DE1915341U - Kupplungsvorrichtung zum kuppeln eines fahrzeug-zusatzaggregates an eine fahrzeugmaschine. - Google Patents

Description

Messrs. B. Smith & Sons (England) Ltd., öricklewood Works, London, Ή W 2, England

Kupplungsvorrichtung zum Kuppeln eines Fahrzeug-Zusatzaggregates an eine ffahrzeugmaschine

Die Neuerung bezieht sich auf Kupplungen, bei denen Vorrichtungen vorhanden sind, welche die Drehzahl des Abtriebsbauteiles begrenzen.

Es wurde bereits vorgeschlagen, das G-ebläse, welches Luft durch den Kühler einer Fahrzeugmaschine strömen läßt, durch eine Kupplung der genannten Bauart anzutreiben. Das führt zur Einsparung von Maschinenkraft, da ohne eine solche Kupplung die Gebläsegeschwindigkeit proportional der Maschinendrehzahl ist, und mehr Luft als benötigt strömt bei höheren Maschinendrehzahlen durch den Kühler.

Gemäß der Heuerung wird eine Kupplung geschaffen, mit der ein i'ahrzeug-Zusatzaggregat an eine Fahrzeugmaschine gekuppelt ist und die sich zusammensetzt aus einem mit einer Reibungs-

fläche versehenen Antriebsbauteil, der von einer Fahrzeugmaschine angetrieben wird, aus einem Abtriebsbauteil, der ein Fahrzeug-Zusatzaggregat antreibt und ebenfalls eine Reibungsfläche aufweist, und aus einer Federvorrichtung, die auf dem Abtriebsbauteil sitzt, sich mit diesem dreht und eine Druckkraft ausübt, welche die Reibungsfläche des Abtriebsbauteils in Wirkverbindung mit der Reibungsfläche des Antriebsbauteils bringt, wobei bei Rotieren des Antriebsbauteils eine Zentrifugalkraft auf die Federvorrichtung ausgeübt wird, die der von der Federvorrichtung ausgeübten Druckkraft entgegengesetzt ist.

Jede Reibungsfläche kann ein Teil der Oberfläche des Antriebs- oder Abtriebsbauteiles sein oder eine Oberfläche eines Teiles, das auf dem Antriebs- oder Abtriebsbauteil sitzt.

In Betrieb schlüpft der Abtriebsbauteil bei einer vorbestimmten Drehzahl.

Die Drehzahl des Abtriebsbauteils bleibt im wesentlichen konstant, wenn die Drehzahl des Antriebsbauteils über die vorgegebene Drehzahl erhöht wird, da sich durch jede Drehzahlerhöhung des Abtriebsbauteils die Druckkraft, die den Abtriebsbauteil in ReibungsSchluß mit dem Antriebsbauteil bringt, verringert.

Eine Kupplung gemäß dieser Neuerung kann dazu dienen, das Gebläse, mittels welchem ein luftstrom durch den Kühler der Fahrzeugmaschine getrieben wird, oder die Fahrzeug-Lichtmaschine anzutreiben, so daß bei niedrigen Maschinendrehzahlen eine

"brauchbare Energie erzeugt wird, ohne den Generator mit übermäßiger Geschwindigkeit "bei maximaler Maschinendrehzahl anzutreiben. Außerdem kann der Abtriebsbauteil ein Teil des Gebläses sein, mit dem Luft durch den Kühler der Fahrzeugmaschine gefördert wird.

Bei einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der !Teuerung ist der Antriebsbauteil ortsfest in Richtung der Rotationsachse der Kupplung angebracht, während der Abtriebsbauteil in dieser Richtung beweglich ist und seine Reibungsfläche durch die Federvorrichtung (in gleicher Richtung) mit derjenigen des Antriebsbauteiles in firkverbindung gebracht wird.

Vorzugsweise weist der Antriebsbauteil einen ersten Teil, der von der Fahrzeugmaschine anzutreiben ist, und einen zweiten, mit einer Reibungsfläche versehenen Teil auf, der mittels einer weiteren Federvorrichtung auf dem ersten Teil befestigt ist.

Die weitere Federvorrichtung vermindert die Übertragung γόη Schwingungen zwischen dem Antriebsbauteil und dem Abtriebsbauteil.

Vorzugsweise besteht die Federvorrichtung aus einer Blattfeder, die ein Gewicht trägt, wobei die bereits erwähnte Zentrifugalkraft auf das Gewicht einwirkt.

Vorzugsweise verläuft die Blattfeder quer zur Drehachse der Kupplung, trägt ein Gewicht und tritt in Wirkverbindung mit dem

Abtriebsbauteil auf beiden Seiten der Drehachse der Kupplung.

Bei einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind sowohl der Antriebsbauteil als auch der Abtriebsbauteil ortsfest in Hichtung der Drehachse der Kupplung angeordnet, und der Abtriebsbauteil trägt zwei oder mehrere Blattfedern, wobei auf jeder Blattfeder ein Reibungsbelag sitzt, der mit der Reibungsfläche des Antriebsbauteiles in Wirkverbindung kommt und auf den die Zentrifugalkraft ausgeübt wird.

Die Neuerung wird nunmehr anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung ausführlicher beschrieben, und zwar zeigt

Pig. 1 eine Draufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel einer neuerungsgemäßen Kupplung,

!'ig. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II in Fig. 1, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie HI-III in Fig. 1, Fig. 4 in der Draufsicht ein zweites Ausführungsbeispiel der Kupplung,

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie T-V in Fig. 4, Fig. 6 einen Aufriß eines Ausführungsbeipiels der Kupplung,

während
Fig. 7 einen Aufriß eines Ausführungsbeispiels der Kupplung wiedergibt.

Die in den Fign. 1, 2 und 3 dargestellte Kupplung dient dazu, eine mechanische Kraft mittels einer ^ron einer Fahrzeugmaschine angetriebenen Riemenscheibe, auf ein Gebläse zu übertragen. Mit dem Gebläse wird durch eine Kühlermatrix, die mit einem Maschinenkühlmittel gefüllt ist, Luft angesaugt und somit das Kühlmittel gekühlt.

Die in den Fign. 2 und 3 dargestellte Riemenscheibe 1, die von der Fahrzeugmaschine mittels eines Riemens (nicht abgebildet) angetrieben wird, ist an einen Flansch 2 einer Hülse 3 angenietet. Die Hülse 5 umgibt eine Welle 4 und ist starr an dieser befestigt, wobei die Welle koaxial zur Riemenscheibe 1 verläuft und eine Pumpe (nicht dargestellt) für das Maschinenkühlmittel betätigt. Eine ringförmige Friktionsscheibe 12, die in einer Ebene im rechten Winkel zur Achse 10 der Welle 4 liegt, ist an der Riemenscheibe 1 befestigt und verläuft koaxial zu dieser. Ein zylinderförmiges Axiallager 5, das mit zwei Ansätzen 6 und 7 versehen ist„ ist drehbar auf der Hülse 3 gelagert. Ein Axialgebläse 8 ist so am Lager 5 befestigt, daß es sich zwar axial, aber'nicht winkelig zum Lager 5 drehen kann und ist unmittelbar am Ansatzstück 7 angeordnet. Eine Blattfeder 9 (Fign. 1, 2 und 3) befindet sieh mittig auf dem Axiallager 5 und stützt sich gegen das Ansatzstück 6 ab.

Jede Hälfte der Blattfeder 9 (wie aus Fig. 3 zu ersehen ist) erstreckt sich von der Achse weg in Richtung auf die Riemenscheibe 1. Das Ende jeder Hälfte der Blattfeder 9 ist parallel zur Achse 10 umgebogen und trägt ein Gewicht 11. Die

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Blattfeder 9 stellt mit den Kanten des Gebläses 8 in Wirkverbindung und drückt dieses in Reibungsschluß mit der Scheibe 12. Das von der Riemenscheibe 1 entfernte Ende des Axiallagers 5 stützt sich am Ring 15 ab, der si-ch seinerseits an einem Sprengring 14 abstützt. Der Sprengring 14 sitzt in einer Nut der Welle 4.

In Betrieb dreht sich mit der Riemenscheibe 1 auch das Gebläse 8 und es entsteht ein mechanischer Antrieb durch den Reibungsschluß zwischen, der Scheibe 12 und dem Gebläse 8. Die auf die Gewichte 11 ausgeübten Zentrifugalkräfte wirken so auf die Blattfeder 9 ein, daß der von der Blattfeder 9 auf das Gebläse 8 ausgeübte Druck verringert wird. Es entsteht ein Schlupf zwischen dem Gebläse 8 und der Scheibe 12, wenn der von der Blattfeder ausgeübte Druck ausreichend verringert worden ist. Die Drehzahl, bei der das Gebläse 8 schlüpft, kann z. B. 2000 U/min betragen und ist abhängig vom Reibungskoeffizienten der Scheibe 12, dem auf das Gebläse 8 ausgeübten Druck, der Geschwindigkeitsoharakteristik der Kupplung und der Gesohwindigkeit/Drehmomentseharakteristik des Gebläses 8.

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Bei einer abgeänderten Ausführungsform wird zwischen die Scheibe 12 und die Riemenscheibe 1 eine federnde Unterlegscheibe eingesetzt. Diese federnde Unterlegscheibe dient dazu, die Übertragung vor Axialschwingungen von der Riemenscheibe 1 auf das Gebläse 8 herabzusetzen.

Me Friktionsscheibe 12 unterstützt das Gebläse 8 in seiner üotationsebene und dient dazu, ein flattern"/"swash action"/ d. h. ^Schwingungen um eine Achse in ihrer Rotationsebene zu verhindern.

Die in den Fign. 4 und 5 dargestellte Kupplung treibt ebenfalls ein Gebläse an, das durch eine mit einem Fahrzeugmaschinenüühlmittel gefüllte Kühlermatrix Luft ansaugt. Fig. 5 zeigt eine Riemenscheibe 21, die von einer Fahrzeugmaschine mittels eines Riemens (nicht abgebildet) angetrieben wird und an einen Plansch 22 einer Hülse 23 angeschweißt ist. Die Hülse 23 umgibt eine Welle 24 und ist starr an dieser befestigt, wobei die Welle leoaxial zur Riemenscheibe 21 verläuft und eine Pumpe (nicht dargestellt) für das Maschinenkühlmittel betätigt. Eine weitere Hülse 25 umgibt die Hülse 23 und weist an dem der Riemenscheibe 21 abgewandten Ende einen Flansch 26 auf. Eine ringförmige Friktionsscheibe 2? ist mit nach außen gebogenen Ansätzen 28 versehen, die in entsprechend ausgebildete Aussparungen 30 der Riemenscheibe 21 eingreifen. Zwischen der Friktionsscheibe 27 und der Riemenscheibe 21 befindet sich eine federnde

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Unterlegscheibe 31. Ein Gebläse 32 ist drehbar auf der Hülse 25 gelagert und hat eine ringförmige Öicke 33? die mit der Reibungsscheibe 27 in Wirkverbindung stellt. Ein Paar von Blattfedern 34 und 35 drücken gegen das Gebläse 32 bzw. den Flansch 26 und drücken das Gebläse 32 gegen die Scheibe 27. Die Blattfedern 34 und 35 befinden sich auf gegenüberliegenden Seiten der Welle 24, sind miteinander verbunden und tragen an ihren äußeren Enden Gewichte 36· Die Blattfedern sind drehbar auf der Hülse 25 angeordnet, jedoch ist die Blattfeder 34 mit dem Gebläse 32 verkeilt (nicht abgebildet), so daß sie sich mit dem Gebläse 32 drehen müssen. Eine flache, kappenartige Abdeckung 37 ist in der Mitte ihres Bodens an der Welle 24 befestigt und bedeckt die Hülsen 23 und 24, die ledern 34 und 35 und die Gewichte 36. Die Blattfedern drücken den Plansch 26 gegen den Boden der Abdeckung 37. Die Abdeckung 37 ist mit einer Anzahl von Löchern 38 versehen, um den Luftstrom an die Kupplungsteile durchzulassen.

Im Betrieb dreht sich mit der Riemenscheibe 21 auch das Gebläse 32, und es entsteht ein mechanischer Antrieb durch den Reibungsschluß zwischen dem Gebläse 32 und der Scheibe 27. Auf die Gewichte 36 ausgeübte Zentrifugalkräfte bewirken, daß sich erstere von der Achse der Welle 24 fortbewegen. Die Zentrifugalkräfte wirken in der Weise "auf die Blattfedern 34 und 35 ein, daß die ύοώ. ihnen auf das Gebläse 32 ausgeübte Kraft verringert

wird. Bs entstellt ein Schlupf zwischen dem Gebläse 32 und der Scheibe 27, wenn die von den Blattfedern 34 und 35 ausgeübte Kraft ausreichend verringert worden ist. Die federnde Unterlegscheibe 31 dämpft die Übertragung von Axialschwingungen von der Riemenscheibe 21 auf das Gebläse; 32.

Die Scheibe 27 unterstützt das Gebläse 32 in seiner Rotationsebene und dient dazu, ein "Flattern" zu verhindern.

Auch die in Fig. 6 dargestellte Kupplung wird dazu verwendet, eine Fahrzeugmaschine mit einem Gebläse zu kuppeln, das durch eine Kühlermatrix hindurch, die mit einem Kaschinenkühlmittel gefüllt ist, Luft ansaugt.

An einer Riemenscheibe 41, die von einer Fahrzeugmaschine mittels eines Riemens (nicht dargestellt) angetrieben wird, ist eine runde Scheibe 42 und der Flansch 43 einer Hülse 44 verschraubt, In der Mitte der Scheibe 42 befindet sich eine becherförmige Vertiefung 45, die die Hülse 44 umgibt. Die Hülse 44 umgibt eine Welle 46 und ist starr an dieser befestigt, wobei die Welle sich koaxial zur Riemenscheibe 41 erstreckt und eine Pumpe (nicht dargestellt) für das Maschinenkühlmittel betätigt. Eine kurze koaxiale Welle 47 ist am Grund der Vertiefung 45 befestigt und an dem der Vertiefung 45 entgegengesetzten Ende ist eine Befestigungsmutter 48 verschraubt. Auf der Welle 47 sitzt ein halbkugelförmiges

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Lager 49, auf dem sich ein Gebläse 50 drehen kann. Im Gebläse - riemen dem Lager 49 - sind vier Blattfedern 51 befestigt, auf denen Heibungsbeläge 52 sitzen. Die Blattfedern 51 drücken die Beläge 52 gegen die Scheibe 42 und das Lager 49 gegen die Mutter 48.

Im Betrieb dreht sich mit der Riemenscheibe 41 auch das Gebläse 51, und es entsteht ein mechanischer Antrieb durch den Reibungsschluß zwischen den Belägen 52 und der Scheibe 42. Die auf die Beläge 52 ausgeübten Zentrifugalkräfte vermindern die Druckkraft, durch die sie gegen die Scheibe 42 gedruckt werden. Es entsteht ein Schlupf zwischen den Belägen 52 und der Scheibe 42, wenn die Druckkraft, durch die sie gegen die Scheibe 42 gedrückt werden, ausreichend verringert worden ist.

Die in I¹Ig. 7 dargestellte Kupplung dient dazu, einen Gleichstromgenerator mit einer Fahrzeugmaschine zu kuppeln. Das Antriebsverhältnis zwischen der Maschine und dem Generator ist so, daß der Generator auch bei Leerlauf der Maschine eine brauchbare Energie erzeugt. Die Kupplung verhindert, daß der Generator bei hoher Maschinendrehzahl mit übermäßiger Geschwindigkeit läuft.

Eine Riemenscheibe 61 ist an einer Welle 63 eines Generators 64 befestigt. Die Riemenscheibe 61 wird von der Fahrzeugmaschine mittels eines Riemens (nicht dargestellt) angetrieben und

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trägt eine ringförmige Friktionsscheibe 65· An einer Unterlegscheibe 62 sind Tier Blattfedern 66 angebracht, auf denen Reibungsbeläge 67 sitzen, die in Kontakt "bzw. Reibungsschluß mit der Scheibe 65 gebracht werden.

Im Betrieb dreht sich mit der Riemenscheibe 61 auch die Welle 63, und es entsteht ein mechanischer Antrieb durch den ReibungsSchluß zwischen den Belägen 67 und der Scheibe 65. Die auf die Beläge 67 ausgeübten Zentrifugalkräfte bewirken, daß die Druckkraft, mit der sie gegen die Scheibe 65 gedrückt werden, herabgesetzt wird. Es entsteht ein Schlupf zwischen den Belägen 67 und der Scheibe 65» wenn die Druckkraft mit der sie gegen die Scheibe 65 gedrückt werden, ausreichend verringert worden ist.

Dxe Neuerung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Schutzanspruch 1 umrissenen Ausführungsform und bezieht sich vor allem auch auf sämtliche Heuerungsmerkmale, die im einzelnen — oder in Kombination — in der gesamten Besehreibung und Zeichnung offenbart sind.

fcjchutzansprüche

Claims (7)

1 . Kupplungs-vorrichtung zum Kuppeln eines Fahrzeug-Zusatzaggregates an eine Fahrzeugmaschine, mit einem Antriebsbauteil, der von der Fahr zeugmas chine anzutreiben ist, und einen Abtriebsbauteil zum Antreiben des Fahrzeug-Zusatzaggregates, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsbauteil und der Abtriebsbauteil mit Reibungsflächen versehen sind, daß auf dem Abtriebsbauteil eine sich mit diesem drehende Federvorrichtung zur Ausübung einer.Druckkraft sitzt, durch welche die Reibungsflächen in Reibungsschluß miteinander zu bringen sind, und daß die beim Rotieren des Ahtriebsbauteils auf die Federvorrichtung ausgeübte Zentrifugalkraft der von der Federvorrichtung ausgeübten Druckkraft entgegengesetzt ist.

2. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsbauteil in Richtung der Drehachse der Kupplung ortsfest angeordnet ist, während der Antriebsbauteil in dieser Richtung durch die Federvorrichtung beweglich ist, um seine Reibungsfläche in Reibungsschluß mit der des Antriebsbauteils zu bringen.

3. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsbauteil einen von der Fahrzeugmaschine angetriebenen ersten Bauteil sowie einen mit einer Reibungsfläche versehenen zweiten Bauteil aufweist, der durch eine weitere Federvorrichtung auf dem ersten Bauteil "befestigt ist.

4. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorrichtung aus einer Blattfeder "besteht, welche ein Gewicht trägt, auf das die Zentrifugalkraft einwirkt.

5. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 4,- dadurch gekennzeichnet, daß sich die Blattfeder quer zur Drehachse der Kupplung erstreckt, ein Gewicht an jedem Ende trägt und mit dem Abtriebs-"bauteil auf "beiden Seiten der Drehachse der Kupplung in Wirkver-"bindung steht.

6. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Antriebs- als auch der Abtriebsbauteil in Richtung der Drehachse der Kupplung ortsfest angeordnet sind, und daß der Abtriebsbauteil zwei oder mehrere Blattfedern aufweist, wobei j ede Blattfeder einen Reibungsbelag hat, der mit der Reibungsfläche des Antriebsbauteils in Reibungsschluß steht und auf den die Zentrifugalkraft einwirkt.

7. Kupplungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsbauteil ein Teil des Gebläses einer Fahrζeugmaschinen-Kühleranlage ist.