DE4323651A1 - Reibschaltkupplung, insbesondere für ein Lüfterrad eines Kfz-Motor-Ventilators - Google Patents
Reibschaltkupplung, insbesondere für ein Lüfterrad eines Kfz-Motor-VentilatorsInfo
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- F01P7/081—Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by cutting in or out of pumps using clutches, e.g. electro-magnetic or induction clutches
Description
Die Erfindung betrifft eine Reibschaltkupplung insbesondere
für ein Lüfterrad eines Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors oder
dergleichen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 32 03 143 C2 ist eine Reibscheibenkupplung für das
Lüfterrad eines Ventilators insbesondere von
Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotoren bekanntgeworden, bei
welchem das Lüfterrad bei abgeschalteter Reibscheibenkupplung
durch eine, als Wirbelstromkupplung ausgebildete
Kupplungsvorrichtung mitgeschleppt wird. Dabei ist die
Antriebswelle mit einem Läuferrad und das freiumlaufende
Lüfterrad mit einem Permanentmagneten der Wirbelstromkupplung
verbunden. Aufgabe und Ziel der bekannten
Reibscheibenkupplung ist es, das Lüfterrad
des Kraftfahrzeugmotors auch bei abgeschalteter
Reibscheibenkupplung über eine Wirbelstromkupplung mit einer
gewissen Mindestschleppdrehzahl weiterzubewegen, um
beispielsweise die Kühlung von im Motorraum befindlichen
elektronischen Bauelementen zu gewahrleisten. Um einen
erhöhten Kühlungsbedarf decken zu können, kann das Lüfterrad
des Ventilators bei der bekannten Einrichtung über eine
elektromagnetisch betätigbare Reibscheibenkupplung auf die
unmittelbare Drehzahl der Antriebswelle, d. h. auf die
Motordrehzahl angetrieben werden. Ein solcher Zustand ist
jedoch nur bei höchsten Beanspruchungen des Motors
erforderlich. Im übrigen kann bei abgeschalteter
elektromagnetischer Reibscheibenkupplung eine verminderte
Drehzahl des Lüfters eingestellt werden, die sich durch die
maximale Schleppdrehzahl der Wirbelstromkupplung bestimmt.
Beispielsweise liegt diese Schleppdrehzahl bei der bekannten
Anordnung in der Größenordnung von ca. 1100 u/min. Sie wird
durch die Anzahl der Permantentmagnete sowie durch den
Abstand zwischen Läufer und Permanentmagneten geregelt. Die
bekannte Einrichtung kann demnach zwei Lüfterdrehzahlen
erzeugen, die durch die Schleppdrehzahl der
Wirbelstromkupplung und die Motordrehzahl selbst bestimmt
sind.
Aus einem noch älteren Gebrauchsmuster DE-U-81 09 726 ist
eine Lüfteranordnung bekanntgeworden, bei der keine
Wirbelstromkupplung zur Erzeugung einer Schleppdrehzahl des
Lüfterrades eingesetzt wird, so daß das Lüfterrad nach dem
Einschalten einer elektromagnetischen Reibscheibenkupplung
mit der Motordrehzahl angetrieben wird. Bei abgeschalteter
Reibscheibenkupplung kann das Lüfterrad allenfalls über die
Kugellagerreibung der so gelagerten Lüfterradnabe
mitgeschleppt werden.
Schließlich ist aus der EP 0 317 703 B1 des Anmelders eine
elektromagnetisch betätigbare Reibscheibenkupplungsanordnung
für den Antrieb eines Lüfterrades eines Ventilators an einem
Kfz-Verbrennungsmotor bekanntgeworden, bei welchem zur
Herstellung der Motordrehzahl eine erste elektromagnetische
Reibscheibenkupplung vorgesehen ist, die das Lüfterrad
wiederum im Verhältnis 1 : 1 zur Motordrehzahl antreibt. Eine
niedrigere Schleppdrehzahl wird durch eine
Wirbelstromkupplung erzeugt, welche durch eine zweite
elektromagnetische Reibscheibenkupplung eingeschaltet wird,
wobei die erste elektromagnetische Reibscheibenkupplung
ausgeschaltet bleibt. Sind beide elektromagnetischen
Kupplungen ausgeschaltet, so wird der Läufer der
Wirbelstromkupplung über die Antriebswelle und die
Kugellagerreibung dennoch bewegt, so daß sich eine noch
weiter verminderte Schleppdrehzahl einstellt.
Die Verwendung von elektromagnetisch betätigbaren
Reibscheibenkupplungen für den Lüfterantrieb ist demnach in
verschiedenen Ausgestaltungen bekanntgeworden. Dabei arbeiten
solche Reibscheibenkupplungen rein kraftschlüssig, so daß im
Gegensatz zu formschlüssigen Kupplungen die Kraft zum
Einrücken wirken muß, solang die Kupplung Leistung übertragen
soll. Als Einrückkraft und damit als Kupplungskraft wird
demzufolge vorwiegend magnetische Zugkraft verwendet. Dies
kann in besonderen Anwendungsfällen jedoch nachteilig sein,
da zusätzliche Stromführungsmaßnahmen mit entsprechender
Lagerung des Stators für die elektromagnetische Kupplung
erforderlich sind.
Gegenüber diesen bekannten Vorrichtungen soll gemäß der
vorliegenden Erfindung eine alternative Ausführungsform
gefunden werden, die insbesondere auf die Verwendung von
elektromagnetisch wirkenden Reibscheibenkupplungen
verzichtet. Dabei sollen die Vorteile einer möglichst
vielseitigen Verwendbarkeit der Reibschaltkupplung für ein
Lüfterantrieb erhalten bleiben, wobei die eingangs
aufgezeigten Kriterien maßgeblich sind. Auf die
entsprechenden Ausführungen in den angegebenen Druckschriften
wird hiermit ausdrücklich verwiesen.
Die erfindungsgemäße Reibscheibenkupplung für den Antrieb
eines Lüfterrades entfaltet ihre vollen Vorteile bei großen
Omnibusmotoren oder Lkw-Motoren, die als turbogeladene
Motoren ausgebildet sind. Die Ladeluft eines Turbolators muß
am Kühler des Kraftfahrzeugs in aller Regel gekühlt werden,
um sie auf eine optimale Arbeitstemperatur zu bringen.
Weiterhin arbeiten derartige Fahrzeuge mit einer sogenannten
Retarda-Bremse, die ein Abbremsen des Fahrzeugs über einen
Ölkreislauf, einer sogenannten Vöttingerkupplung
bewerkstelligen. Hierbei wird die beim Abbremsen anfallende
Energie zur Bewegung eines Ölstroms umgesetzt, wobei sich das
Öl wiederum stark erwärmen kann. Auch dieses Öl muß über das
Lüftersystem in einem Ölkühler abgekühlt werden. Schließlich
muß auch der Wasserkühler des Verbrennungsmotors gekühlt
werden, was über den Lüfterradantrieb des Ventilators
erfolgt.
Vorstehende Ausführungen zeigen, daß das Kühlsystem solcher
Motoren sehr feinfühlig arbeitet und einer hohen
Beanspruchung unterliegt. Ist die Kühlung der einzelnen
Aggregate nicht optimal ausgelegt, so arbeitet der Motor mit
verschlechertem Wirkungsgrad, was sich insbesondere auch auf
den Verbrauch an Kraftstoff und die Abgasbelastung auswirkt.
Dabei ist sicherzustellen, daß der Verbrennungsmotor auch
nicht unterkühlt läuft, da auch hierdurch eine schlechte
Verbrennung des Kraftstoffes verbunden ist.
Um diese Anforderungen zu erzielen, ist eine hochempfindlich
schaltbare Reibschaltkupplung erforderlich, die sich auf die
einzelnen Betriebszustände regelbar einstellen kann. Dabei
soll möglichst Gewicht vermieden werden, wobei bestehende
Aggregate im Kraftfahrzeug mitverwendet werden sollen.
Die erfindungsgemäße Reibschaltkupplung soll demzufolge in
ein solches System von Aggregaten integriert werden, wobei
der ohnehin vorhandene Druckluftkreislauf für
Druckluftbremsen des Kraftfahrzeugs oder auch ein Ölkreislauf
dahingehend mitverwertet wird, daß hiermit eine entsprechende
Beschaltung der Reibschaltkupplung erfolgen kann. Demzufolge
ist es erfindungsgemaß vorgesehen, daß beispielsweise eine
druckluftbetätigbare Kolben/Zylindereinrichtung eine
Reibscheibenkupplung betätigt oder außer Kraft setzt, die
eine unmittelbare Beaufschlagung des Lüfterrads mit der
Motordrehzahl vornehmen soll. Bei geöffneter
Reibscheibenkupplung soll eine zusätzlich vorhandene
Wirbelstromkupplung in an sich bekannter Weise die
erforderliche niedrigere Schleppdrehzahl des Lüfterrades
bewirken. Dabei ist es im allgemeinen ausreichend, daß die
Wirbelstromkupplung unmittelbar mit der Antriebswelle der
Reibschaltkupplung verbunden ist, so daß das Lüfterrad
wenigstens mit der zugehörigen Schleppdrehzahl angetrieben
wird. Selbstverständlich kann auch hier eine weitere
Zwischenkupplung eingeschaltet werden, die die
Wirbelstromkupplung erst bei Bedarf einsetzt.
Die Betätigung der Reibscheibenkupplung über eine pneumatisch
oder hydraulisch wirkende Kolben/Zylinderanordnung soll
alternativ derart erfolgen, daß entweder bei entsprechender
Druckbeaufschlagung die Reibscheibenkupplung geöffnet oder
geschlossen ist. Ersteres bewirkt eine
Sicherheitseinrichtung, da bei fehlender Druckbeaufschlagung
die Reibscheibenkupplung geschlossen ist und damit das
Lüfterrad auf Motordrehzahl, d. h. auf maximaler Drehzahl
angetrieben wird. Fällt demnach die Pneumatik oder Hydraulik
aus, so arbeitet das Lüfterrad auf maximaler Drehzahl.
Umgekehrt kann der pneumatische bzw. hydraulische
Kolben/Zylinderantrieb für die Reibscheibenkupplung derart
geschaltet werden, daß diese nur bei einer
Druckbeaufschlagung der Kolben/Zylindereinrichtung aktiviert
ist, so daß nur in diesem Fall eine volle Drehzahlmitnahme
des Lüfterrades erfolgt.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus den Zeichnungen und sind aus der nachfolgenden
Erläuterung von Ausführungsbeispielen entnehmbar.
Es zeigen
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel für eine
Reibschaltkupplung mit Schaltung der
Reibscheibenkupplung bei Druckentlastung der
Kolben/Zylindereinheit und
Fig. 2 eine alternative Ausführungsform mit der
Schaltung der Reibscheibenkupplung bei
druckbelasteter Kolben/Zylindereinheit.
Die in der Fig. 1 dargestellte Reibschaltkupplung 1 dient zum
Antrieb eines Lüfterrades 2 und damit als Kühlaggregat
insbesondere für einen Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotor. Die
dargestellte Reibschaltkupplung ist als sogenannte
Zweistufenkupplung ausgebildet, wie sie auch in der
DE 32 03 143 C2 der Anmelderin beschrieben ist. Auf den
Inhalt dieser Druckschrift wird hiermit ausdrücklich Bezug
genommen. Zur unmittelbaren Ankopplung des rotierenden
Lüfterrades 2 an die Drehzahl einer Antriebswelle 4 ist eine
erste Reibscheibenkupplung 5 vorgesehen, die pneumatisch oder
hydraulisch betätigbar ist. Ist diese erste
Reibscheibenkupplung eingeschaltet, so erfolgt eine
kraftschlüssige Verbindung zwischen der Antriebswelle 4 und
dem anzutreibenden Lüfterrad 2 im Verhältnis 1 : 1.
Ist diese erste Reibscheibenkupplung 5 ausgeschaltet, so wird
das Lüfterrad 2 dennoch über die weiterhin vorhandene
Wirbelstromkupplung 6 mit einer verminderten Schleppdrehzahl
angetrieben, wobei die Schleppdrehzahl vom Abstand s₁
zwischen dem Läuferrad 7 und den Permanentmagneten 8 abhängt.
Je nach Anwendungsfall wird dieser Abstand, zwischen
0,5 bis 4 mm gewählt, wobei Schleppdrehzahlen beispielsweise
in der Größenordnung bis ca. 1100 u/min eingestellt werden.
Auch die Anzahl der Permanentmagnete bestimmt die Größe der
Schleppdrehzahl.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird die Antriebswelle 4
der Reibschaltkupplung 1 über ein topfförmiges Gehäuse 9
angetrieben, wobei eine Paßfeder 10 eine formschlüssige
Verbindung zur Antriebswelle 4 und ein Anschlußflansch 11 die
Verbindung zur Kurbelwelle eines nicht näher dargestellten
Kfz-Verbrennungsmotors bildet. An dieses Gehäuse 9 ist über
eine Schraubverbindung 12 wiederum ein im Querschnitt
Z-förmiges Gehäuse 13 angeschraubt, welches zur Aufnahme des
Läuferrades 7 der Wirbelstromkupplung 6 dient. Durch diese
Anordnung wird die Reibscheibenkupplung 5 ringförmig von der
Wirbelstromkupplung 6 umschlossen. Die Wirbelstromkupplung 6
besteht mit ihrem Läuferrad aus einer stirnseitigen
Kupferscheibe 14 und einer nachgeschalteten Stahlscheibe 15,
die mittels einer Schraubverbindung 16 am ringförmigen
Läuferrad 7 befestigt sind.
Dem Läuferrad 7 der Wirbelstromkupplung 6 mit einem Spalt s₁
gegenüberliegend befindet sich ein Magnetscheibenrad 17, in
welchem die Permanentmagnete 8 auf dem Umfang der
ringförmigen Scheibe eingebettet sind. Die Anzahl der Magnete
bestimmt sich aus dem jeweiligen Anwendungsfall und bestimmt
die Größe der Schleppdrehzahl.
Das Magnetscheibenrad 17 ist mit einem im Querschnitt
wiederum Z-förmigen oder topfförmigen Kupplungsgehäuse 18
verbunden, welches zur Aufnahme der ersten
Reibscheibenkupplung 5 dient. Das topfförmige
Kupplungsgehäuse 18 ist mit seinem radialen
Befestigungsflansch 19 über eine Schraubverbindung 20 mit dem
Magnetscheibenrad 17 verbunden. Eine weitere
Schraubverbindung 21 verbindet diesen radialen
Befestigungsflansch 19 des topfförmigen Kupplungsgehäuses 18
mit einem stirnseitig angeflanschten Befestigungsgehäuse 22
für das Lüfterrad 2 über eine Schraubverbindung 23. Dieses
Lüfterrad-Befestigungsgehäuse 22 ist im Querschnitt etwa
L-förmig ausgebildet mit einem radialen Wandungsabschnitt 24
und einem axialen, topfförmigen Wandungsabschnitt 25, der
sich stirnseitig nach vorne hin erstreckt. Das
Lüfterrad-Befestigungsgehäuse 22 weist darüber hinaus einen
sich gemäß Fig. 1 axial erstreckenden, in Richtung
Verbrennungsmotor weisenden Gehäuseabschnitt 26 auf, der
mehrere Funktionen ausübt. Das Befestigungsgehäuse 22 ist
über den axialen Gehäuseabschnitt 26 auf der Antriebswelle 4
über ein Doppelkugellager 27 drehbar gelagert. Gleichzeitig
bildet der radiale Wandungsabschnitt 24 mit dem axialen
Gehäuseabschnitt 26 eine ringförmige Aussparung 28, die mit
einem Zylinderraum 29 zur Aufnahme eines Pneumatikkolbens 30
verbunden ist. Der ringförmige Pneumatikkolben 30 der
Reibscheibenkupplung 5 ist in dem topfförmigen Gehäuse 18 mit
seiner ringförmigen Außenfläche 31 gelagert. Die innere
Lagerfläche 32 des ringförmigen Kolbens 30 stützt sich auf
der axialen Gehäusefläche des Gehäuseabschnitts 26 ab. Der
ringförmig umlaufende Kolben 30 ist im Querschnitt U-förmig
ausgebildet, wobei der radial außenliegende Schenkel 33 etwa
die doppelte Länge aufweist, wie der radial innenliegende
Schenkel 34. Der Kolben 30 wird an seiner radialen
Stirnseite 35 mit Druckluft beaufschlagt, die dem
Befestigungsgehäuse 22 über eine Druckluftzuführbohrung 36
zugeführt wird. Hierfür ist der axiale und topfförmige
Wandungsabschnitt 25 des Befestigungsgehäuses 22 mit einer
Drehkupplung 37 für die Luftzufuhr in den Innenraum 38 des
Wandungsabschnittes 25 versehen.
Die Reibscheibenkupplung 5 ist als pneumatisch betätigbare
Kupplung ausgebildet. Hierfür befindet sich in dem
Kupplungsgehäuse 18 eine axial verschiebbare Ankerscheibe 39,
die mittels einer Ringfederscheibe 40 verdrehspielfrei am
Gehäuse 18 befestigt ist. Die Ringfederscheibe 40 weist an
ihrer Fläche mehrere Befestigungsbohrungen auf, die
wechselseitig zur Befestigung der angrenzenden Bauteile
dienen. Hierzu dient die Schraubverbindung 57. Ein
Federpaket 41 drückt den radial außenliegenden Bereich der
Ankerscheibe 39 gegen die radiale Stirnseite 42 des axial
verlaufenden außenliegenden Schenkels 33 des Druckkolbens 30.
Der Ankerscheibe 39 gegenüberliegend ist eine Gegenscheibe 43
angeordnet, die über eine Schraubverbindung 44 mit dem
Befestigungsgehäuse 22 verbunden ist. Dabei dient der axial
sich erstreckende Gehäuseabschnitt 26 des
Befestigungsgehäuses 22 gleichermaßen als Abstandshalter und
als Gehäuseabschnitt zur Aufnahme des Druckkolbens 30.
Zwischen der Gegenscheibe 43 und der Ankerscheibe 39 ist ein
Reibscheibenbelag 45 angeordnet, der ebenso wie die
Ankerscheibe 39 über eine flexible, axial verschiebbare
Scheibe 46 mittels der Schraubverbindung 47 mit der
Antriebswelle 4 verbunden ist.
Die Reibschaltkupplung nach Fig. 1 arbeitet wie folgt:
Ist der vor der Kolbenfläche 35 liegende Druckraum 28, 29 über die Leitung 36 mit Druckmedium, z. B. Druckluft beaufschlagt, so wird der Kolben 30 im Kupplungsgehäuse 18 sowie im Gehäuseabschnitt 26 axial in Fig. 1 nach rechts bewegt und drückt mit seinem radial außenliegenden Schenkel 33 gegen die Ankerscheibe 39 gegen die Kraft des Federpakets 41. Die flexible Ringfederscheibe 40 ermöglicht die axiale Bewegung. Hierdurch wird die kraftschlüssige Verbindung der Reibscheibenkupplung 5 gelöst, so daß sich der Reibscheibenbelag 45 frei zwischen der Ankerscheibe 39 und der Gegenscheibe 43 auf der Antriebswelle 4 drehen kann. In diesem Fall ist nur die Wirbelstromkupplung 6 wirksam, die die Motordrehzahl des Kfz-Motors über den Anschlußflansch 11 auf das topfförmige Gehäuse 9 und von dort auf das Z-förmige Gehäuse 13 überträgt. Die an dem Gehäuse 13 angeflanschte Wirbelstromkupplung 6 bewirkt eine verminderte Drehzahlübertragung auf den radialen Befestigungsflansch 19 des Kupplungsgehäuses 18 und von dort zum Befestigungsgehäuse 22, an welchem das Lüfterrad 2 befestigt ist. Trotz hoher Motordrehzahl wird demnach der Lüfterflügel des Ventilators 3 mit einer verminderten Schleppdrehzahl angetrieben.
Ist der vor der Kolbenfläche 35 liegende Druckraum 28, 29 über die Leitung 36 mit Druckmedium, z. B. Druckluft beaufschlagt, so wird der Kolben 30 im Kupplungsgehäuse 18 sowie im Gehäuseabschnitt 26 axial in Fig. 1 nach rechts bewegt und drückt mit seinem radial außenliegenden Schenkel 33 gegen die Ankerscheibe 39 gegen die Kraft des Federpakets 41. Die flexible Ringfederscheibe 40 ermöglicht die axiale Bewegung. Hierdurch wird die kraftschlüssige Verbindung der Reibscheibenkupplung 5 gelöst, so daß sich der Reibscheibenbelag 45 frei zwischen der Ankerscheibe 39 und der Gegenscheibe 43 auf der Antriebswelle 4 drehen kann. In diesem Fall ist nur die Wirbelstromkupplung 6 wirksam, die die Motordrehzahl des Kfz-Motors über den Anschlußflansch 11 auf das topfförmige Gehäuse 9 und von dort auf das Z-förmige Gehäuse 13 überträgt. Die an dem Gehäuse 13 angeflanschte Wirbelstromkupplung 6 bewirkt eine verminderte Drehzahlübertragung auf den radialen Befestigungsflansch 19 des Kupplungsgehäuses 18 und von dort zum Befestigungsgehäuse 22, an welchem das Lüfterrad 2 befestigt ist. Trotz hoher Motordrehzahl wird demnach der Lüfterflügel des Ventilators 3 mit einer verminderten Schleppdrehzahl angetrieben.
Ist eine unmittelbare Drehzahlübersetzung der Motordrehzahl
auf das Lüfterrad 2 gewünscht, so wird der Druckkolben 30 an
seiner Stirnfläche 35 mit Druckmedium entlastet, so daß
dieser keine Druckwirkung auf die Ankerscheibe 39 ausübt. In
diesem Fall drückt das Federpaket 41 die Ankerscheibe 39
gegen den Reibscheibenbelag 45 und diesen gegen die
Gegenscheibe 43, so daß eine kraftschlüssige Verbindung
zwischen der sich mit Motordrehzahl drehenden Antriebswelle 4
und dem Kupplungspaket, bestehend aus Ankerscheibe 39 mit
Ringfederscheibe 40, Reibscheibenbelag 45 und Gegenscheibe 43
besteht. Dieses Drehmoment wird über die feste Verbindung der
Ankerscheibe 39 zum Kupplungsgehäuse 18 und zum
Befestigungsgehäuse 22 einerseits bzw. von der
Gegenscheibe 43 über die Schraubverbindung 44 zum
Befestigungsgehäuse 22 andererseits auf das Lüfterrad 2 und
damit auf den Ventilator 3 übertragen.
Die gewählte Anordnung nach Fig. 1 hat den Vorteil, daß bei
ausfallender Druckluftversorgung im System sich die höhere
Ventilatordrehzahl durch ein zwangsweises Einschalten der
Reibscheibenkupplung 5 entsteht. Im Zweifelsfall wird deshalb
die höhere Kühlwirkung des Ventilators bei dieser
Schaltungsanordnung wirksam.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist eine geänderte
Schaltungsanordnung der Reibscheibenkupplung 5 gewählt. Im
übrigen, sind gleiche oder entsprechende Teile mit gleichem
Bezugszeichen wie in Fig. 1 bezeichnet.
Der Antrieb des nicht näher dargestellten Kfz-Motors
geschieht über eine Riemenscheibe 48 auf die Antriebswelle 4
der Reibschaltkupplung 1. Selbstverständlich kann hier auch
eine direkte Verbindung der Antriebswelle 4 zur Kurbelwelle
des Antriebsmotors bestehen. Über die Paßfeder 10 wird die
Antriebswelle 4 formschlüssig mit einem Aufnahmegehäuse 13
für die Wirbelstromkupplung 6 verbunden. Dieses
Aufnahmegehäuse weist einen axialen Wandungsabschnitt 49,
einen sich trichterförmig erweiternden Wandungsabschnitt 50
sowie einen sich radial erstreckenden Wandungsabschnitt 51
auf. Der radiale Wandungsabschnitt 51 trägt an seiner linken
Stirnseite das Magnetscheibenrad 17 zur Aufnahme der
Permanentmagnete 8 der Wirbelstromkupplung 6. In einem
Spalt s₁ gegenüberliegend befindet sich das Läuferrad 7 der
Wirbelstromkupplung, gebildet aus der Kupferscheibe 14 sowie
der Stahlscheibe 15.
Das Läuferrad 7 der Wirbelstromkupplung 6 ist in das
Lüfterrad-Befestigungsgehäuse 22 stirnseitig eingebettet und
mit diesem fest verbunden. Über eine Schraubverbindung 23 ist
das Läuferrad 2 am Befestigungsgehäuse 22 befestigt. Das
Läuferrad-Befestigungsgehäuse 22 ist auf der Antriebswelle 4
über das Kugellager 27 frei drehbar gelagert, wobei das
Kugellager 27 auf dem axialen Wandungsabschnitt 49 des
Gehäuses 13 angeordnet ist.
Das Kupplungsgehäuse 18 zur Aufnahme des Kolbens 30 der
Reibscheibenkupplung 5 weist einen ringförmig umlaufenden
Zylinderraum 52 auf, in welchem der ringförmige Kolben 30
axial verschiebbar gelagert ist. Der hinter dem Kolben 30
liegende Zylinderraum 29 dient zur Druckbeaufschlagung der
stirnseitigen Kolbenfläche 35 mit einem pneumatischen oder
hydraulischen Druckmedium, welches über eine radial
verlaufende Zuführbohrung 36 dem Zylinderraum 29 zugeführt
wird. Eine Drehkupplung 37 dient wiederum zur Zuführung des
Druckmediums zum Zylinderraum 29.
Das Kupplungsgehäuse 18 ist mit seinem radial außenliegenden
axialen Wandungsabschnitt 53 über die Schraubverbindung 21
mit dem Lüfterrad-Befestigungsgehäuse 22 drehfest verbunden.
Die Reibscheibenkupplung 5 wird durch die Ankerscheibe 39
gebildet, die wiederum über eine Federscheibe 54 und einer
Schraubverbindung 55, 57 axial verschiebbar am
Kupplungsgehäuse 18 befestigt ist. Dabei bilden die
Ankerscheibe 39 und der Kolben 30 eine axial verschiebbare
bauliche Einheit, die durch die Ringfederscheibe 54 gehalten
ist. Die Ankerscheibe 39 wirkt mit der rückseitigen Fläche 56
des radialen Wandungsabschnittes 51 des Gehäuses 13 zusammen,
die mit einem Spalt s₂ der Ankerscheibe 39 gegenüberliegt.
Die rückseitige Stirnfläche 56 sowie die Ankerscheibe 39 sind
als Reibscheibenbeläge ausgebildet. Der Kolben 30 drückt die
Ankerscheibe 39 bei Druckbeaufschlagung des Zylinderraumes 29
unter Überwindung des Spaltes s₂ gegen die rückseitige
Stirnfläche 56 des Wandungsabschnittes 51.
Die Reibschaltkupplung nach Fig. 2 arbeitet demzufolge wie
folgt:
Ist der Druckraum 29 des Zylinderraumes 52 nicht mit Druckmedium belastet, so ist die Reibscheibenkupplung 5 nicht aktiv. In diesem Fall wird die über die Riemenscheibe 48 auf die Antriebswelle 4 übertragene Motordrehzahl über die Paßfeder 10 auf das Gehäuse 13 und damit auf die Wirbelstromkupplung 6 übertragen. Die Wirbelstromkupplung 6 überträgt wiederum eine verminderte Drehzahl auf das Lüfterrad-Befestigungsgehäuse 22 und damit auf das Lüfterrad 2. Die Größe der Schleppdrehzahl wird durch den Aufbau der Wirbelstromkupplung 6 bestimmt.
Ist der Druckraum 29 des Zylinderraumes 52 nicht mit Druckmedium belastet, so ist die Reibscheibenkupplung 5 nicht aktiv. In diesem Fall wird die über die Riemenscheibe 48 auf die Antriebswelle 4 übertragene Motordrehzahl über die Paßfeder 10 auf das Gehäuse 13 und damit auf die Wirbelstromkupplung 6 übertragen. Die Wirbelstromkupplung 6 überträgt wiederum eine verminderte Drehzahl auf das Lüfterrad-Befestigungsgehäuse 22 und damit auf das Lüfterrad 2. Die Größe der Schleppdrehzahl wird durch den Aufbau der Wirbelstromkupplung 6 bestimmt.
Eine unmittelbare Drehzahlübertragung von der
Riemenscheibe 48 auf das Lüfterrad 2 erfolgt durch Betätigung
der Reibscheibenkupplung 5. Hierzu wird der Druckraum 29 mit
Druckmedium, insbesondere mit Druckluft belastet, so daß der
Kolben 30 die Ankerscheibe 39 unter Überwindung des
Spaltes s₂ gegen die rückseitige Fläche 56 des radialen
Wandungsabschnittes 51 des Gehäuses 13 drückt. In diesem Fall
erfolgt der Kraftschluß von der Antriebswelle 4 über das
Gehäuse 13 auf die Ankerscheibe 39 und von dort über die
Ringfederscheibe 54 auf das Kupplungsgehäuse 18. Das
Drehmoment wird weiter übertragen über den radial
außenliegenden, axialen Wandungsabschnitt 53 und die
Schraubverbindung 21 auf das Lüfterrad-Befestigungsgehäuse 22
und damit auf das Lüfterrad 2.
Die Ausführungsform nach Fig. 2 beinhaltet demzufolge eine
Druckluftschaltung, die bei wirkender Druckluft eine
unmittelbare Kopplung der Motordrehzahl auf das Lüfterrad
bewirkt.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und
beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfaßt
auch vielmehr alle fachmännischen Weiterbildungen und
Abwandlungen im Rahmen des erfindungsgemäßen Gedankens.
Claims (11)
1. Reibschaltkupplung insbesondere für ein Lüfterrad eines
Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotors oder dergleichen, wobei das
Lüfterrad (2) zur unmittelbaren Übertragung der Motordrehzahl
über eine erste Reibscheibenkupplung (5) direkt mit einer
Antriebswelle (4) oder dergleichen verbunden ist und das
Lüfterrad (2) bei abgeschalteter Reibscheibenkupplung (5)
durch eine zweite, als Wirbelstromkupplung ausgebildete
Kupplungsvorrichtung (6) mitgeschleppt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß die Reibscheibenkupplung (5) zum direkten
Antrieb des Lüfterrades (2) als pneumatisch oder hydraulisch
betätigbare Kupplung (5) mit einer Kolben/Zylindereinheit
ausgebildet ist, die über eine Drehkupplung (37) mit
Druckmedium beaufschlagbar ist.
2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Antriebswelle (4) der Reibschaltkupplung (1) über ein
Antriebsgehäuse (13) direkt mit der Wirbelstromkupplung (6)
verbunden ist, wobei die Wirbelstromkupplung (6)
abtriebseitig mit einem Lüfterrad-Befestigungsgehäuse (22)
zur Befestigung des Lüfterrades (2) verbunden und das
Lüfterrad-Befestigungsgehäuse (22) über ein Kugellager (27)
von der Antriebswelle (4) drehzahlmäßig entkoppelt ist.
3. Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Lüfterrad-Befestigungsgehäuse (22) mit einem
Reibscheibenkupplungs-Aufnahmegehäuse (18) direkt verbunden
ist, welches einen Zylinderraum (29, 52) zur Aufnahme eines
Antriebskolbens (30) der Kolben/Zylindereinheit aufweist und
daß der axial verschiebbare Antriebskolben (30) die
Reibscheibenkupplung (5) im Sinne einer Druckbeaufschlagung
oder Druckentlastung der Reibscheibenkupplung (5) und damit
zu einer direkten Verbindung oder Entkopplung der
Antriebswelle (4) mit dem Lüfterrad (2) betätigt.
4. Kupplung nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Antriebskolben (30) eine mittels einer flexiblen
Ringfederscheibe (40, 54) axial verschiebbare Ankerscheibe
(39) betätigt, die mit einem Reibscheibenbelag (45) der
Reibscheibenkupplung (5) zusammenwirkt.
5. Kupplung nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (4)
mit einer axial verschiebbaren flexiblen
Kupplungsscheibe (46) verbunden ist, die beidseitig einen
Reibscheibenbelag (45) trägt und daß die
Kupplungsscheibe (46) bei nicht druckbeauschlagtem
Antriebskolben (30) zwischen der mit dem
Kupplungsgehäuse (18) verbundenen Ankerscheibe (39) und einer
mit dem Lüfterrad-Befestigungsgehäuse (22) festverbundenen
Gegenscheibe (43) kraftschlüssig eingeklemmt ist.
6. Kupplung nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerscheibe (39)
von einer Tellerfeder (41) axial gegen den
Reibscheibenbelag (45) der Reibscheibenkupplung (5)
andrückbar ist.
7. Kupplung nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Antriebskolben (30) bei einer Druckbeaufschlagung die
Reibscheibenkupplung (5) im Sinne einer Kupplungsbetätigung
und damit einer unmittelbaren Drehzahlübertragung schließt.
8. Kupplung nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der
Antriebswelle (4) verbundene Gehäuse (13) zur
antriebsseitigen Befestigung der Wirbelstromkupplung (6) mit
seinem radialen Wandungsabschnitt (51) gleichzeitig als
Gegenscheibe (43) der Reibscheibenkupplung (5) dient, die mit
der Ankerscheibe (39) bei einer Kraftbeaufschlagung des
Antriebskolbens (30) zusammenwirkt.
9. Kupplung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Ankerscheibe (39) über eine flexible Ringfederscheibe
(40, 54) axial verschiebbar im Kupplungsgehäuse (18) gelagert
ist.
10. Kupplung nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerscheibe (39)
und der Kolben (30) eine bauliche, axial verschiebbare
Einheit bilden, die zwischen sich die flexible
Ringfederscheibe (54) einschließen.
11. Kupplung nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Druckbeaufschlagung des Antriebskolbens (30) über eine
Drehkupplung (37) auf das drehbare Anschlußgehäuse (25, 18)
zum Druckraum (29) der Kolben/Zylindereinheit erfolgt.
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