
Reibfläche  friction surface
18a/18b18a / 18b
Reibfläche  friction surface
19a/19b19a / 19b
Anschlag  attack
20b 20b
Oberfläche surface
21a/21b21a / 21b
Wasserpumpengehäuse  Water pump housing
22a/22b22a / 22b
Gehäuseabschnitt  housing section
23 23
Motor engine
24 24
Motorblock block
25 25
Motorkühler radiator
26 26
Kurbelwelle crankshaft
27 27
Riemenscheibe pulley
28 28
Riemen belt
29 29
Wasserpumpewater pump

Claims (14)

Reibschaltkupplung (1a, 1b) für eine Drehmomentübertragung von einem um eine Achse antreibbaren Rotor (2a, 2b) auf eine anzutreibende Welle (3a, 3b), umfassend eine Reibscheibenkupplung mit einer Elektromagnetanordnung (5a, 5b), wobei die Reibschaltkupplung (1a, 1b) ein erstes und ein zweites Funktionsteil (8a, 8b, 13a, 13b) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Funktionsteil (8a, 8b) am Rotor (2a, 2b) ausgebildet ist, wobei ein Permanentmagnetmittel (14a, 14b) vorgesehen ist, und das Permanentmagnetmittel (14a, 14b) das axial bewegbare erste Funktionsteil (13a, 13b) der Reibschaltkupplung (1a, 1b) durch seine magnetische Anziehungswirkung in Richtung eines magnetischen Leitmittels mit dem zweiten Funktionsteil (8a, 8b) verbindet, wobei im elektrisch geschalteten Zustand der Elektromagnetanordnung (5a, 5b) eine Verbindung des ersten Funktionsteils (13a, 13b) mit dem zweiten Funktionsteil (8a, 8b) aufhebbar ist, und die magnetischen Leitmittel der Reibschaltkupplung (1a, 1b), der Rotor (2a, 2b) und das zweite Funktionsteil (8a, 8b) drehfest verbunden sind. Friction clutch ( 1a . 1b ) for a torque transmission from a rotor drivable about an axis ( 2a . 2 B ) to a driven shaft ( 3a . 3b ), comprising a friction disc clutch with an electromagnet arrangement ( 5a . 5b ), wherein the friction clutch ( 1a . 1b ) a first and a second functional part ( 8a . 8b . 13a . 13b ), characterized in that the second functional part ( 8a . 8b ) on the rotor ( 2a . 2 B ), wherein a permanent magnet means ( 14a . 14b ), and the permanent magnet means ( 14a . 14b ) the axially movable first functional part ( 13a . 13b ) the friction clutch ( 1a . 1b ) by its magnetic attraction effect in the direction of a magnetic conductive agent with the second functional part ( 8a . 8b ), wherein in the electrically switched state of the electromagnet arrangement ( 5a . 5b ) a connection of the first functional part ( 13a . 13b ) with the second functional part ( 8a . 8b ) can be canceled, and the magnetic guiding means of the friction clutch ( 1a . 1b ), the rotor ( 2a . 2 B ) and the second functional part ( 8a . 8b ) are rotatably connected. Reibschaltkupplung (1a, 1b) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Funktionsteil (13a, 13b) axial verschiebbar angeordnet und mit dem Permanentmagnetmittel (14a, 14b) verbunden ist. Friction clutch ( 1a . 1b ) according to claim 1, characterized in that the first functional part ( 13a . 13b ) arranged axially displaceable and with the permanent magnet means ( 14a . 14b ) connected is. Reibschaltkupplung (1a, 1b) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das magnetische Leitmittel einen Kühlring (9a, 9b) umfasst, wobei die Permanentmagnetmittel (14a, 14b) mit dem Kühlring (9a, 9b) eine Wirbelstromkupplung ausbilden. Friction clutch ( 1a . 1b ) according to one of the preceding claims, characterized in that the magnetic conducting means comprises a cooling ring ( 9a . 9b ), wherein the permanent magnet means ( 14a . 14b ) with the cooling ring ( 9a . 9b ) form an eddy current coupling. Reibschaltkupplung (1a, 1b) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im elektrisch geschalteten Zustand der Elektromagnetanordnung (5a, 5b) die Wirbelstromkupplung aktiv ist. Friction clutch ( 1a . 1b ) according to one of the preceding claims, characterized in that in the electrically switched state of the electromagnet arrangement ( 5a . 5b ) the eddy current coupling is active. Reibschaltkupplung (1a, 1b) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromagnetanordnung (5a, 5b) in axialer Richtung zwischen einem Lager (12a, 12b) des Rotors (2a, 2b) und dem Kühlring (9a, 9b) angeordnet ist. Friction clutch ( 1a . 1b ) According to one of the preceding claims, characterized in that the electromagnet arrangement ( 5a . 5b ) in the axial direction between a bearing ( 12a . 12b ) of the rotor ( 2a . 2 B ) and the cooling ring ( 9a . 9b ) is arranged. Reibschaltkupplung (1a, 1b) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromagnetanordnung (5a, 5b) zwei Spulenelemente umfasst. Friction clutch ( 1a . 1b ) according to one of the preceding claims, characterized in that the electromagnet arrangement ( 5a . 5b ) comprises two coil elements. Reibschaltkupplung (1a, 1b) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Funktionsteil (13a, 13b) das Permanentmagnetmittel (14a, 14b) umfasst. Friction clutch ( 1a . 1b ) according to one of the preceding claims, characterized in that the first functional part ( 13a . 13b ) the permanent magnet means ( 14a . 14b ). Reibschaltkupplung (1a, 1b) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlag (19a, 19b) für das erste Funktionsteil (13a, 13b) vorgesehen ist, wobei die Reibschaltkupplung (1a, 1b) eine Hülse (11a, 11b) umfasst, welche an der Welle (3a, 3b) drehfest angeordnet ist, und der Anschlag (19a, 19b) an der Hülse (11a, 11b) ausgebildet ist. Friction clutch ( 1a . 1b ) according to one of the preceding claims, characterized in that a stop ( 19a . 19b ) for the first functional part ( 13a . 13b ) is provided, wherein the friction clutch ( 1a . 1b ) a sleeve ( 11a . 11b ), which on the shaft ( 3a . 3b ) is arranged rotationally fixed, and the stop ( 19a . 19b ) on the sleeve ( 11a . 11b ) is trained. Reibschaltkupplung (1a, 1b) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (3a, 3b) einen zylinderartigen Umfang (20) aufweist und am Umfang (20) ein Keilwellenprofil besitzt. Friction clutch ( 1a . 1b ) according to one of the preceding claims, characterized in that the shaft ( 3a . 3b ) a cylinder-like circumference ( 20 ) and on the circumference ( 20 ) has a splined shaft profile. Reibschaltkupplung (1a) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibschaltkupplung (1a) ein Federelement (15a) umfasst mit dem das erste Funktionsteil (13a) in axialer Richtung an der Welle (3a) verschiebbar gelagert ist. Friction clutch ( 1a ) According to one of the preceding claims, characterized in that the friction clutch ( 1a ) a spring element ( 15a ) comprises the first functional part ( 13a ) in the axial direction on the shaft ( 3a ) is slidably mounted. Reibschaltkupplung (1a, 1b) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Funktionsteil (8a, 8b, 13a, 13b) jeweils eine Reibfläche (17a, 17b) umfassen und an den Reibflächen (17a, 17b), im elektrisch ungeschalteten Zustand der Elektromagnetanordnung (5a, 5b), aneinander anliegen. Friction clutch ( 1a . 1b ) according to one of the preceding claims, characterized in that the first and the second functional part ( 8a . 8b . 13a . 13b ) each have a friction surface ( 17a . 17b ) and at the friction surfaces ( 17a . 17b ), in the electrically unswitched state of the electromagnet arrangement ( 5a . 5b ), abut each other. Reibschaltkupplung (1a, 1b) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder das zweite Funktionsteil (8a, 8b, 13a, 13b) an der Reibfläche (17a, 17b) ein Reibbelag aufweist. Friction clutch ( 1a . 1b ) according to one of the preceding claims, characterized in that the first and / or the second functional part ( 8a . 8b . 13a . 13b ) on the friction surface ( 17a . 17b ) has a friction lining. Wasserpumpe (21) für einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs mit einer Reibschaltkupplung (1a, 1b) nach einem der vorangegangenen Ansprüche. Water pump ( 21 ) for an internal combustion engine of a vehicle having a friction clutch ( 1a . 1b ) according to any one of the preceding claims. Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs mit einer Wasserpumpe (21) nach Anspruch 13. Internal combustion engine of a vehicle with a water pump ( 21 ) according to claim 13.
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