DE1626008B1 - Thermostatgesteuerte Reibkupplung zum Antrieb eines Kühlgebläses für Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

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110 die Schlingfederkupplung beziffert, welche das gekuppeltem Zustand der Reibkupplung und der

Moment zum Antrieb des Lüfterrades 151 überträgt. Steuerkupplung (Fig. 2) mit dem Wellenzapfen 114

Dieses Moment wird von der nicht dargestellten gekuppelt.

Brennkraftmaschine aufgebracht und durch einen Die Steuerkupplung 111 besteht aus dem Klemm-

Keilriemen auf die Keilriemenscheibe 113 übertra- 5 vorrichtungsteil 131, dem Schaltelement 142, auf

gen. Die Keilriemenscheibe 113 ist fest mit einem dessen Oberseite ein ringscheibenförmiger Kupplungs-

in dem Motorblock gelagerten Wellenzapfen 114 belag 152 fest angeordnet ist, sowie der an dem

verbunden. Auf diesen Wellenzapfen 114 ist eine Steuerkupplungsglied bei 153 befestigten Ringfeder

Hohlwelle 115 fest aufgepreßt, deren freies 145. Die Bandkupplung besteht aus der Trommel

Endstück 116 geschlitzt ist. In das freie Endstück io 141, dem Kupplungsband 147 und dem Reibkupp-

116 ist ein Wachsthermostat 119 eingesetzt und lungsglied 137.

durch eine Sicherungsscheibe 117 befestigt. Der Die hochgebogenen Lappen 154 der Trommel Wachsthermostat 119 besitzt ein Gehäuse, welches übergreifen mit ihren nach innen abgebogenen freien von einem axial verschiebbaren Stempel 121 durch- Enden das Schaltelement 142, wobei in ausgekuppeldrungen wird. In den Schlitzen 122 des Endstückes 15 tem Zustand der Steuerkupplung (Fig. 1) die aus der 116 sind zwei axiale, sich diagonal gegenüberstehende Unterlagscheibe 143, der Tellerfeder 144 und dem Arme 124 eines U-förmigen ersten Klemmvorrich- Schaltelement 142 bestehende, unter sich vorgetungsteiles 123 axial verschiebbar geführt, dessen spannte Einheit mit geringem axialem Spiel zwischen Mittelsteg 125 mittels einer sich an der Stirnseite des den umgebogenen Enden der Lappen 154 und der Wellenzapfens 114 abstützenden Kegelfeder 126 stan- 20 oberen Stirnseite der Trommel 141 gelagert ist, so dig an die freie Stirnseite des Stempels 121 ange- daß diese Einheit relativ zu der Trommel leicht drückt wird, so daß es die Bewegung des Stempels schwenken kann. Das Schaltelement 142 weist auf mitmacht. Die beiden axialen Arme 124 sind in der seiner Außenseite drei radial abstehende Vorsprünge besonders deutlich aus Fig. 3 ersichtlichen Weise 155 auf, die über den Teilkreis der Lappen 154 hinschräg nach außen zur Bildung von Zapfen 129 25 ausragen und so eine Winkelverscnwenkung des Schaltabgebogen, die ihrerseits mit einer Kurvenbahn elementes 142 gegenüber der Trommel 141 von unge-

130 eines zweiten Klemmvorrichtungsteiles 131 der fähr 100° ermöglichen. Die Ringfeder 145 bewirkt Klemmvorrichtung zusammenwirken. hierbei, daß in ausgekuppeltem Zustand die Lappen

Das Klemmvorrichtungsteil 131 besitzt zwei aus 154 in der in F i g, 3 bei 156 strichpunktiert dargeder Scheibenebene in der dargestellten Weise (F i g. 3) 3° stellten Stellung an den Vorsprüngen 155 anliegen. In herausgebogene, als Klemmnocken dienende Lappen dieser Stellung ist das Kupplungsband 147 entspannt 133, deren Oberseiten schiefe Ebenen 132 bilden. Das und befindet sich in der in F i g. 1 dargestellten Stelscheibenförmige Klemmvorrichtungsteil 131 wird lung. Die Ringfeder, deren Endstück 149 sich in mittels einer Druckfeder 127 an die Zapfen 129 des Richtung des Doppelpfeiles C (Fig. 3) elastisch be-Klemmvorrichtungsteiles 123 angedrückt. Die Druck- 35 wegen kann, bewirkt ein ruckfreies Einkuppeln der feder 127 stützt sich dabei an einem in die Hohlwelle Schlingfederkupplung. In eingekuppeltem Zustand 115 eingesetzten Sicherungsring 134 ab, der die Lage liegen die Lappen 154 an den anderen Seiten der des auf der Hohlwelle befestigten Innenringes 135 Vorsprünge 155 an, wodurch die elastische Verbieeines Kugellagers 136 sichert. Auf der Hohlwelle 115 gung der Ringfeder 145 und damit die von ihr auf das ist ferner ein topfförmiges Reibkupplungsglied 137 40 Kupplungsband 147 ausgeübte Schaltkraft begrenzt fest angeordnet, das einen zylindrischen Kupplungs- wird. Hierdurch wird ein zu hartes Einkuppeln der "belag 139 trägt. Wenn der betreffende Kraftfahrzeug- Schlingfederkupplung verhindert,
motor läuft, wird der Wellenzapfen 114 mit propor- In F i g. 3 ist eine Explosionsdarstellung der wich-

tionaler Drehzahl über die Keilriemenscheibe 113 an- tigsten Teile der in den F i g. 1 und 2 dargestellten getrieben. Mit dem Wellenzapfen sind hierbei die 45 Reibkupplung wiedergegeben, wobei jedoch der Teile 113,115,117,119,123,126,134,135 und 137 Wellenzapfen und alle für das Verständnis der Erdrehfest verbunden. Auch das Klemmvorrichtungsteil findung nicht wichtigen Teile, wie Sicherungsscheiben,

131 mit Druckfeder 127 nimmt an der Drehung stan- Schrauben od. dgl., zur besseren Übersicht weggedig teil, kann sich jedoch relativ zu dem Klemmvor- lassen sind.

richtungsteil 123 in Urnfangsrichtung drehen und 50 Die Funktion dieser thermostatgesteuerten Reibauch zu diesem axial verschieben. kupplung ist folgende: In F i g. 1 befindet sich die

Dagegen nehmen die von dem Außenring 140 des Reibkupplung in ihrem ausgerückten Zustand. Der Kugellagers getragenen Teile in ausgekuppeltem Zu- Stempel 121 des Wachsthermostaten 119 steht geringstand der Reibkupplung und der Steuerkupplung fügig über das Gehäuse 120 über, so daß das Klemmnicht an der Drehung des Wellenzapfens 114 teil. Es 55 vorrichtungsteil 123 die dargestellte Stellung einhandelt sich hier um die fest auf dem Außenring 140 nimmt. Das Klemmvorrichtungsteil 131 ist mittels der angeordnete Trommel 141, das an der Oberseite der Druckfeder 127 in der dargestellten Weise an die Trommel über eine Unterlagscheibe 143 und eine Zapfen 129, von denen nur einer zu sehen ist, ange-Tellerfeder 144 abgestützte Schaltelement 142, eine drückt. Die Zapfen 129 können bei ausgekuppelter an der Unterseite des Steuerkupplungsgliedes ange- 60 Kupplung nur auf dem tiefsten Teil der Kurvenbahn ordnete Ringfeder 145, ein an der Innenseite des 130 und nicht auf den schiefen Ebenen 132 anliegen Außenmantels 146 der Trommel 141 befestigtes und so keinen Klemmdruck ausüben. Das Steuer-Kupplungsband 147, dessen anderes Ende in das in kupplungsglied befindet sich in seiner höchsten Stelaxialer Richtung abgebogene freie Ende 149 der lung. Die Steuerkupplung und die Schlingfederkupp-Ringfeder eingehängt ist, und ein strichpunktiert an- 65 lung sind ausgekuppelt.

gedeutetes, auf dem Außenflansch 150 der Trommel Wenn der Wachsthermostat 119 durch Ansteigen

141 mittels nicht näher dargestellten Schrauben be- der Temperatur der ihn beaufschlagenden Kühlluft festigtes Lüfterrad 151. Diese Teile sind nur in ein- zunehmend erwärmt wird, wandert der Stempel 121

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entsprechend nach rechts, so daß die beiden Kleinm- angetriebenen Schaltelement 142 nachzueilen. Der vorrichtungsteile 123 und 131 in gleichem Maße nach angetriebene Kupplungsbelag 139 versucht, das Kupprechts bewegt werden. Im Gefolge dieser Bewegung lungsband mitzunehmen und bewirkt eine Verstärkommt die Unterseite des Klemmvorrichtungsteiles kung der Spannung des Kupplungsbandes und so eine 131 in Berührung mit dem Kupplungsbelag 152. Da 5 erhebliche Vergrößerung' der Flächenpressung des sich das Klemmvorrichtungsteil 131 mit dem Wellen- Kupplungsbandes. Das auf das Ende 157 des Kuppzapfen dreht, versucht es, den Kupplungsbelag 152 lungsbandes von der Ringfeder ausgeübte Dreh- und damit das Schaltelement 142 mitzunehmen, wo- moment D 2 erzeugt hierbei ein Reibmoment D1 der durch es abgebremst wird und sich relativ zu den Bandkupplung von D1 — D 2 · (s^ · ψ + 1), wobei μ Zapfen 129 des Klemmvorrichtungsteiles 123 ver- io der Reibungskoeffizient und φ der UmscMingungsdreht, bis diese Zapfen auf die schiefen Ebenen 132 winkel ist. Auf diese Weise gelingt es, mit einem geauflaufen und hierdurch den axialen Druck auf das ringen Kupplungsdruck der Steuerkupplung und Klemmvorrichtungsteil 131 selbsttätig verstärken, wo- einer geringen Spannung der Ringfeder die Trommel durch dieses, ohne daß sich die Lage des Stempels 141 mit zugeordnetem Lüfterrad schlupffrei mit dem zu verändern braucht, verstärkt an den Kupplungs- 15 Kupplungsbelag 139 und damit mit dem Wellenbelag 152 des Schaltelementes 142 angepreßt wird zapfen zu kuppeln. Das Einkuppeln erfolgt ab der und dieses mitzudrehen versucht (Fig. 2). In diesem Berührung zwischen dem Klemmvorrichtungsteil 131 Ausführungsbeispiel wird hierdurch das Klemmvor- und dem Kupplungsbelag 152 des Schaltelementes richtungsteil 131 durch das Zusammenwirken der 142 selbsttätig, ohne Mitwirkung des Wachsthermo-Zapfen 129 mit den schiefen Ebenen 133 gegen die 20 staten. Der eingekuppelte Zustand der Schlingfeder-Wirkung der Tellerfeder 144 bis zum Anliegen an kupplung bleibt aufrechterhalten, solange die Zapfen einen Anschlag bildenden Absatz 158 der Hohlwelle 129 auf die zugeordneten schiefen Ebenen 133 115 nach unten gedrückt, so daß durch diesen An- drücken.

schlag in Verbindung mit der Tellerfeder 144 der Nach dem Einkuppeln des Lüfterrades wird durch maximale Anpreßdruck der Kupplungsflächen der 25 den erhöhten Luftstrom der vor - dem Wachsther-Steuerkupplung 111 bestimmt wird, wodurch unter mostaten befindliche Kühler zunehmend abgekühlt, anderem das Einkuppeln sanfter abläuft. Das Schalt- so daß auch die Temperatur des den Wachsthermoelement 142 wird relativ zu der Trommel 141 in staten 119 beaufschlagenden Kühlluftstromes ständig Richtung des Pfeiles A (Fig. 3) verschwenkt. Die sinkt, wodurch der Stempel 121 nach links wandert. Ringfeder 145, die in die Lasche 157 des Kupplungs- 30 Hierdurch wandert das Klemmvorrichtungsteil 123 bandes 147 mittels ihres abgewinkelten Endstückes entsprechend nach links, d. h., die Zapfen 129 wan- 149 eingehängt ist, nimmt an dieser Verschwenkung dem auf den schiefen Ebenen 132 nach oben. Hierteil und spannt hierdurch elastisch das Kupplungs- bei bleibt die in F i g. 2 dargestellte Stellung des band 147 mittels der von ihm übertragenen Schalt- Klemmvorrichtungsteiles 131 unverändert aufrechtkraft, so daß dieses Kupplungsband an den zugeord- 35 erhalten. Wenn die Zapfen 129 über die oberen Ränneten Kupplungsbelag 139 angedrückt wird. Das der der schiefen Ebenen 132 gelangen und damit die Kupplungsband kommt hierdurch auf einem Zentrier- schiefen Ebenen verlassen, läuft der Auskuppelvorwinkel von ungefähr 320° zum Anliegen an den gang selbständig ab. In diesem Augenblick wird das Kupplungsbelag 139. Es tritt nun selbsttätig sehr Klemmvorrichtungsteil 131 durch die Druckfeder 137 rasch eine schlupffreie Kupplung zwischen dem vor- 40 nach links gedrückt, bis die Zapfen 129 auf dem tiefzugsweise aus Metall bestehenden Kupplungsband sten Teil der Kurvenbahn 130, d. h., nicht mehr auf 147 und dem aus einem üblichen Reibbelag bestehen- den schiefen Ebenen aufliegen. Damit ist die Klemmden Kupplungsbelag 139 ein. Das Kupplungsband vorrichtung gelöst und die Steuerkupplung ausgekupwird mittels der Klemmvorrichtung und der Ring- pelt (Fig. 1), so daß von dem Klemmvorrichtungsfeder 145 bei eingekuppelter Steuerkupplung ständig 45 teil 131 auf das Schaltelement 142 kein Drehmoment gespannt gehalten, da die Trommel 141 infolge des mehr ausgeübt wird und die Ringfeder das Kuppvon dem mit ihr verbundenen Lüfterrades auf sie aus- lungsband nicht mehr spannen kann, wodurch die geübten Bremsmomentes versucht, gegenüber dem Schlingfederkupplung selbsttätig rasch auskuppelt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Aufgabe der Erfindung, weitere vorteilhafte Ausbil- Patentansprüche: dungsmöglichkeiten thermostatgesteuerter Reibungskupplungen der obengenannten Art zu erstellen.

1. Thermostatgesteuerte Reibkupplung zum Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch geAntrieb eines Kühlgebläses für Brennkraft- 5 löst, daß zwischen den Klemmvorrichtungsteilen und maschinen, insbesondere Brennkraftmaschinen in der Reibkupplung ein Schaltelement angeordnet ist Kraftfahrzeugen, deren treibendes Kupplungsteil und die Reibkupplung als an sich bekannte Schlingvon der Brennkraftmaschine angetrieben ist und federkupplung ausgebildet ist. Auf diese Weise wird deren getriebenes Teil das Lüfterrad trägt und der die Verwendung der Klemmvorrichtungsteile auch Kuppelvorgang unter raschem Durchlaufen des io bei einer Schlingfederkupplung ermöglicht, welche Schlupfbereiches der Reibkupplung mittels einer unter anderem die Eigenschaften aufweist, hohe Klemmvorrichtung, die im Kraftfluß zwischen Drehmomente bei sehr kurzen Ein- und Ausschalt-Thermostat und Reibkupplung angeordnet ist und zeiten zu übertragen. Schlingfederkupplungen an sich mittels der der Ein-und Auskuppelvorgang durch sind z.B. aus der USA.-Patentschrift 2438161 be-Verdrehen der Klemmvorrichtungsteile in der 15 kannt. Jedoch werden diese nicht, wie gemäß dem gleichen Richtung relativ zueinander erfolgt, nach Oberbegriff, durch eine zweiteilige Klemmvorrichtung Patentanmeldung P 1576731.4-13, dadurch betätigt, sondern die Schlingfeder wird insgesamt gekennzeichnet, daß zwischen Klemmvor- durch den Thermostaten axial bewegt und an einem richtungsteilen (123, 131) und der Reibkupplung konischen, getriebenen Teil zur Anlage gebracht,
ein Schaltelement (142) angeordnet ist. 20 Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es

2. Reibkupplung nach Anspruch 1, dadurch ge- vorteilhaft, daß ein Klemmvorrichtungsteil und das kennzeichnet, daß die Reibkupplung als an sich Schaltelement korrespondierende Reibflächen aufbekannte Schlingfederkupplung ausgebildet ist. weisen. Auf diese einfache Weise wird beim Ein-

3. Reibkupplung nach Anspruch 1 und 2, da- schaltvorgang der Reibkupplung die Kraft vom durch gekennzeichnet, daß ein Klemmvorrich- 25 Klemmvorrichtungsteil auf das Schaltelement übertungsteil (131) und das Schaltelement (142) kor- tragen.

respondierende Reibflächen aufweisen. Weiterhin ist es gemäß der Erfindung vorteilhaft,

4. Reibkupplung nach Anspruch 3, dadurch ge- daß das Schaltelement scheibenförmig ausgebildet ist kennzeichnet, daß das Schaltelement scheiben- und gegenüber dem getriebenen Teil der Reibkuppförmig ausgebildet ist und gegenüber dem getrie- 30 lung axial verschiebbar und in Umfangsrichtung verbenen Teil der Reibkupplung axial verschiebbar drehbar ist. Durch diese Ausbildung und Anordnung und in Umfangsrichtung verdrehbar ist. des Schaltelementes ist eine besonders einfache Uber-

5. Reibkupplung nach Anspruch 4, dadurch ge- tragung der Ein- und Ausschaltbewegung von den kennzeichnet, daß eine Ringfeder (145) vorge- Klemmvorrichtungsteilen auf die Schlingfederkuppsehen ist, deren eines Ende am Schaltelement 35 lung möglich.

(142) befestigt, deren anderes Ende axial abge- Weiterhin ist es im Sinne der Erfindung vorteilhaft,

bogen ist und mit der Schlingfeder der Reibkupp- daß eine Ringfeder vorgesehen ist, deren eines Ende

lung in Eingriff bringbar ist. am Schaltelement befestigt, deren anderes Ende axial

6. Reibkupplung nach Anspruch 5, dadurch ge- abgebogen ist und mit der Schlingfeder der Reibkennzeichnet, daß das Schaltelement am Umfang 40 kupplung in Eingriff bringbar ist. Durch die erfingleichmäßig verteilte, radial abstehende Vor- dungsgemäße Anordnung der Ringfeder wird einmal Sprünge (155) aufweist. ein weicher Einkuppelvorgang erzielt und zum ande-

7. Reibkupplung nach Anspruch 6, dadurch ge- ren im eingekuppelten Zustand für eine andauernde kennzeichnet, daß die Vorsprünge (155) mit ent- Vorspannung der Schlingfeder gesorgt,
sprechenden Anschlägen (154) am getriebenen 45 Bei einer thermostatgesteuerten Reibkupplung geTeil der Reibkupplung in Anlage kommen. maß dem Oberbegriff ist es vorteilhaft, daß das

Schaltelement am Umfang gleichmäßig verteilte, radial abstehende Vorsprünge aufweist und daß die

Vorsprünge mit entsprechenden Anschlägen am ge-

50 triebenen Teil der Reibkupplung in Anlage kommen. Durch diese Vorsprünge und entsprechenden An-

Die Erfindung bezieht sich auf eine thermostat- schlage wird auf besonders einfache Weise eine Begesteuerte Reibkupplung zum Antrieb eines Kühige- grenzung der Schaltkraft erreicht und gleichzeitig das biases für Brennkraftmaschinen, insbesondere Brenn- Schaltelement am getriebenen Teil der Reibkupplung kraftmaschinen in Kraftfahrzeugen, deren treibendes 55 befestigt.

Kupplungsteil von der Brennkraftmaschine angetrie- Weitere Ausbildungsmöglichkeiten und vorteilhafte

ben ist und deren getriebenes Teil das Lüfterrad trägt Wirkungen ergeben sich aus der Beschreibung des und der Kuppelvorgang unter raschem Durchlaufen Aufbaues und der Wirkungsweise der im nachfolgendes Schlupfbereichs der Kupplung mittels einer den beispielsweise dargestellten Ausführungsform der Klemmvorrichtung, die im Kraftfluß zwischen Ther- 60 Erfindung. Es zeigt im einzelnen
mostat und Reibkupplung angeordnet ist und mittels Fi g. 1 den Längsschnitt durch eine thermostatge-

der der Em- und Auskuppelvorgang durch Verdrehen steuerte Reibkupplung im ausgekuppelten Zustand,
der Klemmvorrichtungsteile in der gleichen Richtung Fig. 2 den Längsschnitt durch die gleiche Kupprelativ zueinander erfolgt, nach Patentanmeldung lung im eingekuppelten Zustand,
P 1576731.4-13. 65 Fig. 3 eine Explosionszeichnung mit sämtlichen

Eine thermostatgesteuerte Reibkupplung der oben- Einzelteilen der Kupplung.

genannten Art ist bereits durch die Patentanmeldung F i g. 1 zeigt den Schnitt durch die eine Hälfte einer

P 15 76731.4-13 vorgeschlagen worden. Es ist nun thermostatgesteuerten Reibkupplung. Dabei ist mit