DE1476413B1 - Kuehlluftgeblaeseantrieb fuer Brennkraftmaschinen,insbesondere Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Kühlluftgebläseantrieb Es ist möglich, auch die Zusatzkupplung mit einem für Brennkraftmaschinen, insbesondere Brennkraft- Momentschalter zu versehen. Das wird aber im all-

maschinen in Kraftfahrzeugen, mittels einer thermo- gemeinen nicht nötig sein, wenn der Schaltpunkt der

statgesteuerten Kupplung, deren Thermostat im Zusatzkupplung entsprechend gewählt wird.

Kühlerabluftstrom angeordnet ist. 5 Für die Auswahl des Schaltpunktes sind folgende

Bei Kühlluftgebläseantrieben dieser Art ist es er- Überlegungen zu beachten:

forderlich, sowohl die Einschalttemperatur für die Der Fahrzeugmotor hat eine Leerlaufdrehzahl, mit Kupplung als auch die Ausschalttemperatur mög- der er im Stand, bei Fahrzeuggeschwindigkeit Null, liehst hoch zu wählen. Damit wird der Ausnutzungs- läuft. Diese Leerlaufdrehzahl kann durch zusätzliche grad der Lüfterkupplung vergrößert und die Laufzeit io Einrichtungen, wie Kaltstartvorrichtung, Anhebung des Lüfters auf das geringstmögliche Maß herab- der Drehzahl durch Gemischanreicherung u. ä., wählgesetzt, bar erhöht werden. Auch diese erhöhte Leerlaufdreh-

Dieser Forderung stehen Betriebszustände, ins- zahl ist als niedrigste Betriebsdrehzahl bei angekupbesondere bei Leerlauf, gegenüber, die oft recht er- peltem Fahrzeug nicht ausreichend. Es besteht also hebliche Abweichungen von den wünschenswerten 15 immer ein Drehzahlsprung von mehreren 100 U/min Schalttemperaturen bedingen. Ursächlich ist, daß die zwischen der erhöhten Leerlaufdrehzahl und der nied-Geschwindigkeit des Fahrzeugs bei Leerlauf des rigsten Drehzahl für ruckfreies Fahren bei anMotors meist Null ist, es kann dann vorkommen, daß gekuppeltem Motor. Diese Drehzahldifferenz wird die Abluft des Kühlers das Regelorgan nicht erreicht immer schnell durchfahren, so daß die Zusatzkuppoder daß die Abluft bereits so weit abgekühlt ist, daß 20 lung keine besondere Momentschaltung braucht, das Regelorgan verfälscht wirkt. wenn die Öffnungsdrehzahl in den Bereich der

Man hat versucht, durch Erhöhung der Reibung Differenzdrehzahl gelegt ist. Damit ist eine einfache Λ

in der Lagerabdichtung der Kupplung oder auch sonst Ausführung für die Zusatzkupplung möglich. Der

durch Reibpaarungen die Mitnahme des Lüfterblattes Bauaufwand dafür ist gering.

auch bei offener Kupplung sicherzustellen. Diese 25 Es ist auch möglich, die Teile der thermostatisch Maßnahmen haben jedoch nur einen bedingten Wert, gesteuerten Kupplung so auszubilden bzw. mit Teilen weil die erhöhte Reibung über den gesamten Arbeits- der Zusatzkupplung zu vereinen, daß die thermostabereich wirksam ist und bei den hohen Drehzahl- tisch gesteuerte Kupplung im wählbaren Drehzahldifferenzen eine unzulässige Erwärmung ergibt, die bereich ζ. B. durch Kraftspeicher geschlossen ist oft sogar zur Zerstörung, z. B. der Dichtelemente, 30 und in anderen Drehzahlbereichen die Steuerung führt. Bei Verwendung von hydraulischen Schlupf- der thermostatisch gesteuerten Kupplung in übkupplungen ist es bekannt, den Arbeitsbereich der licher Weise durch das wärmeempfindliche Regel-Kupplung höher zu legen, so daß auch im Leerlauf- organ erfolgt.

betrieb eine genügende Mitnahme erfolgt. Auch hier Die Anordnung ist anzuwenden bei allen durch die

ist das entsprechende Reibmoment über den ganzen 35 Abluft des Kühlers gesteuerten Lüfterkupplungen,

Drehzahlbereich wirksam und ergibt damit zusatz- ganz gleich, ob es sich um mechanische Kupplungen

liehe Erwärmungen, die zu Schwierigkeiten führen mit oder ohne Selbstverstärkung, elektromagnetische

und einen Teil der eingesparten Leistung wieder ver- Kupplungen oder hydraulische Schlupfkupplungen,

nichten. Der Ausnutzungsgrad der Lüfterkupplung z. B. Viskositätskupplungen, handelt,

sinkt damit sehr stark. 40 In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele

Die Erfindung hat zur Aufgabe, bei Kühlluft- für die Erfindung dargestellt. Es zeigt

gebläsen der eingangs erwähnten Art die Mitnahme F i g. 1 die Anordnung eines Antriebs mit thermo-

des Lüfterblattes bei stehendem Fahrzeug sicherzu- statisch gesteuerter Lüfterkupplung und mit Zusatz- ä

stellen, ohne die Wirkung der Kupplung des Kühl- kupplung im Axialschnitt, "

luftgebläses im normalen Betrieb zu beeinflussen. 45 F i g. 2 einen Radialschnitt durch die Zusatzkupp-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- lung als kraftschlüssige Kupplung in Ruhestellung,

löst, daß die Kupplung zusätzliche Kupplungsglieder F i g. 3 ein Ausführungsbeispiel einer formschlüssi-

aufweist, deren Kraftschluß drehzahlabhängig und un- gen Zusatzkupplung und

abhängig von der thermostatgesteuerten Kupplung er- F i g. 4 einen axialen Teilschnitt einer thermosta-

folgt. 50 tisch gesteuerten Lüfterkupplung, die in einem wähl-

Die Anordnung ist besonders einfach, wenn gemäß baren Drehzahlbereich durch einen Kraftspeicher ge-

einem weiteren Merkmal der Erfindung die zusatz- schlossen ist.

liehen Kupplungsglieder eine Fliehkraftkupplung Der nicht dargestellte Motor treibt eine Riemenbilden, scheibe 1. Die Riemenscheibe 1 ist an einer Flansch-

Mit einer parallelgeschalteten Zusatzkupplung ist 55 welle 2 befestigt, die gleichzeitig als Wasserpumpen-

es möglich, das Reibmoment bei niedrigen Dreh- welle arbeiten kann. An der Flanschwelle 2 ist ein

zahlen zu erhöhen und bei einer bestimmbaren Dreh- Antriebsflansch 3 mit Schrauben 4 befestigt, der so-

zahl die Zusatzkupplung abzuschalten. Von diesem mit dauernd mit dem Antriebsmotor umläuft. Am

Punkt an erfolgt die Mitnahme des Abtriebs der Antriebsflansch 3 ist ein Reibbelag 5 vorgesehen.

Kupplung, auf der das Lüfterblatt angebracht ist, 60 Mittels der Kugellager 6 und 7 ist die Lüfterwelle 8

allein durch die thermostatisch gesteuerte Kupplung. im Antriebsflansch gelagert. Sie hat einen Flansch 9,

Bei der Festlegung der Schaltpunkte braucht dann an dem das Lüfterblatt 10 mit den Schrauben 11 be-

nicht auf den Betriebszustand Leerlauf, Leerlauf am festigt ist.

Berg bei Fahrgeschwindigkeit Null u. ä. Rücksicht An der Lüfterwelle 8 ist stirnseitig ein wärmegenommen zu werden, da bei diesen Betriebszustän- 65 empfindliches Regelorgan 12 befestigt, welches mit den die Mitnahme des Lüfterblattes und damit die einem ringförmigen Reibkörper 13 über Arme 14 so ausreichende Wärmeabfuhr durch die den Kühler verbunden ist, daß die Axialbewegung des Regeldurchströmende Abluft gesichert ist. organs den Reibkörper 13 gegen den Reibbelag 5

drückt. Das zu übertragende Drehmoment wird durch Anlage der Arme 14 am Flansch 9 übertragen.

Es ist im vorliegenden Fall ohne Bedeutung, ob die Kraft des Regelorgans 12 direkt oder über einen Verstärker auf den Reibkörper 13 übertragen wird.

Vor dem wärmeempfindlichen Regelorgan 12, in Fahrtrichtung gesehen, ist der Kühler 15 angeordnet. Aus diesem tritt die erwärmte Abluft, durch Pfeile 16 dargestellt, aus und beaufschlagt das wärmeempfindliche Regelorgan.

In einer Ausnehmung 17 des Antriebsflansches ist die Zusatzkupplung angeordnet. In dieser Ausnehmung sind Mitnehmer 18 vorgesehen, gegen welche Fliehgewichte 19, die durch eine Schlauchfeder 20 nach innen gespannt werden, arbeiten. Diese Fliehgewichte drücken im Ruhezustand gegen die zylindrische Außenfläche des Reibkörpers 21, der fest mit der Lüfterwelle8 verbunden ist. In Fig. 1 ist die Anordnung so dargestellt, daß die Zusatzkupplung geöffnet ist. Die Fliehgewichte 19 werden entgegen der Wirkung der Schlauchfeder 20 durch die Fliehkraft nach außen gedrückt und haben keine Berührung zum Reibkörper 21. Diese gezeigte Stellung ist die normale Stellung bei Fahrbetrieb. Die thermostatisch gesteuerte Lüfterkupplung kann unbeeinflußt entsprechend den vorgesehenen Schalttemperaturen den Lüfter an- und abschalten.

In F i g. 2 ist eine kraftschlüssige Reibungskupplung entsprechend der in F i g. 1 im Querschnitt dargestellt. Die Antriebsrichtung ist durch Pfeil P gezeigt. Die Anordnung ist so gezeichnet, wie sie bei Stand- oder bei Leerlaufdrehzahl arbeitet, d. h., die Mitnahme des auf der Lüfterwelle befestigten Reibbelages 21 erfolgt durch Reibschluß vom Antriebsflansch 3 her. Wenn nun z. B. in dem gewählten Differenzdrehzahlbereich die Fliehkraft größer wird als die Zuspannkraft der Schlauchfeder 20, legen sich die Fliehgewichte 19 innen am Antriebsflansch 3 an und heben sich von dem Reibkörper 21 ab. Dadurch ist der Reibschluß zwischen Antrieb und Abtrieb aufgehoben.

F i g. 3 zeigt eine andere Lösung für die Zusatzkupplung. Der Antriebsflansch 3 dreht sich in Richtung des Pfeiles P. Der Antriebsflansch hat eine Ausnehmung 22. Konzentrisch zum Antriebsflansch 3 ist eine Lüfterwelle 23 angeordnet. Diese hat eine Nase 24. Mit der Nase 24 arbeitet eine Nase 25 eines Fliehgewichtes 26 zusammen. Am Fliehgewicht 26 ist eine spiralförmige Feder 27 befestigt. Das Ende der Feder 27 liegt an der Ausnehmung 22 unter Vorspannung an und ist so ausgelegt, daß das Fliehgewicht unterhalb einer bestimmten Drehzahl eine Kraft nach innen erfährt, welche die Nasen 24 und 25 in Eingriff bringt. Am Ende der Spiralfeder 27 ist noch ein Gewicht 28 befestigt, das als Massenausgleich gegenüber dem Fliehgewicht 26 dient. Wird nun der Antriebsflansch 3 im Sinne des Pfeiles P gedreht, so nimmt dieser durch den Reibschluß über die Feder 27, Fliehgewicht 26 mit Nase 25, die Lüfterwelle 23 mit Nase 24 mit. Bei steigender Drehzahl wird die Fliehkraft des Fliehgewichtes 26 die nach innen wirkende Federkraft überwinden, das Fliehgewicht bewegt sich nach außen, und die Berührungsflächen der Nasen 24 und 25 kommen außer Eingriff. Die Zusatzkupplung ist geöffnet. Diese Stellung entspricht dann der Stellung beim allgemeinen Fahrbetrieb.

Wird die Drehzahl des Antriebsflansches z.B. durch Drosseln des Motors verringert, so wird die Fliehkraft am Gewicht 26 immer kleiner. Innerhalb eines Drehzahlbereiches wird das Fliehgewicht 26 so weit durch die Federkraft nach innen bewegt werden, daß die Nasen 24 und 25 in Berührung kommen. Diese Berührung erfolgt bei niedrigen Drehzahlen, der auftretende Stoß wird durch den Schlupf der Spiralfeder an der inneren, zylindrischen Ausnehmung 22 gedämpft.

F i g. 4 zeigt einen Abschnitt einer thermostatisch gesteuerten Lüfterkupplung, die in einem wählbaren Drehzahlbereich durch einen Kraftspeicher geschlossen wird.

Es bedeuten: 1 die Riemenscheibe, 2 die Flanschwelle, 30 den Antriebsflansch mit radialen Aussparungen 31. Die Lüfterwelle 32 hat einen Flansch 33 mit Ausnehmungen 34, durch welche Ansätze 35 des Reibkörpers 36 geführt sind. Die Ansätze 35 übertragen die Bewegung des Regelorgans 37 auf den Reibkörper 36 und legen diesen in Ruhelage gegen Flansch 33.

Am Antriebsflansch 30 ist eine Lamelle 38 drehfest, jedoch axial beweglich, angeordnet. Das Drehmoment der Reiblamelle 38 wird über Verzahnung

39 des Antriebsflansches 30 übertragen.

Im normalen Fahrbetrieb hat die Lamelle 38 die gezeichnete Stellung; sie wird unter Einfluß eines Fliehkraftschalters 41 über Hebelwerk mit Drehpunkt

40 gegen die Wirkung von Federn 42 — hier versetzt gezeichnet — an den Antriebsflansch angelegt. Wird jetzt bei steigender Ablufttemperatur das Regelorgan tätig, so kommt Reibkörper 36 zur Anlage an Lamelle 38, und die Lüfterwelle 32 mit Flansch 33, Lüfterblatt 10 wird mit dem Antrieb verbunden. Wird die Schalttemperatur des Regelorgans unterschritten, so öffnet die Kupplung wieder. Wird nun auch eine gewählte Drehzahl unterschritten, so arbeiten die Federn 42 und drücken die Lamelle 38 gegen Reibkörper 36, der sich am Flansch 33 abstützt. Damit ist die Kupplung unabhängig vom wärmeempfindlichen Regelorgan geschlossen und sichert bei niedrigen Drehzahlen, insbesondere bei stehendem Fahrzeug, den erforderlichen Luftdurchsatz durch den Kühler.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Kühlluftgebläseantrieb für Brennkraftmaschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen, mittels einer thermostatgesteuerten Kupplung, deren Thermostat im Kühlerabluftstrom angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung zusätzliche Kupplungsglieder (19; 26) aufweist, deren Kraftschluß drehzahlabhängig und unabhängig von der thermostatgesteuerten Kupplung erfolgt.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Kupplungsglieder (19; 26) eine Fliehkraftkupplung bilden.

3. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fliehkraftkupplung durch mindestens drei mit Mitnehmern (18) des Antriebsflansches (3) verbundenen Fliehgewichten (19), die durch eine Schlauchfeder (20), gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Reibringes (21), gegen die Antriebswelle (8) gedrückt sind, gebildet wird.

4. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

gekennzeichnet, daß der Kraftschluß mit steigender, wählbarer Drehzahl aufgehoben ist.

5. Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaitdrehzahl der Kupplungsglieder zwischen Leerlauf- und Betriebsdrehzahl der Brennkraftmaschine liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen