DE1221859B

DE1221859B - Thermostatically controlled safety clutch

Info

Publication number: DE1221859B
Application number: DEB65145A
Authority: DE
Inventors: Raymond J Settimi
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Borg Warner Corp
Priority date: 1961-12-06
Filing date: 1961-12-12
Publication date: 1966-07-28

Description

Thermostatisch gesteuerte Sicherheitskupplung Die Erfindung nach der Patentanmeldung B 65146 XII / 47c betrifft eine Sicherheitskupplung zum selbsttätigen In- und Außerbetriebsetzen eines Maschinenteiles, insbesondere eines Luftventilators, mit einem an dem getriebenen Teil angeordneten temperaturabhängigen Schaltelement, das nur zu Beginn des Schaltvorganges in radialer Richtung wirkt, wobei der Reibbelagträger elastisch und zylindrisch ausgebildet ist und die Kupplung der beiden zu verbindenden Maschinenteile durch Zentrifugalkraft erfolgt. Während nun bei der Erfindung nach dem Hauptpatent als Zwischenglied zwischen dem Schaltelement und dem Temperaturmeßorgan ein Schaltstift vorgesehen ist, kann nun auch als temperaturabhängiges Schaltelement eine Bimetall-Spiralfeder Verwendung finden.Thermostatically controlled safety clutch The invention according to the Patent application B 65146 XII / 47c relates to a safety clutch for automatic Starting and stopping a machine part, in particular an air fan, with a temperature-dependent switching element arranged on the driven part, which only acts in the radial direction at the beginning of the switching process, whereby the friction lining is elastic and cylindrical and the coupling of the two to be connected Machine parts is done by centrifugal force. While now after the invention the main patent as an intermediate link between the switching element and the temperature measuring element a switching pin is provided, can now also be used as a temperature-dependent switching element a bimetal spiral spring can be used.

Es ist bereits eine Sicherheitskupplung zum selbsttätigen In- und Außerbetriebsetzen eines Luftventilators bekannt, bei der an dem getriebenen Teil eine Bimetall-Spiralfeder angeordnet ist, die in radialer Richtung auf eine Schraubmuffe wirkt, wobei durch die Längsverschiebung der Schraubmuffe das Aufeinanderdrücken der beiden senkrecht zu der Welle angeordneten Kupplungshälften bewirkt wird. Die übertragung der Stellkraft des Bimetallelementes auf die Kupplung ist dabei jedoch umständlich und der Bauaufwand, insbesondere wegen der Schraubmuffe, erheblich.It is already a safety coupling for automatic in and out It is known to put an air fan out of operation when the part being driven a bimetallic spiral spring is arranged, which in the radial direction on a screw sleeve acts, whereby by the longitudinal displacement of the screw sleeve the pressing on each other the two coupling halves arranged perpendicular to the shaft is effected. the Transfer of the actuating force of the bimetal element to the clutch is, however, in this case cumbersome and the construction costs, especially because of the screw socket, considerable.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung nach dem Hauptpatent ist deshalb bei einer Sicherheitskupplung der eingangs geschilderten Art, wobei das Schaltelement als Bimetall-Spiralfeder ausgebildet ist, das Schaltelement in an sich bekannter Weise so angeordnet, daß es den Reibbelagträger unmittelbar betätigt. Somit kann zur Übertragung der Stellkraft der Bimetall-Spiralfeder auf den Reibbelagträger sowohl der etwa im Mittelpunkt des getriebenen Kupplungsteiles schwenkbar gelagerte Hebel als auch der als Zwischenglied zwischen dem Schaltelement und dem Temperaturmeßorgan vorgesehene Schaltstift entfallen. Das Ende der Bimetall-Spiralfeder ist vielmehr in einfacher Weise unmittelbar mit dem Rei'obelagträger verbunden.In an advantageous development of the invention according to the main patent is therefore with a safety coupling of the type described above, where the switching element is designed as a bimetal spiral spring, the switching element in In a manner known per se, arranged so that it actuates the friction lining directly. Thus, the bimetallic spiral spring can be used to transmit the actuating force to the friction lining carrier both the pivotally mounted approximately in the center of the driven coupling part Lever as well as the intermediate element between the switching element and the temperature measuring element provided switch pin is not required. Rather, the end of the bimetal coil spring is connected directly to the friction lining carrier in a simple manner.

Es ist bekannt, bei einer Sicherheitskupplung am getriebenen Teil einen zylindrischen und elastischen Reibbelagträger anzuordnen, der von einer Spiralfeder derart beaufschlagt wird, daß der Reibbelagträger stets an die als Trommel ausgebildete andere Kupplungshälfte angedrückt wird. Dabei soll ein konstantes Drehmoment übertragen werden. Wird dieses Drehmoment überschritten, so rutscht die Kupplung durch. Ein temperaturabhängiges Schalten der Kupplung ist aber nicht vorgesehen.It is known for a safety clutch on the driven part to arrange a cylindrical and elastic friction lining supported by a spiral spring is acted upon in such a way that the friction lining carrier is always attached to the drum designed as a drum the other half of the coupling is pressed. A constant torque should be transmitted will. If this torque is exceeded, the clutch slips. A temperature-dependent switching of the clutch is not provided.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.An embodiment of the invention is shown below with reference to the Drawing explained in more detail.

F i g. 1 zeigt eine Ansicht im Schnitt; F i g. 2 zeigt eine Endansicht nach Linie 2-2 der F i g. 1 im Schnitt; F i g. 3 zeigt eine Teildarstellung des rechten Endes der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung, und F i g. 4 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Reibbelagträgers.F i g. Fig. 1 shows a view in section; F i g. Figure 2 shows an end view according to line 2-2 of FIG. 1 in section; F i g. 3 shows a partial illustration of the right end of the in F i g. 1 shown device, and FIG. 4 shows a perspective Representation of a friction lining.

Die in F i g. 1 gezeigte Vorrichtung besteht aus einem treibenden Teil 10, einem angetriebenen Teil 12 mit einem Ventilator 14, einem Kupplungselement 16 und einem Thermoelement 18 zur Betätigung der Kupplung.The in F i g. 1 shown consists of a driving device Part 10, a driven part 12 with a fan 14, a coupling element 16 and a thermocouple 18 for actuating the clutch.

Der treibende Teil 10 der Kupplung aus Aluminiumguß ist über einen Flansch 20 mit dem Gegenstück 22 verbunden, das auf der Wasserpumpenwelle 26 befestigt ist. Die Wasserpumpenwelle 26 und die daran befestigte Wasserpumpe werden über eine Riemenscheibe 30 angetrieben. Die Trommel 34 ist an ihrer inneren Umfangsfläche 36 mit einem Trommelfutter 38 versehen, deren Fläche 40 als Kupplungsfläche dient. Bezüglich Einzelheiten des Tragsternes 46, der Welle 44, der Lager 50 und des getriebenen Kupplungsteiles 12 mit dem Ventilator 14 wird auf das Hauptpatent verwiesen.The driving part 10 of the coupling made of cast aluminum is via a Flange 20 is connected to the counterpart 22 which is fastened on the water pump shaft 26 is. The water pump shaft 26 and the attached water pump are via a Pulley 30 driven. The drum 34 is on its inner peripheral surface 36 is provided with a drum chuck 38, the surface 40 of which serves as a coupling surface. In terms of Details of the support star 46, the shaft 44, the bearings 50 and the driven Coupling part 12 with the fan 14, reference is made to the main patent.

Das Kupplungselement 16 besteht aus einem elastischen Metallband 56 als Reibbelagträger; auf dessen Außenumfang ein aus Reibungsmaterial 58 bestehendes Band befestigt ist. Dieses Kupplungselement kann gemäß der Darstellung in F i g: 2 aus einem einfachen oder aus einem mehrfachen Umhüllungsband bestehen, d. h. einem Band, welches sich über mehr als 360° erstreckt, wie in F i g. 4 gezeigt. Auf dem einen Ende des Metallbandes 56 ist ein radial nach innen gebogener Abschnitt 60 gebildet. Im. zusammengebauten Zustand wird der Abschnitt 60 in einen in dem Tragstern 46 gebildeten radial verlaufenden Schlitz 61 eingesetzt. An ihm ist an der inneren Umfangsseite ein axial verlaufender Steuerlappen 63 durch Punktschweißen befestigt, in welchem ein axial verlaufender Schlitz 64 gebildet ist.The coupling element 16 consists of an elastic metal band 56 as a friction lining carrier; on the outer periphery of which a band made of friction material 58 is attached. As shown in FIG. 2, this coupling element can consist of a single or multiple wrapping tape, ie a tape which extends over more than 360 °, as in FIG. 4 shown. On one end of the metal strip 56, a radially inwardly bent section 60 is formed. In the assembled state, the section 60 is inserted into a radially extending slot 61 formed in the support star 46. An axially extending control tab 63 is attached to it on the inner circumferential side by spot welding, in which an axially extending slot 64 is formed.

Das thermische Element 18 besteht aus einer Bimetall-Spiralfeder 65, die an einer Kappe 66 befestig ist. Die Kappe 66 besteht aus einem axial verlaufenden Nabenabschnitt 68 und einem radial verlaufenden rüigförmigen Flansch 70. In dem Flansch 70 sind zur Befestigung des ringförmigen Körpers an dem Tragstern 46 mehrere Löcher 72 gebildet. Der Nabenabschnitt 68 liegt in der Mitte des ringförmigen Körpers 66 und steht gemäß der Darstellung in F i g. 1 in axialer Richtung vor. In dem Nabenabschnitt 68 ist ein Schlitz 74 zur Aufnahme der abgebogenen Lasche 76 der Bimetall-Spiralfeder 65 vorgesehen.The thermal element 18 consists of a bimetal spiral spring 65, which is attached to a cap 66. The cap 66 consists of an axially extending Hub portion 68 and a radially extending rib-shaped flange 70. In the Flanges 70 are several for fastening the annular body to the star support 46 Holes 72 are formed. The hub portion 68 is in the center of the annular body 66 and is as shown in FIG. 1 in the axial direction. In the hub section 68 is a slot 74 for receiving the bent tab 76 of the bimetal coil spring 65 provided.

In dem Flanschabschnitt 80 des Ventilators ist ein Umfangsschlitz 84 gebildet, der sich über einen Bogen von etwa 30° erstreckt, um einen angemessenen Spielraum vorzusehen. In der zusammengebauten Vorrichtung erstreckt sich der Steuerlappen 63 des Reibungsbandes 56 durch den Schlitz 84 hindurch und ist mit Bezug auf das Bimetallelement 65 derart angeordnet, daß der radial verlaufende Lappen 78 des Bimetall-Elementes 65 von dem Schlitz des Steuerlappens 63 aufgenommen wird.In the flange portion 80 of the fan is a circumferential slot 84 formed, which extends over an arc of about 30 ° to a reasonable Provide leeway. In the assembled device, the control tab extends 63 of the friction band 56 through the slot 84 and is referenced with reference to FIG Bimetal element 65 arranged such that the radially extending tab 78 of the bimetal element 65 is received by the slot of the control tab 63.

Ist die Vorrichtung hinter dem Kühler 88 eines Kraftfahrzeuges angeordnet, so verstellt sich die Bimetall-Spiralfeder 65 beim Erreichen einer bestimmten Motortemperatur in der in F i g. 3 durch einen Pfeil angedeuteten Weise, so daß das Kupplungselement'16 radial ausgedehnt wird und in eine Anfangsberührung mit der Kupplungsfläche 40 gerät. Dadurch wird der getriebene Teil 12 mitgenommen und beschleunigt, so daß auf das Kupplungselement 16 eine ständig zunehmende Zentrifugalkraft ausgeübt wird. Schließlich erzeugen die selbsttätig wirkenden Eigenschaften des Kupplungselementes 16 einen vollkommenen Eingriff zwischen dem Kupplungselement und der Kupplungsfläche 40, so daß der getriebene Kupplungsteil 12 und der daran befestigte Ventilatorsatz 14 dieselbe Drehzahl annehmen wie der treibende Kupplungsteil 10. Hierbei ist zu beachten, daß das thermische Element 18 lediglich wirksam ist, um den Anfangseingriff zwischen dem Kupplungselement 16 und der Kupplungsfläche 40 zu verursachen. Es ist nicht erforderlich, daß die von dem thermischen Element 18 ausgeübte Kraft ausreicht, das Kupplungselement 16 mit einer solchen Kraft auszudehnen, die genügt, um von sich aus einen vollkommenen und sicheren Eingriff zwischen dem treibenden und dem angetriebenen Körper zu erwirken.If the device is arranged behind the radiator 88 of a motor vehicle, the bimetallic spiral spring 65 is adjusted when a certain engine temperature is reached in the in F i g. 3 by an arrow indicated manner, so that the coupling element'16 is expanded radially and comes into initial contact with the coupling surface 40. As a result, the driven part 12 is carried along and accelerated, so that on the Coupling element 16 a constantly increasing centrifugal force is exerted. In the end generate the automatically acting properties of the coupling element 16 a perfect engagement between the coupling element and the coupling surface 40, so that the driven coupling part 12 and the attached fan set 14 Assume the same speed as the driving coupling part 10. It should be noted that that the thermal element 18 is only effective to the initial engagement between to cause the coupling element 16 and the coupling surface 40. It is not required that the force exerted by the thermal element 18 is sufficient, the coupling element 16 to expand with such a force that is sufficient to move from result from a perfect and safe engagement between the driving and the driven body to achieve.

Beim Kühlen der Luft durch den umlaufenden Ventilator haben die Windungen des thermischen Elementes die Neigung, sich zusammenzuziehen und den äußeren Lappen 78 entgegen dem Uhrzeigersinn zu bewegen, und es wird auf das lose Ende 62 des Kupplungselementes 16 ein Drehmoment in einer solchen Richtung ausgeübt, daß dieses Ende aus seinem Eingriff mit der Kupplungsfläche gelöst wird. Dieses Drehmoment baut sich bei zunehmender Kühlung allmählich auf, bis es sowohl die Zentrifugalkraft als auch die dem angetriebenen Kupplungselement innewohnende Eingriffskraft überwindet. Infolge des sich aufbauenden Drehmomentes tritt eine vollkommene Auskupplung sehr schnell ein, wenn diese erst einmal begonnen hat, da die Zentrifugalkraft beim teilweisen Auskuppeln des Ventilators immer geringer wird.When the air is cooled by the rotating fan, the windings have the thermal element has a tendency to contract and the outer lobe 78 to move counterclockwise, and it is on the loose end 62 of the coupling element 16 exerted a torque in such a direction that this end from its Engagement with the coupling surface is released. This torque builds up with increasing Cooling gradually up until there is both centrifugal force and that of the driven one Coupling element inherent engagement force overcomes. As a result of the building up Torque, a complete disengagement occurs very quickly, if this only has started once, because the centrifugal force when the fan is partially disengaged is getting smaller.

Claims

Claim: Safety clutch for automatic starting and stopping a machine part, in particular an air fan, with one driven on Partly arranged temperature-dependent switching element that is only used at the beginning of the switching process acts in the radial direction, the friction lining carrier being elastic and cylindrical is formed and the coupling of the two machine parts to be connected by Centrifugal force takes place according to patent application B 65146 XII / 47c, whereby the switching element is designed as a bimetal spiral spring, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the switching element (65) is arranged in a manner known per se so that it actuates the friction lining carrier (56) directly.