DE1242949B

DE1242949B - Temperaturabhaengig schaltende Reibungskupplung

Info

Publication number: DE1242949B
Application number: DEF43202A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Moebius
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1964-06-18
Filing date: 1964-06-18
Publication date: 1967-06-22
Also published as: GB1068670A; US3323596A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Int. Cl.:

Nummer:

Aktenzeichen:

Anmeldetag:

F16d

Deutsche Kl.: 47 c-.8

F 43202X11/47 c

18. Juni 1964

22. Juni 1967

14. Dezember 1967

Auslegetag:

Ausgabetag:

Patentschrift stimmt mit der Auslegeschrift überein

Die Erfindung bezieht sich auf eine temperaturabhängig schaltende Reibungskupplung, insbesondere für den Antrieb des Lüfters von wassergekühlten Brennkraftmaschinen, bestehend aus einer Kupplungsglocke, in deren Hohlraum ein oder mehrere Reibflächenträger und ein auf einem Lageransatz der Kupplungsglocke gelagertes Kupplungsteil mit entsprechend der Anzahl der Reibflächenträger drehfest, aber schwenkbar befestigten Hebeln angeordnet sind, wobei durch axiale Bewegung der zentralliegenden Betätigungseinrichtung die Reibflächenträger mit der Kupplungsglocke in Eingriff gebracht werden.

Bekannt ist eine in Abhängigkeit von der Temperatur schaltende Kupplung für den Ventilatorantrieb von wassergekühlten Brennkraftmaschinen, wobei ein Reibband drehfest mit einem den Lüfter tragenden Kupplungsteil verbunden ist. Ein in der Drehachse gelagerter Hebel greift mit seinem in axialer Richtung umgebogenen Ende durch eine Aussparung des Lüfters in ein weiteres mit dem Reibband verbundenes Teil ein, wobei auf diesen Hebel in Umfangsrichtung auf der einen Flanke ein Thermostat und auf der anderen eine Rückholfeder wirkt. Dieser unmittelbar hinter dem Wasserkühler angeordnete Thermostat bewirkt bei Temperaturanstieg ein Verdrehen des Hebels und damit ein Betätigen der Kupplung. Bei dieser Konstruktion ist von Nachteil, daß über mehrere Teile die Bewegung des Thermostaten auf das Reibband übertragen und dadurch die Betriebssicherheit herabgesetzt wird. Da die Schwerpunkte von Thermostat, Rückholfeder und Hebel nicht mit der Drehachse zusammenfallen und ungleichmäßig am Umfang verteilt sind, entsteht beim Umlaufen des Lüfters eine starke Unwucht, die äußerst schwierig auszugleichen ist, da der Hebel zum Betätigen der Kupplung verdreht wird.

Die Anwendung eines Reibbandes ist sehr nachteilig, da entsprechend dem Gewicht des Reibbandes und der Drehzahl im eingerückten Zustand der Kupplung eine Fliehkraft an diesem angreift, welche zusätzlich zur Betätigungskraft das Reibband an das Antriebsteil der Kupplung drückt. Ein Lösen der Kupplung ist bei hoher Drehzahl nur mit einem sehr leichten Reibband gewährleistet, das aber dann eine sehr geringe Formstabilität aufweist und dadurch diese Kupplungen sehr störanfällig sind.

Weiter ist eine durch Bimetallstreifen geschaltete Kupplung bekannt, wobei die Reibbelagträger in dem Kupplungsstück drehfest, aber in radialer Richtung verschiebbar angeordnet sind. An dem Reibflächenträger und an dem Kupplungsteil sind einarmige Hebel derart angelenkt, daß sie ein Kniehebelsystem Temperaturabhängig schaltende
Reibungskupplung

Patentiert für:

Fichtel & Sachs A. G., Schweinfurt

Als Erfinder benannt:
Siegfried Möbius, Schweinfurt

bilden. Im Verbindungspunkt dieser beiden Hebel greift der Bimetallstreifen an, wobei für die Betätigung jedes Reibflächenträgers ein Bimetallstreifen vorgesehen ist. Nachteilig bei dieser Konstruktion ist, daß für die Reibflächenträger eine exakt ausgebildete

so Führung im Kupplungsteil vorhanden sein muß und infolge der Betätigung und des Aufbaues des Kniehebelsystems nicht nur eine Vielzahl von Teilen notwendig ist, sondern auch eine aufwendige und teuere Montage sich ergibt.

Bekannt ist ferner eine temperaturabhängig schaltende Kupplung, welche zur Übertragung der axialen Bewegung der Betätigungseinrichtung ein Kniehebelsystem verwendet, wobei die Betätigungshebel lediglich an den Reibflächenträgern angelenkt sind und deren radiale Verschiebung bei axialer Bewegung des Mittelteils bewirken. Auch diese Konstruktion ist mit einem sehr großen Bauaufwand behaftet.

Eine weitere bekannte Kupplungskonstruktion weist innerhalb der Kupplungsglocke drehbar an Mitnehmerannen angeordnete Hebel auf, die der Form der Reibfläche der Kupplungsglocke angepaßt sind. Die Betätigungshebel sind dabei an dem die Reibfläche tragenden Hebel und an der Schiebemuffe drehbar angelenkt. Das Drehmoment wird von der Kupplungsglocke über die die Reibflächen tragenden Hebel auf die Mitnehmerarme übertragen, während die an der Schiebemuffe und den Reibbelagträgern angelenkten Hebel nicht der Leistungsübertragung dienen, sondern lediglich der Betätigung der Kupplung dienen. Durch diese nicht drehmomentübertragende Betätigungshebel bedingt, wird eine derartige Konstruktion sehr teuer in der Herstellung, denn es sind außer den Gelenken zwischen den Mitnehmerarmen und den der Kupplungsglocke angepaßten Hebeln für jeden dieser Hebel zwei weitere Gelenke für die Betätigungshebel erforderlich. Außerdem

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müssen die Gelenke zwischen den Mitnehmerarmen und den der Reibfläche der Kupplungsglocke angepaßten Hebel sehr präzise ausgeführt sein, damit eine einwandfreie Fixierung der Reibbelagträger in Achsrichtung gewährleistet ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine temperaturabhängig schaltende Reibungskupplung zu schaffen, die einen einfachen, betriebssicheren und weitgehend wartungsfreien Aufbau besitzt und eine sehr geringe Baulänge aufweist, damit sie ohne Schwierigkeiten in bereits bestehende Kraftfahrzeuge eingebaut werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die an sich bekannten, das Drehmoment übertragenden Hebel doppelarmig ausgebildet sind, wobei der eine Hebelarm an seinem freien Ende den Reibflächenträger bildet und der andere Hebelarm mit der Betätigungseinrichtung in Verbindung steht. Ein derartiger Aufbau einer temperaturabhängig schaltenden Kupplung ist nicht nur äußerst einfach, da der eine Hebelarm gleichzeitig den Reibflächenträger bildet, sondern auch billig in der Herstellung und einfach in der Montage, denn es ist für jedes aus Reibflächenträger und doppelarmigem Hebel bestehende Bauteil nur ein einziger Drehpunkt erforderlich. Dabei dienen diese Hebel gleichzeitig der Drehmomentübertragung und als Betätigungshebel der Kupplung. Durch die schwenkbare Lagerung des doppelarmigen Hebels auf dem Kupplungsteil kann der Drehpunkt so an einer Stelle des Mitnehmers gewählt werden, daß die gesamte Fliehkraft hauptsächlich von dem Bolzen aufgenommen wird, womit ein einwandfreies Arbeiten der Kupplung auch bei hohen Drehzahlen gewährleistet ist. Bedingt durch den einfachen konstruktiven Aufbau der erfindungsgemäßen temperaturabhängig schaltenden Reibungskupplung wird eine sehr kurze Baulänge dieser Kupplung erzielt, so daß diese ohne Schwierigeiten in bereits bestehende Kraftfahrzeuge eingebaut werden kann. Gleichzeitig ist die Funktionssicherheit in hohem Maß gewährleistet, da das in Abhängigkeit der Kühlertemperatur wirkende Element unmittelbar hinter dem Kühler angeordnet ist.

Entsprechend einem Merkmal der Erfindung sind die mit der Betätigungseinrichtung zusammenwirkenden Hebelarme der doppelarmigen Hebel etwa kreissektorförmig ausgebildet. Dadurch ist es möglich, auch ein verhältnismäßig dünnes Blechteil zu verwenden, welches trotzdem die notwendige Steifheit des Doppelhebels gewährleistet, wodurch die erfindungsgemäße Konstruktion nicht nur ein geringes Gewicht aufweist, sondern auch billig in ihrer Herstellung ist.

Wie die Erfindung zeigt, weist jeder doppelarmige Hebel zur drehfesten Verbindung mit dem Kupplungsteil eine Aussparung auf, durch welche je ein mit dem Kupplungsteil verbundener Mitnehmer greift. Diese sehr einfache drehfeste, aber schwenkbare Verbindung der Hebel mit dem Kupplungsteil ermöglicht eine besonders gedrängte raumsparende Bauweise, was insbesondere bei dem oft nur zur Verfügung stehenden geringen Bauraum von großem Vorteil ist.

In den Zeichnungen sind beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung dargestellt.

F i g. 1 zeigt eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Kupplung, wobei der Lüfter samt Flansch und Betätigungseinrichtung abgenommen ist;

Fig. 2 stellt den Längsschnitt durch die Thermo-

kupplung dar, gemäß der Schnittlinie II-II in Fig. 1; Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch die Thermo-

kupplung mit einer konisch ausgebildeten Innenfläche der Antriebsteile, und

F i g. 4 zeigt einen Längsschnitt durch eine Kupplung mit einem als Scheibe ausgebildeten Antriebsteil. In den F i g. 1 und 2 ist der Reibflächenträger des Antriebsteiles 1 als Zylinder 2 ausgebildet. Auf dem

ίο Zapfen 3 des Antriebsteiles 1 ist das Kupplungsteil 4 mittels der beiden Kugellager 5 gelagert, die auf dem Zapfen 3 durch den Sicherungsring 6 und in den Kupplungsteil 4 durch den Sicherungsring 7 gegen axiale Verschiebung gesichert sind. Die doppelarmigen Hebel 8 weisen hochgebogene Laschen 9 mit Bohrungen auf, durch welche die Bolzen 10 greifen. Die einen Arme der doppelarmigen Hebel 8 tragen die Reibbeläge 11, während die freien Enden der anderen Hebelarme durch die Rückholfeder 12 gegen das Mittelstück 13 gedrückt werden. Der Flansch,14 ist zusammen mit dem Lüfter 15 auf dem Mitnehmer 16 des Kupplungsteiles 4 durch die Schrauben 17 befestigt. In der Einstellbüchse 18, welche in den Flansch 14 eingeschraubt ist und durch die Kontermutter 19 gesichert wird, sitzt der Thermostift 20, der mit seinem Stift 21 auf das Mittelstück 13 wirkt.

Die in F i g. 3 dargestellte Kupplung unterscheidet

sich von der nach den F i g. 1 und 2 nur durch die als Konus ausgebildete Innenfläche 22 des Antriebsteiles 1. Entsprechend dieser konischen Innenfläche ist auch der eine Hebelarm des doppelarmigen Hebels 8 ausgebildet. Bei der in Fi g. 4 dargestellten Kupplung tragen die einen Hebelarme des doppelarmigen Hebels 8 plattenförmige Reibflächen 23, welche mit dem als Scheibe ausgebildeten Antriebsteil 1 zusammenwirken. Zum Schutz gegen mechanische Beschädigung ist der Antriebsteil 1 mit einem dünnen zylinderförmigen Teil 24 verbunden.

Die Wirkungsweise der temperaturabhängig schaltenden Reibungskupplung wird im folgenden beschrieben.

Unmittelbar vor dem Thermostat 20 ist der nicht eingezeichnete Wasserkühler der Brennkraftmaschine angeordnet. Die Temperatur der Luft, die den Thermostat 20 beaufschlagt, steigt oder fällt entsprechend der Temperatur des Kühlwassers. Bei Erwärmung dehnt sich der Thermostat 20 aus und drückt mit dem Stift 21 gegen das Mittelstück 13, wodurch die doppelarmigen Hebel 8 entgegen der Rückholfeder 12 um den im Mitnehmer 16 angeordneten Bolzen 10 geschwenkt werden. Dies bewirkt, daß die einen Hebelarme mit dem Reibbelag 11 bzw. mit der plattenförmigen Reibfläche 23, mit der Gegenreibfläche des Antriebsteiles 1 in Eingriff kommen. Das Kupplungsteil 4 greift mit seinen Mitnehmern 16 durch die doppelarmigen Hebel 8 und stellt auf diese Weise eine drehfeste Verbindung mit diesen her. Besteht also eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Antriebsteil 1 und dem doppelarmigen Hebel 8, so wird durch die formschlüssige Verbindung des Doppelhebels 8 mit dem Kupplungsteil 4 der Lüfter 15, der fest mit dem Kupplungsteil 4 verbunden ist, zwangläufig mitgenommen.

Unterschreitet die Kühlwassertemperatur einen vorherbestimmten Wert, so sinkt auch die Lufttemperatur, die den Thermostat 20 beaufschlagt. Dadurch geht der Stift 21 zurück, und die Rückholfeder 12 bewirkt ein Lösen der doppelarmigen Hebel 8

vom Antriebsteill, wodurch auch der Lüfter vom Antrieb getrennt wird.

Ein Verdrehen der Einstellbüchse 18 im Gegengewinde des Flansches 14 bewirkt eine axiale Verschiebung des Thermostats 20. Auf diese Weise kann die gewünschte Schalttemperatur in gewissen Grenzen variiert werden.

Beispielsweise ist es ohne weiteres möglich, für die doppelarmigen Hebel 8, welche in der Beschreibung als Blechteile dargestellt sind, Massivteile zu verwenden. Die hochgebogenen Laschen i> der doppelarmigen Hebel 8 können auch einander gegenüberliegend angeordnet werden, so daß durch den verlängerten Bolzen 10 jeder doppelarmige Hebel 8 in seinem Drehpunkt zweimal gelagert wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Temperaturabhängig schaltende Reibungskupplung, insbesondere für den Antrieb des Lüfters von wassergekühlten Brennkraftmaschinen, bestehend aus einer Kupplungsglocke, in deren Hohlraum ein oder mehrere Reibflächenträger und ein auf einem Lageransatz der Kupplungsglocke gelagertes Kupplungsteil mit entsprechend der Anzahl der Reibflächenträger drehfest, aber schwenkbar befestigten Hebeln angeordnet ist, wobei durch axiale Bewegung der zentralliegenden Betätigungseinrichtung die Reibflächenträger mit der Kupplungsglocke in Eingriff gebracht werden, dadurchgekennzeich.net, daß die an sich bekannten, das Drehmoment übertragenden Hebel (8) doppelarmig ausgebildet sind, wobei der eine Hebelarm an seinem freien Ende den Reibflächenträger bildet und der andere Hebelarm mit der Beätigungseinrichtung in Verbindung steht.

2. Temperaturabhängig schaltende Reibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Betätigungseinrichtung zusammenwirkenden Hebelarme der doppelarmigen Hebel (8) etwa kreissektorförmig ausgebildet sind.

3. Temperaturabhängig schaltende Reibungskupplung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder doppelarmige Hebel (8) zur drehfesten Verbindung mit dem Kupplungsteil (4) eine Aussparung aufweist, durch welche je ein mit dem Kupplungsteil (4) verbundener Mitnehmer (16) greift.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1 196 282;
USA.-Patentschriften Nr. 1 393 895, 2 320 900,
811956.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen