DE3148014A1 - Clutch unit - Google Patents

Clutch unit

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Abstract

A clutch unit, in particular for a cooling fan - driven by a driving element - of an internal combustion engine, comprises a slipping clutch. To obtain the known advantages of a slipping clutch and an electromagnetic clutch, the clutch unit has, in addition to the slipping clutch, an electromagnetic clutch, known per se, which is actuable as a function of the temperature of a medium to be monitored and by means of which the cooling fan can be coupled to the driving element.

Description

1?Kupplungseinhei t?i1? Coupling unit? I

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplungseinheit nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a coupling unit according to the preamble of claim 1.

Durch die DE-OS 27 18 723 ist eine ein- und ausschaltbare Viskositätskupplung im. Antrieb eines Kühlgebläses bekannt, um bei höheren Antriebsdrehzahlen eine Differenz zwischen der Antriebs- -und Abtriebsdrehzahl zu erhalten. Ein Nachteil eines solchen viskosen Antriebes besteht jedoch darin, daß sich im ausgeschalteten Zustand der Viskositätskupplung kein voller Freilauf des Khhlgebläses erzielen läßt.DE-OS 27 18 723 has a viscous coupling that can be switched on and off in the. Drive a cooling fan known to make a difference at higher drive speeds between the input and output speed. A disadvantage of such viscous drive consists in the fact that in the switched-off state Viscosity coupling does not allow the cooling fan to run freely.

Schließlich ist durch die DE-OS 26 57 320 ein auskuppelbarer Kiihler-Ventilator mit einer elektromagnetischen Kupplung bekannt, bei der der Antrieb des Kiihler-Ventilators durch Unterspannungsetzen einer elektromagnetischen Spule erfolgt, wenn die Temperatur des Motors einen bestimmten Grenzwert übersteigt. Dies hat jedoch den Nachteil, daß bei steigender Drehzahl des Antriebes die KühlluftSordermenge des Kühler-Ventilators über die erforderliche Kühl luftmenge hinaus ansteigt. Nach Erreichen einer bestimmten Antriebsdrehzahl bleibt die erforderliche Kühlluftmenge jedoch in vielen Fällen beinahe konstant, oder zumindest ist die Zunahme des Kühlluftbedarfs geringer, als es der weiteren Antriebsdrehzahlerhöhung entspricht.Finally, DE-OS 26 57 320 provides a disengageable cooler fan known with an electromagnetic clutch, in which the drive of the cooler fan is done by energizing an electromagnetic coil when the temperature of the motor exceeds a certain limit value. However, this has the disadvantage that with increasing speed of the drive the cooling air order volume of the cooler fan increases beyond the required amount of cooling air. After reaching a certain In many cases, however, the required amount of cooling air remains the drive speed almost constant, or at least is the increase in the cooling air requirement less than it corresponds to the further increase in drive speed.

Während bei zugeschalteter Kühler-Ventilatorkupplung der Leistungsverbrauch des Kuhler-Ventilators etwa mit der dritten Potenz der Antriebsdrehzahl zunimmt1 steigt die erforderliche Eühlluftfördermenge zur Aufrechterhaltung einer den Erfordernissen entsprechenden Kühlung des Motors nicht einmal linear mit der Antriebsdr-ehzahl des Kühler-Ventilators.While the power consumption when the cooler fan clutch is switched on of the cooler fan increases approximately to the third power of the drive speed1 increases the required Eühlluftförderzahl to maintain one of the requirements corresponding cooling of the motor is not even linear with the drive speed of the cooler fan.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kupplungseinheit der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die bekannten Vorteile einer Schlupfkupplung und der einer elektromagnetischen Kupplung genutzt und deren bekannte Nachteile vermieden werden.The object of the invention is to provide a coupling unit of the type mentioned at the beginning Art to create in which the known advantages of a slip clutch and the one electromagnetic clutch used and their known disadvantages avoided.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die gekennzeich neten Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by the marked features of claim 1 solved.

Weitere Merkmale der Erfindung beinhalten die Unteransprüche.Further features of the invention are contained in the subclaims.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung einer elektromagnetischen Kupplung und einer Schlupfkupplung in einer Kupplungseinheit z.B. für ein Kühlgebläse einer Brennkraftmaschine ist es möglich, das Kühlgebläse bei niedrigen Drehzahlen vollständig von seinem Antrieb zu trennen, und bei hohen Drehzahlen den Leistungsbereich des Kühlgebläses durch die Schlupfkupplung zu begrenzen. Darüberhinaus ist durch diese Anordnung eine schwingungstechnisch günstige Kompaktbauweise einer Kupplungseinheit geschaffen.By using an electromagnetic clutch according to the invention and a slip clutch in a clutch unit for a cooling fan, for example Internal combustion engine, it is possible to completely turn the cooling fan at low speeds from its drive, and at high speeds the power range of the To limit the cooling fan through the slip clutch. Moreover, through this Arrangement of a compact design of a coupling unit that is favorable in terms of vibration technology created.

Eine im Halbschnitt dargestellte Kupplungseinheit 1 besteht aus einer Schlupfkupplung, insbesondere aus einer Viskositätskupplung 12, und einer ein- und ausschaltbaren elektromagnetischen Kupplung 28. Durch die Kupplungsein heit 1 ist ein Antriebselement 7 und ein Kühlgebläse 21 kuppelbar. Eine Nabe 31 des Kühlgebläses 21 ist durch ein Gehäuse 13 der Viskositätskupplung 12 und einem Winkelblech 22, das mit einer lösbaren Verbindung, z.B.A coupling unit 1 shown in half section consists of one Slip clutch, in particular from a viscous clutch 12, and one and one Disengageable electromagnetic clutch 28. Through the clutch unit 1 is a drive element 7 and a cooling fan 21 can be coupled. A hub 31 of the cooling fan 21 is through a housing 13 of the viscous coupling 12 and an angle plate 22, that with a releasable connection, e.g.

einer Verschraubung 23, das Gehäuse 13 der Viskositätskupplung 12 mit dem Kühlgebläse 21 verbindet, gebildet.a screw connection 23, the housing 13 of the viscous coupling 12 connects to the cooling fan 21 is formed.

Die Viskositätskupplung besteht aus dem Gehäuse 13, einem Gehäuse 14 und einer Reibscheibe 15, die einen durch die Gehäuse 13, 14 gebildeten Innenraum 16 in einen Arbeitseseed raum 17 und Vorratsraum 18 unterteilt.The viscous coupling consists of the housing 13, a housing 14 and a friction disk 15, which has an interior space formed by the housing 13, 14 16 divided into a working sea room 17 and storage room 18.

Das Kühlgebläse 21, die Reibscheibe 15 der Viskositäts kupplung 12 und ein Befestigungselement 26 sind einer Achse 2 mit zwei im wesentlichen unmittelbar nebeneinanderliegenden Lagern 19, 32 zugeordnet. An dem Befestigungselement 26 ist ein Anker 24 der elektromagnetischen Kupplungydrehfest, aber axial bewegbar über Federelemente 25 befestigt. Gegen ein axiales Verschieben werden die Lager 19,32 mit einer in der Stirnfläche der Achse 2 verschraubbaren Sicherungsvorrichtung 20 gesichert. Das als Keilriemenscheibe ausgebildete Antriebselement 7, das sich mit einem hülsenartigen Fortsatz koaxial zur Kupplungsachse 29 erstreckt und die elektromagnetische Kupplung 28 im wesentlichen übergreift, ist drehfest mit einem nicht magnetisch leitenden Distanzstück 6 verbunden. Ein Polschuh 5 ist über eine lösbare Verbindung 4 drehfest mit einem Lagerflansch 3 verbunden. Auf der Achse 2 ist ein Lagerflansch 3 dem Achsbereich 33 zugeordnet, wobei das Lager des Lagerflansches z.B. als Gleit-, Nadel- oder Eugellager ausgebildet sein kann.Auf einem Achsbereich 34 der Achse 2 stützt sich eine ringförmige Winkelstütze 10 ab, an der ein Gehäuse 9 befestigt ist, in dem eine elektromagnetische Spule 8 mit einem wasser- und ölabweisenden Mittel 1 vergossen ist.The cooling fan 21, the friction disk 15 of the viscosity clutch 12 and a fastener 26 are an axis 2 with two substantially immediate adjacent bearings 19, 32 assigned. On the fastening element 26 is an armature 24 of the electromagnetic clutch rotatably, but axially movable about Spring elements 25 attached. The bearings 19, 32 are against axial displacement with a securing device 20 that can be screwed into the end face of the axle 2 secured. The drive element 7, which is designed as a V-belt pulley and which deals with a sleeve-like extension extends coaxially to the coupling axis 29 and the electromagnetic Coupling 28 essentially overlaps, is non-rotatable with a non-magnetic conductive spacer 6 connected. A pole piece 5 is via a releasable connection 4 non-rotatably connected to a bearing flange 3. There is a bearing flange on axis 2 3 assigned to the axle area 33, with the bearing of the bearing flange e.g. as a sliding, Needle bearings or Eugell bearings can be formed. On an axle area 34 of the axis 2 is supported by an annular angle bracket 10 to which a housing 9 is attached is in which an electromagnetic coil 8 with a water and oil repellent Medium 1 is potted.

Das kreisringförmige Gehäuse 9 mit U-formartigem Querschnitt zeigt mit seinen Schenkeln in Richtung des Polschuhes 5.The annular housing 9 with a U-shaped cross-section shows with its legs in the direction of the pole piece 5.

Die dargestellte Kupplungseinheit umfaßt ein für die Temperatur einer kennzeichnenden Stelle der Brennkraftmaschine empfindliches Mittel T zur Steuerung der Eupplungseinheit 1.The coupling unit shown comprises one for the temperature one characteristic point of the internal combustion engine sensitive means T for control the clutch unit 1.

Dieses Mittel T wird insbesondere durch einen Thermokontakt gebildet, welcher entweder in dem Wasserströmungskreis oder in dem Ölströmungskreis der Brennkraftmaschine angeordnet ist, je nachdem, ob die Brennkraftmaschine durch Wasser oder durch Luft gekühlt ist.This means T is formed in particular by a thermal contact, which is either in the water flow circuit or in the oil flow circuit of the internal combustion engine is arranged, depending on whether the internal combustion engine by water or by air is cooled.

Beim Starten der Brennkraftmaschine ist die Temperatur an der kennzeichnenden Stelle kleiner als ein vorbestimmter Grenzwert, somit ist der Thermokontakt geöffnet und die nicht mit Strom beaufschlagte Spule 8 der elektromagnetischen Kupplung 28 bewirkt eine Unterbrechung einer Wirkverbindung zwischen dem Antriebselement 7 und dem Kühlgebläse 21, wodurch auch die Viskositätskupplung wirkungslos ist.When starting the internal combustion engine, the temperature is characteristic Digit smaller than a predetermined limit value, so the thermal contact is open and the non-energized coil 8 of the electromagnetic clutch 28 causes an interruption of an operative connection between the drive element 7 and the cooling fan 21, whereby the viscous coupling is also ineffective.

Übersteigt die Temperatur an der kennzeichnenden Stelle einen vorbestimmten Grenzwert, so ist der Thermokontakt geschlossen und die Spule 8 der elektromagnetischen Kupplung 28 ist stromdurchflossen, so daß das Magnetfeld der Spule 8 die Anlage der Ankerscheibe 5 gegen den Pol schuh 24 bewirkt, wodurch eine Wirkverbindung zwischen Antriebselement 7 und Kühlgebläse 21 erstellt ist.- Bei niedriger Antriebsdrehzahl der Kupplungseinheit 1 ist das gesamte verfügbare Drehmoment schlupffrei zum Kühlgebläse 21 leitbar, während bei steigender Drehzahl durch Schlupf in der Viskositätskupplung 12 dafür gesorgt ist, daß das an das Kühlgebläse 21 weitergeleitete Drehmoment begrenzt ist.If the temperature at the characteristic point exceeds a predetermined one Limit value, the thermal contact is closed and the coil 8 is the electromagnetic one Clutch 28 has current flowing through it, so that the magnetic field of the coil 8 touches the system the armature disk 5 causes shoe 24 against the pole, creating an operative connection between Drive element 7 and cooling fan 21 is created Drive speed the clutch unit 1, the entire available torque is slip-free to the cooling fan 21 conductive, while with increasing speed by slippage in the viscous coupling 12 ensures that the torque transmitted to the cooling fan 21 is limited is.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Schlupfkupplung auch als fremderregte Induktionsspulenkupplung, Reibungskupplung oder Permanentmagnetkupplung ausgebildet sein.In a further embodiment of the invention, the slip clutch can also as separately excited induction coil coupling, friction coupling or permanent magnet coupling be trained.

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Claims (8)

Ansprüche 1. Kupplungseinheit, insbesondere für ein von einem Antriebselement angetriebenes Kiihlgebläse einer Brennkraftmaschine, die eine Schlupfkupplung um faßt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Kupplungseinheit (i) neben der Schlupfkupplung (12) eine an sich bekannte, in Abhängigkeit von der Temperatur eines zu überwachenden Mediums betätigbare elektromagnetische Kupplung (28) aufweist, durch die das Sühlgebläse (21) mit dem Antriebselement (7) kuppelbar ist.Claims 1. Coupling unit, in particular for one of a drive element driven cooling fan of an internal combustion engine that has a slip clutch summarizes that the coupling unit (i) next to the slip clutch (12) is a known per se, depending on the temperature has an electromagnetic clutch (28) that can be actuated by a medium to be monitored, by means of which the cooling fan (21) can be coupled to the drive element (7). 2. Kupplungseinheit nach Anspruch i, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schlupfkupplung (12) zwischen dem Kiihlgebläse (21) und der elektromagnetischen Kupplung (28) angeordnet ist.2. Coupling unit according to claim i, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the slip clutch (12) between the cooling fan (21) and the electromagnetic clutch (28) is arranged. 3. Kupplungseinheit nach den Ansprüchen 1 und 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schlupfkupplung (12) eine Viskositätskupplung ist.3. Coupling unit according to claims 1 and 2, d a -d u r c h g It is not noted that the slip clutch (12) is a viscous clutch is. 4. Kupplungseinheit nach Anspruch 1, d a d u-r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Antriebselement (7) einen sich koaxial zur Kupplungsachse (29) erste kenden hülsenartigen Fortsatz (30) aufweist, der die elektromagnetische Kupplung (28) im wesentlichen übergreift.4. Coupling unit according to claim 1, d a d u-r c h g e k e n n z e i c h n e t that the drive element (7) is coaxial to the coupling axis (29) first kenden sleeve-like extension (30) which the electromagnetic clutch (28) essentially overlaps. 5. Kupplungseinheit nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen dem hülsenartigen Fortsatz (30) des Antriebselementes (7) und dem Polschuh (5) der elektromagnetischen Kupplung (28) ein nicht magnetisch leitender Distanzring (6) angeordnet ist.5. Coupling unit according to claim 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that between the sleeve-like extension (30) of the drive element (7) and the pole piece (5) of the electromagnetic clutch (28) a non-magnetic conductive spacer ring (6) is arranged. 6. Kupplungseinheit nach den Ansprüchen 1 bis 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n- e t, daß die Schlupfkupplung (12) in dem Kühlgebläse (21) integriert ist.6. Coupling unit according to claims 1 to 3, d a -d u r c h g e k e n n n n e i c h n e t that the slip clutch (12) in the cooling fan (21) is integrated. 7. Eupplungseinheit nach den Ansprüchen 1 bis 6, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n-e t, daß das Kuhlgebläse (21) eine Nabe (31) umfaßt, der zwei im wesentlichen unmittelbar nebeneinanderliegende Lager (19, 32) zugeordnet sind, die die Nabe (31) des Kühigebläses (21), die Viskositätskupplung (12) und ein Befestigungselement (26) für den Anker (24) der elektromagnetischen Kupplung (28) aufnehmen.7. clutch unit according to claims 1 to 6, d a -d u r c h g e k e n n n e i c h n-e t that the cooling fan (21) comprises a hub (31), the two substantially adjacent bearings (19, 32) are assigned, the hub (31) of the cooling fan (21), the viscous coupling (12) and a fastening element (26) for the armature (24) of the electromagnetic clutch (28). 8. Kupplungseinheit nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Nabe (31) des Kuhigebläses (21) durch ein Gehäuse (13) der Viskosität^= kupplung (12) gebildet ist.8. Coupling unit according to claim 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the hub (31) of the cow blower (21) through a housing (13) of the Viscosity ^ = coupling (12) is formed.
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