DE19618629A1

DE19618629A1 - Fluid friction coupling for motor vehicle IC-engine cooling fan

Info

Publication number: DE19618629A1
Application number: DE1996118629
Authority: DE
Inventors: Joachim Loether
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1996-05-09
Filing date: 1996-05-09
Publication date: 1997-11-13
Anticipated expiration: 2016-05-10
Also published as: DE19618629B4

Abstract

The cooling fan (4) has an annular plate (5) with a cut out to which the fluid friction coupling (1) is connected. The annular plate has a grooved waist section (10) between a contact face (9) with the fluid friction coupling and a parallel but spaced ring body (8) to give a rotary coupling. The ring body can have a ring bulge formed in one piece with the coupling housing (2) and the grooved waist section can be formed as a ring shaped groove. The annular plate of the fan can have the cut out sides formed at an angle (7).

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbindung zwischen einem Lüfterrad und einer Flüssigkeitsreibungskupplung mit einem Kupplungskörper und darauf angeordneten, radial von ihrer Mitte nach außen gerichteten Kühlrippen an einer Brennkraftmaschine, wobei das Lüfterrad an der Flüssigkeitsreibungskupplung lösbar befestigt ist.The invention relates to a connection between one Fan wheel and a fluid friction clutch with a coupling body and arranged thereon, radially cooling fins directed outwards from their center an internal combustion engine, the fan wheel on the Fluid friction clutch is releasably attached.

Aus der Praxis ist es bekannt, Flüssigkeitsreibungs kupplungen, die für den Antrieb eines Lüfterrades für den Kühler eines Kraftfahrzeugmotores vorgesehen sind, mittels einer Schraubverbindung an dem Lüfterrad zu befestigen.From practice it is known to use fluid friction clutches for driving a fan wheel for the radiator of a motor vehicle engine is provided, by means of a screw connection on the fan wheel fasten.

Wie Befestigungen durch Schraubverbindungen allgemein, weist auch die Montage einer Flüssigkeitsreibungskupp lung an einem Lüfterrad den Nachteil auf, daß das An zugsmoment der Schrauben und die Erhaltung der aufge brachten Vorspannung im Betrieb ungewiß ist. Häufig ist auch eine aufwendige Sicherung gegen ein Losdrehen der Schrauben erforderlich. Ein weiterer Nachteil von Schraubverbindungen ergibt sich aus der Kerbwirkung des Gewindes, welche sich oft als problematisch er weist.Like fastenings by screw connections in general, also shows the assembly of a fluid friction clutch development on a fan wheel has the disadvantage that the on torque of the screws and the preservation of the brought bias in operation is uncertain. Often is also an expensive safeguard against loosening of screws required. Another disadvantage of Screw connections result from the notch effect of the thread, which is often problematic points.

Wird das Gewinde der Schrauben zu fein gewählt, kann zudem eine plastische Verformung auftreten, welche die Verbindung soweit verstärken kann, daß sie unlösbar wird. Die Demontage der Flüssigkeitsreibungskupplung von dem Lüfterrad, welche zu Reparaturzwecken erfor derlich sein kann, wird dadurch erheblich erschwert.If the thread of the screws is chosen too fine, can there is also a plastic deformation, which the Reinforcing the connection to the extent that it cannot be removed becomes. Disassembly of the fluid friction clutch from the fan wheel, which is used for repair purposes This can be very difficult.

Zudem erweist sich das hohe Gewicht der bekannten Schraubenverbindungen angesichts der Größe der benö tigten Schrauben als nachteilhaft.In addition, the high weight of the well-known Bolted connections given the size of the made screws disadvantageous.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu grunde, eine zuverlässige Verbindung zwischen einem Lüfterrad und einer Flüssigkeitsreibungskupplung zu schaffen, welche leicht herzustellen und zu lösen ist und zudem ein geringeres Gewicht als die aus dem Stand der Technik bekannten Verbindungen aufweisen soll.The present invention therefore has the object reasons, a reliable connection between one Fan wheel and a fluid friction clutch too create which is easy to manufacture and solve and also a lower weight than that from the stand compounds known in the art.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn zeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst.According to the invention, this task is characterized by the Drawing part of claim 1 mentioned features solved.

Ein wesentlicher Vorteil der Verbindung gemäß der Er findung besteht darin, daß diese einfach durch ein Zusammenstecken des Lüfterrades mit der Flüssigkeits reibungskupplung hergestellt werden kann und die bei den Bauteile trotz der einfachen und kostengünstigen Konstruktion fest und verdrehsicher miteinander ver bunden sind.An essential advantage of the connection according to the Er invention is that this is simply through a Put the fan wheel together with the liquid friction clutch can be made and the case the components despite the simple and inexpensive Construction firmly and twist-proof are bound.

Die Demontage des Lüfterrades von der Flüssigkeits reibungskupplung erweist sich im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Schraubverbindungen ebenfalls als wesentlich Zeitsparender, da das Aus hebeln der Spannverbindung mit einem einfachen Aus hebelwerkzeug wesentlich schneller erfolgt als das Lösen mehrerer Schrauben.Disassembly of the fan wheel from liquid friction clutch proves itself in comparison to the known screw connections also as a significant time saver because the end pry the tension connection with a simple off lever tool is much faster than that Loosen several screws.

Ein weiterer bedeutender Vorteil der erfindungsgemäßen Verbindung ist darin zu sehen, daß durch die Einspa rung von mehreren größeren Schrauben die Verbindung wesentlich leichter gestaltet werden kann, was sich positiv auf das Gesamtgewicht des Fahrzeuges auswirkt.Another significant advantage of the invention Connection can be seen in the fact that through the savings connection of several larger screws what can be made much easier has a positive effect on the total weight of the vehicle.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und den nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig be schriebenen Ausführungsbeispielen.Further advantages and advantageous configurations of the Invention result from the dependent claims and the below, in principle, based on the drawing written embodiments.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 eine Draufsicht auf die einem Lüfterrad zu gewandte Seite einer Flüssigkeitsreibungs kupplung, Fig. 1 is a plan view of the clutch to a fan wheel facing side of a liquid friction,

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Verbindung einer Flüssigkeitsreibungskupplung nach Fig. 1 mit einem Lüfterrad, Fig. 2 is a side view of a joint of a liquid friction clutch according to Fig. 1, with a fan wheel,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer weiteren Verbindung einer Flüssigkeitsreibungskupplung mit einem Lüfterrad mittels einem separaten Ringkör per, Fig. 3 is a side view of another connection of a fluid friction coupling with a fan wheel by means of a separate Ringkör by,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den separaten Ringkörper nach Fig. 3 in vergrößertem Maßstab, Fig. 4 is a plan view of the separate ring body according to Fig. 3 in an enlarged scale,

Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt des separaten Ringkörpers nach Fig. 3 und 4 in vergrößertem Maßstab und Fig. 5 is a plan view of a section of the separate ring body according to FIGS. 3 and 4 on an enlarged scale and

Fig. 6 eine Seitenansicht eines Teilbereiches des separaten Ringkörpers entlang der Linie I-I in Fig. 5. Fig. 6 is a side view of a portion of the separate annular body along the line II in Fig. 5.

Bezug nehmend auf die Fig. 1 und 2 ist prinzipmäßig eine Flüssigkeitsreibungskupplung 1 dargestellt, wel che einen Kupplungskörper 2 und darauf angeordnete Kühlrippen 3 aufweist. Die Kühlrippen 3 erstrecken sich dabei von der Mitte der Flüssigkeitsreibungskupp lung 1 aus betrachtet radial nach außen. Die Flüssig keitsreibungskupplung 1 ist für den Antrieb eines Lüf terrades 4 für einen nicht dargestellten Kühler einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges vorgesehen und mit dem Lüfterrad 4 1ösbar verbunden.Referring to FIGS. 1 and 2 is shown in principle in a fluid friction clutch 1, wel che a coupling body 2 and has arranged thereon cooling fins 3. The cooling fins 3 extend from the center of the liquid friction clutch 1 viewed radially outwards. The liquid keitsreibkupplung 1 is provided for driving a fan 4 for a radiator, not shown, of an internal combustion engine of a motor vehicle and is detachably connected to the fan wheel 4 .

Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausfüh rungsbeispiel weist das Lüfterrad 4 eine mittige, ringförmige Platte 5 auf, in der mittig eine Ausspa rung 6 vorgesehen ist. Dabei sind am Rand der Ausspa rung 6 aus der ringförmigen Platte 5 zur Aussparung 6 hin geschrägte Laschen 7 ausgebildet.In the example shown in FIGS . 1 and 2, the fan wheel 4 has a central, annular plate 5 , in which a recess 6 is provided in the center. In this case, at the edge of the Ausspa tion 6 from the annular plate 5 to the recess 6 outwardly sloping tabs 7 are formed.

An der Flüssigkeitsreibungskupplung 1 ist als Gegen stück zur Befestigung des Lüfterrades 4 an den Kupp lungskörper 2 ein Ringkörper 8 in Form einer Ringwulst derart ausgebildet, daß zwischen der Ringwulst 8 und einer Anlagefläche 9 an dem Kupplungskörper 2, die zur Auflage der ringförmigen Platte 5 des Lüfterrades 4 vorgesehen ist, eine nutenartige Einschnürung in Form einer Ringnut 10 ausgeformt ist. Die Anlagefläche 9 und der Ringkörper bzw. die Ringwulst 8 verlaufen da bei zueinander planparallel.On the fluid friction clutch 1 as a counter piece for attaching the fan wheel 4 to the hitch be body 2, an annular body 8 in the form of an annular bead formed such that between the annular bead 8 and a contact surface 9 on the coupling body 2 , which for supporting the annular plate 5 of the Fan wheel 4 is provided, a groove-like constriction in the form of an annular groove 10 is formed. The contact surface 9 and the annular body or the annular bead 8 run there as being plane-parallel to one another.

Zur Herstellung der Verbindung wird die ringförmige Platte 5, welche bei dem in Rede stehenden Ausfüh rungsbeispiel in eine mittige Ausnehmung 11 des aus Kunststoff ausgebildeten Lüfterrades 4 eingeschweißt ist, mit ihrer Aussparung 6 über die Ringwulst 8 ge schoben, wobei Druck aufgebracht werden muß, da der Außendurchmesser der Ringwulst 8 größer als der innen durchmesser der Aussparung 6 ist. Haben die Laschen 7 der Aussparung 6 des Lüfterrades 4 die Ringwulst 8 überwunden, schnappen die Laschen 7 in der Ringnut 10 derart ein, daß die Platte 5 zwischen der Anlagefläche 9 und der Ringwulst 8 eingespannt ist. Um ein Verdre hen an der Anlagefläche 9 im eingespannten Zustand zu verhindern, sind als Verdrehsicherung 12 vier Kühlrip pen 3′ in Richtung der Mittelachse 13 gegenüber den anderen Kühlrippen 3 höher ausgebildet. Als Gegenstück hierzu weist die ringförmige Platte 5 des Lüfterrades 4 vier radial von der Mitte nach außen gerichtete Schlitze 14 auf, in welche die erhöhten Kühlrippen 3′ beim Einspannen des Lüfterrades 4 einrasten. Damit sind das Lüfterrad 4 und die Flüssigkeitsreibungs kupplung 1 sowohl axial als auch in Umfangsrichtung fest verbunden. Zur motorseitigen Befestigung der Flüssigkeitsreibungskupplung sind vier in Fig. 1 er sichtliche Befestigungseinrichtungen 15 an der Flüs sigkeitsreibungskupplung 1 vorgesehen.To produce the connection, the annular plate 5 , which is welded in the example in question, for example, in a central recess 11 of the plastic fan wheel 4 , with its recess 6 pushed over the annular bead 8 , pressure must be applied since the outer diameter of the annular bead 8 is larger than the inner diameter of the recess 6 . If the tabs 7 of the recess 6 of the fan wheel 4 have overcome the annular bead 8 , the tabs 7 snap into the annular groove 10 such that the plate 5 is clamped between the contact surface 9 and the annular bead 8 . A Verdre hen against the contact surface 9 to prevent in the clamped state, are useful as anti-rotation device 12 has four Kühlrip pen 3 'in the direction of the central axis 13 relative to the other cooling ribs 3 formed later. As a counterpart to this, the annular plate 5 of the fan wheel 4 has four radially outwardly directed slots 14 , into which the raised cooling fins 3 'engage when the fan wheel 4 is clamped. So that the fan wheel 4 and the fluid friction clutch 1 are firmly connected both axially and in the circumferential direction. For the motor-side attachment of the fluid friction clutch, four visible fastening devices 15 in FIG. 1 are provided on the fluid friction clutch 1 .

Die Demontage erfolgt durch Aushebeln der ringförmigen Platte 5 aus der Ringnut 10. Zweckmäßigerweise wird hierzu ein Aushebelwerkzeug in eine - nicht darge stellte - Nut zwischen den Laschen 7 eingeführt. Damit ist auch sichergestellt, daß die unter Spannung ste hende ringförmige Platte 5 in der Ringnut 10 nicht verkantet, wodurch die Verbindung nur schwer wieder lösbar wäre.Disassembly is performed by levering the annular plate 5 out of the annular groove 10 . A levering tool is expediently inserted into a groove (not shown) between the tabs 7 . This also ensures that the live standing annular plate 5 is not tilted in the annular groove 10 , which would make the connection difficult to detach again.

Bezug nehmend auf die Fig. 3 bis 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Verbindung eines Lüfter rades 4, welches analog zu dem zuvor beschriebenen eine mittige, ringförmige Platte 5′ mit einer Ausspa rung 6′ aufweist, mit einer Flüssigkeitsreibungskupp lung 1′, welche mit einem Kupplungskörper 2′ und einem Flansch 15 versehen ist, dargestellt.Referring, with a Flüssigkeitsreibungskupp lung 1 ', to Figs. 3 to 6 is another embodiment of a connection of a fan wheel 4 having analogous to that described above, a central annular plate 5' tion with a Ausspa 6 'which with a coupling body 2 'and a flange 15 is shown.

Bei dieser Ausführungsvariante sind am äußeren Randbe reich des Kupplungskörpers 2′ im Bereich der Kühlrip pen 3′ mehrere blockartige Vorsprünge 16 in Umfangs richtung verteilt angeordnet. Diese blockartigen Vor sprünge 16 sind dabei so ausgestaltet, daß sie jeweils auf ihrer radial nach außen gerichteten Seite eine Aussparung 17 zur Aufnahme des Ringkörpers 8′, welcher in diesem Fall als separates Bauteil ausgeführt ist, aufweisen.In this embodiment variant are at the outer Randbe rich of the coupling body 2 'in the area of the Kühlrip pen 3 ' several block-like projections 16 distributed in the circumferential direction. These block-like cracks 16 are designed so that they each have a recess 17 for receiving the annular body 8 ', which in this case is designed as a separate component, on its radially outward side.

Der separate Ringkörper 8′ ist derart ausgestaltet, daß von seinem Innenradius 18 Ausformungen 19 nach in nen kragen, die radial über den Umfang verteilt sind und zwar derart, daß sie mit den blockartigen Vor sprüngen 16 an der Flüssigkeitsreibungskupplung 1 kor respondieren. Die Aussparungen 19 weisen jeweils Auf lageflächen 20 auf, welche in die Aussparungen 17 der blockartigen Vorsprünge 16 einschiebbar sind. Des wei teren weisen die Ausformungen 19 jeweils in Drehrich tung einen an die Auflagefläche 20 grenzenden Bereich 21 mit einer gewellten bzw. geschrägten Oberfläche, die insbesondere in Fig. 6 deutlich zu sehen ist, auf. In entgegengesetzter Richtung grenzt an die Auflage fläche 20 eine radial nach innen gerichtete Anschlag nase 22, wie den Fig. 4 und 5 zu entnehmen ist.The separate annular body 8 'is designed such that from its inner radius 18 formations 19 in NEN collar, which are distributed radially over the circumference and in such a way that they respond with the block-like jumps 16 on the fluid friction clutch 1 kor. The recesses 19 each have bearing surfaces 20 which can be inserted into the recesses 17 of the block-like projections 16 . Furthermore, the formations 19 each have in the direction of rotation a region 21 bordering on the support surface 20 with a corrugated or beveled surface, which can be seen particularly clearly in FIG. 6. In the opposite direction adjoins the support surface 20 a radially inwardly directed stop lug 22 , as can be seen in FIGS . 4 and 5.

Zur Verbindung des Lüfterrades 4′ mit der Flüssig keitsreibungskupplung 1′ wird die ringförmige Platte 5′ des Lüfterrades 4′ auf eine Anlagefläche 9′ an dem Kupplungskörper 2′ aufgelegt, wobei sich die block artigen Vorsprünge 6 innerhalb der kreisförmigen Aus sparung 6′ der ringförmigen Platte 5′ befinden. Da durch, daß der Ringkörper 8′ um den Außenradius der blockartigen Vorsprünge 16 herum aufgelegt wird und durch Verdrehen in die Aussparungen 17 der Vorsprünge 16 arretiert wird, wird die ringförmige Platte 5′ durch den Ringkörper 8′, dessen Außenradius 23 sich radial soweit nach außen erstreckt, daß er die ring förmige Platte 5 des Lüfters 4 teilweise überlappt, eingespannt. Die ringförmige Platte 5′ sitzt dabei fest in einer nutenartigen Einschnürung 10′, die nun mehr zwischen dem Ringkörper 8′, den blockartigen Vor sprüngen 16 und der Anlagefläche 9′ an dem Kupplungs körper 2′ ausgebildet ist.To connect the fan wheel 4 'with the liquid keitsreibkupplung 1 ', the annular plate 5 'of the fan wheel 4 ' on a bearing surface 9 'on the coupling body 2 ' is placed, the block-like projections 6 within the circular economy 6 'from the annular Plate 5 'are. Since by that the annular body 8 'is placed around the outer radius of the block-like projections 16 and is locked by turning into the recesses 17 of the projections 16 , the annular plate 5 ' by the annular body 8 ', the outer radius 23 of which is radially as far behind extends outside that it partially overlaps the ring-shaped plate 5 of the fan 4 , clamped. The annular plate 5 'is firmly seated in a groove-like constriction 10 ', which is now more between the ring body 8 ', the block-like projections 16 and the contact surface 9 ' on the coupling body 2 'is formed.

Zur Arretierung des Ringkörpers 8′ in den blockartigen Vorsprüngen 16 werden die Ausformungen 19 derart in die Aussparungen 17 eingeschoben, daß zuerst der Be reich 21 mit der gewellten Oberfläche unter Preßkraft durch die Aussparung 17 geführt wird, bis sich die Auflagefläche 20 vollständig im Bereich der Aussparung 17 der Vorsprünge 16 befindet. Dieser Zustand ist stark schematisiert in Fig. 4 angedeutet. Der Ver schiebeweg ist durch die Anschlagnase 22 begrenzt, wobei die Nase 22 in Drehrichtung auch als Mitnehmer dient. Die Anschlagnase 22 und der Bereich 21 mit der gewellten Oberfläche gewährleisten eine zuverlässige Verdrehsicherung.To lock the ring body 8 'in the block-like projections 16 , the formations 19 are inserted into the recesses 17 such that first the loading area 21 with the corrugated surface under pressure is guided through the recess 17 until the bearing surface 20 completely in the area Recess 17 of the projections 16 is located. This state is indicated in a highly schematic manner in FIG. 4. The displacement path is limited by the stop lug 22 , the lug 22 also serving as a driver in the direction of rotation. The stop lug 22 and the area 21 with the corrugated surface ensure a reliable protection against rotation.

Wie auch bei dem bezüglich der Fig. 1 und 2 be schriebenen Ausführungsbeispiel, so ist auch bei der Ausführungsvariante nach den Fig. 3 bis 6 das Lüf terrad 4′ aus Kunststoff ausgebildet, wobei die ring förmige Platte 5′ in einer mittigen Ausnehmung 11′ in dem Lüfterrad 4′ fest angeordnet ist. In einer wei teren nicht dargestellten Ausführungsvariante kann das Lüfterrad 4′ selbstverständlich auch einstückig mit der ringförmigen Platte 5′ ausgeführt sein.As with the embodiment described with reference to FIGS . 1 and 2, the venting wheel 4 'is also formed from plastic in the embodiment variant according to FIGS . 3 to 6, the ring-shaped plate 5 ' in a central recess 11 ' is fixedly arranged in the fan wheel 4 '. In a white variant embodiment not shown, the fan wheel 4 'can of course also be made in one piece with the annular plate 5 '.

Claims

1. Connection between a fan wheel and a fluid friction clutch with a clutch body and arranged thereon, radially from its center outwardly directed cooling fins on an internal combustion engine, the fan wheel being releasably attached to the fluid friction clutch, characterized in that the fan wheel ( 4 , 4 ' ) has a central, annular plate ( 5 , 5 ') with a recess ( 6 , 6 ') and the fluid friction clutch ( 1 , 1 ') can be connected to the fan wheel ( 4 , 4 ') such that the annular plate ( 5 , 5 ') in a nutenarti constriction ( 10 , 10 ') between a contact surface ( 9 , 9 ') on the fluid friction clutch ( 1 , 1 ') and a plane parallel to the contact surface ( 9 , 9 ') and at a distance from this arranged ring body ( 8 , 8 ') is clamped and has a United anti-rotation ( 12 ).

2. Connection according to claim 1, characterized in that the ring body as an annular bead ( 8 ) is made in one piece with the coupling body ( 2 ) and the groove-like constriction forms out as an annular groove ( 10 ).

3. Connection according to claim 1 or 2, characterized in that the annular plate ( 5 ) of the fan wheel ( 4 ) to the recess ( 6 ) has sloping tabs ( 7 ).

4. Connection according to one of claims 1 to 3, characterized in that the anti-rotation device ( 12 ) is designed such that at least one cooling fin ( 3 A) in the direction of the central axis ( 13 ) has a greater extent than the other cooling fins ( 3 ) , and the ring-shaped plate ( 5 ) of the fan wheel ( 4 ) for receiving it has at least one radially outwardly directed slot ( 14 ).

5. Connection according to claim 1, characterized in that on the outer edge region of the coupling body ( 2 ') in the region of the cooling fins ( 3 ') several block-like projections ( 16 ) are distributed in the circumferential direction, which are each on their radially outward side have a recess ( 17 ) for receiving the ring body ( 8 ').

6. Connection according to claim 5, characterized in that the annular body ( 8 ') leads out as a separate component, from the inner radius ( 18 ) directed inward, radially over the circumference corresponding to the block-like projections ( 16 ) arranged formations ( 19 ) with one in each of the recesses ( 17 ) of the block-like projections ( 16 ) insertable support surface ( 20 ) and to form the groove-like constriction ( 10 ') between the ring body ( 8 '), the block-like projections ( 16 ) and the contact surface ( 9 ') on the coupling body ( 2 ') with its outer radius ( 23 ) extends radially outwards to such an extent that it at least partially overlaps the annular plate ( 5 ') of the fan ( 4 ').

7. Connection according to claim 5 and 6, characterized in that the anti-rotation is designed such that the formations ( 19 ) in each case in a circumferential direction of the ring body ( 8 ') a on the support surface ( 20 ) bordering, radially inward te stop lug ( 22 ) and in the opposite circumferential direction in a region ( 21 ) bordering on the bearing surface ( 20 ) has a corrugated or inclined surface which can be pushed under the pressing force through the recesses ( 17 ) of the block-like projections ( 16 ) .

8. Connection according to one of claims 1 to 7, characterized in that the fan wheel ( 4 , 4 ') is made of plastic and has a central recess ( 11 ') in which the annular plate ( 5 , 5 ') fixed is.