DE7004092U

DE7004092U - FAN DRIVE FOR LIQUID-COOLED COMBUSTION MACHINES IN MOTOR VEHICLES.

Info

Publication number: DE7004092U
Application number: DE7004092U
Authority: DE
Original assignee: Adam Opel GmbH
Current assignee: Adam Opel GmbH
Priority date: 1970-02-06
Filing date: 1970-02-06
Publication date: 1973-01-18

Description

GetraueiiGinuBteranmelduny J. Februar 1970 y Registration for registration J. February 1970 y

Aninelderin: ADAM OPEL AKTIENGESELLSCHAFT, 6G9 Rüsselsheim/HeesenAninelderin: ADAM OPEL AKTIENGESELLSCHAFT, 6G9 Rüsselsheim / Heesen

Ventilatoraxtrieb für flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschinen in KraftfahrzeugenVentilatoraxtrieb for liquid-cooled internal combustion engines in motor vehicles

Die Neuerung bezieht sich auf den Antrieb eines Ventilators in flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeugen, bei dem unter dem Einfluß eines temperaturempfindlichen Elementes eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Antrieb des Ventilators und dem Ventilator hergestellt wird.The innovation relates to the drive of a fan in liquid-cooled internal combustion engines for motor vehicles, in which under the influence of a temperature-sensitive element a force-fit Connection between the drive of the fan and the fan is established.

Bekannte Antriebe dieser Art verwenden eine im Kühlmittelkreislauf eingesetzte Temperatursonde, die bei überschreiten einer bestimmten Temperatur des Kühlmittels einen Stromkreis schließt, welcher eine Magnetkupplung aktiviert, die eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Ventilatorantrieb und dem Ventilator herstellt oder unterbricht. (Deutsche Auslegeechrift 1 131 9^6, deutsche Patentschrift 866 576, franz. PatentschriftKnown drives of this type use one used in the coolant circuit Temperature probe that works when a certain temperature is exceeded of the coolant closes a circuit which activates a magnetic coupling, which creates a non-positive connection between the fan drive and the fan establishes or interrupts. (German interpretation book 1 131 9 ^ 6, German patent specification 866 576, French. Patent specification

Bei anderen Antrieben, die von der Temperatur des Kühlmittele gesteuert werden, liegt das temperaturempfindliche Element im Strom der Kühlluft, die aus dem Kühler abströmt, und aktiviert auf diese Weise bei Überschreiten einer bestimmten Temperatur der aus dem Kühler entströmenden Luft eine Kupplung, die den Kraftschluß zwischen dem Ventilatorantrieb und dem Ventilator herstellt. (Schweiz. Patentschrift 33^ 056, deutsche Auslegeschrift 1 268 1»32.. VS=A Patentschrift 2 881 89O). Vorrichtungen diesel" Art haben den Nachteil, daß sie sehrIn other drives that are controlled by the temperature of the coolant, the temperature-sensitive element is located in the flow of cooling air flowing out of the cooler, and in this way activates a clutch that ensures the frictional connection when the air flowing out of the cooler exceeds a certain temperature between the fan drive and the fan. (Swiss Patent Specification 33 ^ 056, German Auslegeschrift 1 268 1 »32 .. VS = A Patent Specification 2 881 89O). Devices of this type have the disadvantage that they are very

aufwendig isind, teilweise besondere, elektrisch gesteuerte Stromkreise mit Relais und dergleichen benötigen und damit ströanfällig sind. Die Neuerung schafft eine Steuerung des Ventilatorantriebes, die ebenfalls von der Kühlmitteltemperatur abha'ngig gesteuert wird, aber sehr einfach in der Konstruktion ist und zuverlässig arbeitet und von jeder Stromquelle unabhängig ist.It is complex, in some cases special, electrically controlled circuits need with relays and the like and are therefore prone to failure. The innovation creates a control of the fan drive, which is also controlled depending on the coolant temperature, but very much is simple in construction and operates reliably and is independent of any power source.

Die NeUCrWi₀ ist besonders anwendbar an Brennkraftmaschinen, bei denen der Ventilator auf der Wolle der Kühlmittelumlaufpumpe gelagert ist. Sie beruht auf der Erkenntnis, daß die Welle der KUhlmittelumlaufpumpe während des Betriebes der Brennkraftmaschine eine Temperatur annimmt, die der Temperatur des Kühlmittels entspricht. Die Neuerung verwendet daher ein temperaturempfindliches Element, das in direkter, wärmeleitender Verbindung mit der Welle der Kühlmittelumlaufpumpe steht.The NeUCrWi ₀ is particularly applicable to internal combustion engines in which the fan is mounted on the wool of the coolant circulation pump. It is based on the knowledge that the shaft of the coolant circulation pump assumes a temperature during operation of the internal combustion engine which corresponds to the temperature of the coolant. The innovation therefore uses a temperature-sensitive element that is in direct, heat-conducting connection with the shaft of the coolant circulation pump.

Einzelheiten und weitere Merkmale der Neuerung orgeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung an Hand der beigegebenen Zeichnungen zweier Aueführungsbeispiele der Neuerung. ·Details and further features of the innovation can be found in the following description on the basis of the accompanying drawings of two examples of the innovation. ·

In der Zeichnung ist:In the drawing is:

Fig. 1 ein Längsschnitt durch einen Ventilatorantrieb nach der Neuerung entlang der Linie I-I in Fig. 2,Fig. 1 is a longitudinal section through a fan drive according to the innovation along the line I-I in Fig. 2,

Fig. 2 eine Ansicht des durch das wärmeempfindliche Element betätigten Kupplungeteiles in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 in Pfeilrichtung Z gesehen unter Weglassung der Führungselemente undFig. 2 is a view of the coupling part operated by the heat sensitive element in the embodiment 1 seen in the direction of arrow Z with the omission of the guide elements and

Fig. 3 ein Längsschnitt durch eine Kühlmittelumlaufpumpe mit3 shows a longitudinal section through a coolant circulation pump

Ventilatorantrieb nach einer anderen Ausführungsform der Neuerung.Fan drive according to another embodiment of the innovation.

In Fig. 1 ist die Welle 10 einer an der Stirnseite eines Motorblockes angebrachten Kühlmittelumlaufpumpe veranschaulicht, auf der das Pumpenrad drehfest angebracht ist, so daß es mit der Welle 10 umläuft. Die Welle 10 ist nach vorn (links in der Zeichnung) verlängert und ragt ein Stück aus dem Pumpengehäuse heraus. Auf dieser Verlängerung sitzt ebenfalls fest ein Flansch 1¹*, der mehrere Löcher mit Gewinde für die Schrauben 16 aufweist, mit denen die Keilriemenscheibe 18 fest mit dem Flansch 1*f verbunden ist. Auf dem vorderen Ende der Welle 10 ist die Nabe 20 eines Ventilatorrades 13 lose aufgesetzt, die am Ende der Welle 10 durch eine Lagerscbeibe 21 mit Sprengring 23 auf der Welle 10 gehalten wird. Die Nabe 20 des Ventilators 13 iet topfartig erweitert und weist auf der Innenseite der topfartigen Erweiterung 22 eine Reibfläche auf.1 shows the shaft 10 of a coolant circulation pump which is attached to the end face of an engine block and on which the pump wheel is attached in a rotationally fixed manner so that it rotates with the shaft 10. The shaft 10 is extended to the front (left in the drawing) and protrudes a little from the pump housing. On this extension is also seated a flange 1 ¹ *, having a plurality of threaded holes for the screws 16 with which the V-belt pulley 18 is fixedly connected to the flange f 1 *. The hub 20 of a fan wheel 13 is loosely placed on the front end of the shaft 10 and is held on the shaft 10 at the end of the shaft 10 by a bearing disk 21 with a snap ring 23. The hub 20 of the fan 13 is expanded like a pot and has a friction surface on the inside of the pot-like expansion 22.

Der topfartigen Erweiterung der Ventilatornabe sind zwei etwa halb- ■ kreisförmige Backen 26, 27 zugeordnet, welche Flansche 28, 29 aufweisen. Jede der Backen 26, 27 hat außerdem Langschlitze 3°, durch die.sie an Schrauben 16* so geführt werden, daß sie ein gewisses Stück von der Welle 10 weg und auf die topfartige Erweiterung zu bewegt werden können. Durch Zugfedern 31, 32 werden die Backen 26, 27 normalerweise in einer Stellung gehalten, bei der die Außenseite der Flansche 28, die ebenfalls mit einem Reibbelag versehen werden können, die Reibfläche 25 der topfartigen Erweiterung der Ventilatornabe nicht berühren. Die Flansche 29 der halbkreisförmigen Backen 26, 27 liegen in einem gewissen Abstand von der Welle 10, so daß zwischen ihnen und der Welle 10 ein Ringraum 12 gebildet wird. In diesem Ringraum 12 sind ein oder mehrere Dehnstoffelemente 35 untergebracht, die in unmittelbarem, w£ps*leitenden Kontakt mit der Welle 10 stehen.The pot-like extension of the fan hub is assigned two approximately semicircular jaws 26, 27 which have flanges 28, 29. Each of the jaws 26, 27 also has long slots 3 ° through which they are guided on screws 16 * so that they can be moved a certain distance away from the shaft 10 and towards the pot-like extension. By tension springs 31, 32 the jaws 26, 27 are normally held in a position in which the outside of the flanges 28, which can also be provided with a friction lining, do not touch the friction surface 25 of the pot-like extension of the fan hub. The flanges 29 of the semicircular jaws 26, 27 are at a certain distance from the shaft 10, so that an annular space 12 is formed between them and the shaft 10. In this annular space 12, one or more expansion elements 35 are accommodated, which are in direct, w £ ps * conductive contact with the shaft 10.

Die Welle 10, die über das Kühlraittelpumpenrad in metallischer, wärmeleitender Verbindung mit dem Kühlmittel steht, nimmt nach gewisser
Betriebszeit die Temperatur des Kühlmittels oder eine Temperatur au, die der Kühlmitteltemperatur proportional ist und leitet dieee Temperatur
an das oder die Dehnstoffelemente 35 weiter.The shaft 10, which is in metallic, thermally conductive connection with the coolant via the coolant pump wheel, increases to a certain extent
Operating time the temperature of the coolant or a temperature proportional to the coolant temperature and directs the temperature
to the expansion element or elements 35 further.

So^lange das Kühlmittel normale Betriebstemperatur oder eine geringe
Temperatur aufweist, halten die Zugfedern 311 32 die Backen 26, 27 außer Kontakt mit der Reibfläche 25 eier tapfartigen Erweiterung der VentilatDrnabe. As long as the coolant is normal or at a low operating temperature
Has temperature, the tension springs 311 32 keep the jaws 26, 27 out of contact with the friction surface 25 egg-like expansion of the VentilatDrnabe.

überschreitet t Temperatur des Kühlmittels jedoch einen gewissen Wert, so erwärmt sich auch die Welle 10 entsprechend und gibt diese Erwärmung
an das oder die Dehnetoffelemente 35 weiter. Die Dehnstoffelemente 35
dehnen sich entsprechend dieser Temperaturerhöhung und schieben die
Backen 26, 2? gegen die Kraft der Zugfedern 31, 32 radial räch außen bis die Flansche 28 der Backen 26, 27 bei Auftreten einer kritischen Temperatur fest an der Reibfläche 25 anliegen.However, if the temperature of the coolant exceeds a certain value, then the shaft 10 is also heated accordingly and produces this heating
to the expansion element or elements 35 further. The expansion elements 35
expand according to this temperature increase and push the
Jaws 26, 2? against the force of the tension springs 31, 32 radially outwards until the flanges 28 of the jaws 26, 27 rest firmly against the friction surface 25 when a critical temperature occurs.

In diesem Betriebszustand wird der Ventilator von der Antriebsscheibe 18 über die Schrauben 16, die Backen 26, 27»die Reibung zwischen den Flanschen 28 und den Flanschen 22, 25 der topfartigen Erweiterung der Ventilatornabe mitgenommen und sorgt für eine verstärkte Kühlung bis die Temperatur des Kühlmittels soweit abgesunken ist, daß der Druck der Dehnstoffelemente auf die Backen 26, 27 nachläßt und die Backen 2o, 27 durch die Zugkraft der
Federn 311 32 wieder von der Reibfläche 25 gelöst werden.In this operating state, the fan is carried along by the drive pulley 18 via the screws 16, the jaws 26, 27 »the friction between the flanges 28 and the flanges 22, 25 of the pot-like extension of the fan hub and ensures increased cooling up to the temperature of the coolant has fallen so far that the pressure of the expansion elements on the jaws 26, 27 decreases and the jaws 2o, 27 by the tensile force of the
Springs 311 32 can be released from the friction surface 25 again.

In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform der Neuerung veranschaulicht. Das Gehäuee **0 der Kühlmit te !umlauf purape ist mit Kühlmittelkanälen ^+2In Fig. 3, another embodiment of the innovation is illustrated. The housing ** 0 of the coolant! Circulation purape is with coolant channels ^ + 2

versehen, die Kühlmittel bis in ·}i■:, W;.:.s der Pumpenwelle 44 heranführen. Die Pumpenwelle 44 ist in ihrem Ρυωριί-rgehäuse mit einem Kugellager 46 ,. gelagert und eine Stopfbüchsendichtung 48 verhindert das Austreten von Kühlmittel aus der Pumpe in die Lagerung.that feed the coolant up to ·} i ■ :, W;.:. s of the pump shaft 44. The pump shaft 44 is in its Ρυωριί-r housing with a ball bearing 46,. and a gland seal 48 prevents coolant from leaking from the pump into the bearing.

Die Pumpenwelle kk hat eine zentrale Bohrung 50, in die ein Dehnstoffelement 52 eingesetzt ist, Das Dehnetoffelement 52 trägt eine Stoßstange 53i die auf einen in der Bohrung 50 beweglichen Kolben 54 mit Dichtmanschette wirkt, so daß bei einer Erwärmung des Dehnstoffelementes 52 die Stoßstange 53 den Kolben 54 mit Dichtnanschette 55 nach vorn (nach links in der Zeichnung) verschieben kann. Das Ende der zentralen Bohrung 50 mündet in einen Kanal 56, der am Ende der Welle kk durch einen Schraubstopfen 57 verschlossen ist.The pump shaft kk has a central bore 50 into which an expansion element 52 is inserted. The expansion element 52 carries a bumper 53i which acts on a piston 54 with a sealing sleeve that is movable in the bore 50, so that when the expansion element 52 is heated, the bumper 53 is the Piston 54 with sealing collar 55 can move forward (to the left in the drawing). The end of the central bore 50 opens into a channel 56 which is closed by a screw plug 57 at the end of the shaft kk.

Auf dem Ende der Welle kk ist mit einer Büchse 58 die Nabe 60 desOn the end of the shaft kk is the hub 60 of the with a sleeve 58

61
Ventilators/drehbeweglich gelagert.61
Fan / rotatably mounted.

Die Nabe des Ventilators weist, ähnlich wie in der ersten Ausführungsform, eine topfartige Erweiterung 62 auf, die auf ihrer Innenseite eine Reibfläche 63 trägt.The hub of the fan has, similar to the first embodiment, a pot-like enlargement 62 which carries a friction surface 63 on its inside.

In der topfartigen Erweiterung 62 der Ventilatornabe/ lauft ein Flansch der Pumpenwelle kk, der eine Anzahl Bohrungen 6k hat, die über Kanäle 65 mit dem Kanal 56 der Welle/in Verbindung stehen. An der der Ventilatomabe abgewandten Seite des Flansches 4-5 ist mit Schrauben 66 eine Keilriemenscheibe 67 befestigt, durch die die Pumpenwelle 44 in üblicher Weise angetrieben wird.In the pot-like extension 62 of the fan hub / runs a flange of the pump shaft kk, which has a number of bores 6k which are connected to the channel 56 of the shaft / via channels 65. On the side of the flange 4-5 facing away from the valve atom hub, a V-belt pulley 67 is fastened with screws 66, through which the pump shaft 44 is driven in the usual way.

In den Bohrungen 64 des Wellenflaneches 45 eind Kolben 68 mit Dichtmanschetten 69 eingesetzt, die an ihrer Außenseite Reibbeläge 70 tragen, welche an der Reibfläche 63 zur Anlage kommen können. Die Bohrungen 50, dieIn the bores 64 of the shaft flange 45 and piston 68 with sealing collars 69 used, which wear friction linings 70 on their outside, which can come to rest on the friction surface 63. The holes 50 that

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Kanäle 56, 65 und die Bohrungen 6k eind mit einem Druckmedium gefüllt, so daß sich ein durch den Kolben 5**, 55 άββ Dehastöffelessntes 52 auf das in der Bohrung 50, den Kanälen 56_t ^5 und Bohrungen Sk befindliche Druckmedium ausgeübter Druck auf die Kolben 68, 69 überträgt und diese aus den Bohrungen 64 herausbewegt bis ihre Beläge ?0 an der Reibfläche der Ventilatornabe 62 anliegen.Channels 56, 65 and the bores 6k and filled with a pressure medium, so that a pressure exerted by the piston 5 **, 55 άββ Dehastöffelessntes 52 on the pressure medium located _{in the bore 50, the channels 56 t} ^ 5 and bores Sk the pistons 68, 69 transfers and moves them out of the bores 64 until their linings? 0 rest on the friction surface of the fan hub 62.

Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist ähnlich wie die im ersten Ausführungsbeispiel beschriebene-The operation of this arrangement is similar to that in the first embodiment described-

So lange die Temperatur des in den Kanälen 42 der Kühlmittelumlaufpumpe 40'. zirkulierenden Kühlmittels normale Betriebstemperatur hat, ist das in der ■ zentralen Bohrung der Welle 44 angeordnete Dehnstoffelement 52 nicht expandiert und der von ihm beeinflußte Kolben 54/55 befindet sich in ; \ seiner extrem zurückgezogenen Stellung (rechts in der Zeichnung). Ee wird kein Druck auf das in der Bohrung 50»den Kanälen 56, 65 und den Bohrungen 64 befindliche Druckmedium ausgeübt und auf die Kolben 68, übertragen. Die Kolben 68, 69 mit ihrem Reibbelag 70 befinden sich daher nicht in Anlage mit der R ibfläche 62 der Ventilatornabe und die Welle nimmt die Ventilatornabe nicht mit. Überschreitet dagegen die Temperatur des Kühlmittels in den Kanälen 42 der Kühlmittelumlaufpumpe einen kritischen Wert, so bewirkt diese Temperaturerhöhung eine Expansion des Dehnstoffelementes 52, wodurch der Kolben 5^+t 55 in der Bohrung 50 vorgeschoben wird. ^ nach links in der Zeichnung). Der Kolben -54, 55 drückt auf das Druckmedium in der zentralen Bohrung 50 der Welle kk. Dieser Druck pflanzt sich durch die Kanäle 56, 65 fort und schiebt die Kolben 68, 69 nach außen, so daß ihr Reibbelag 70 zur Anlage an die Reibfläche 63 der Ventilatornabe gelangt, wodurch die Ventilatornabe fest mit der Welle kk, k$ verbunden wird» Diese Verbindung zwischen der Welle hk_% 45 und der Ventilatornabe 60, 62 bleibt so lange erhalten,bis die Temperatur des Kühlmittels wieder auf einen normalen Wert gesunken iet.As long as the temperature in the channels 42 of the coolant circulation pump 40 '. circulating coolant has normal operating temperature, the expansion element 52 arranged in the ■ central bore of the shaft 44 is not expanded and the piston 54/55 influenced by it is located in; \ its extremely withdrawn position (on the right in the drawing). No pressure is exerted on the pressure medium located in the bore 50, the channels 56, 65 and the bores 64 and is transmitted to the pistons 68. The pistons 68, 69 with their friction lining 70 are therefore not in contact with the R ib surface 62 of the fan hub and the shaft does not take the fan hub with it. If, on the other hand, the temperature of the coolant in the channels 42 of the coolant circulation pump exceeds a critical value, this increase in temperature causes the expansion element 52 to expand, as a result of which the piston 5 ^ + t 55 is advanced in the bore 50. ^ to the left in the drawing). The piston -54, 55 presses on the pressure medium in the central bore 50 of the shaft kk. This pressure propagates through the channels 56, 65 and pushes the pistons 68, 69 outwards so that their friction lining 70 comes to rest against the friction surface 63 of the fan hub, whereby the fan hub is firmly connected to the shaft kk, k $ » this connection between the shaft 45 and _hk% of the fan 60, 62 is maintained so long iet to the temperature of the refrigerant fallen back to a normal value.

7 0 0 4 0 9 2 1 8. 1. 73 öchutzansprüclre7 0 0 4 0 9 2 1 8 1. 73 claims for protection

Claims

Sc^tzaneprüche 4. Februar 1970Sc ^ tzaneprüche February 4, 1970

1. Ventilatorantrieb fur flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaechinen in Kraftfahrzeugen, bei dem durch ein wärmeempfindliches Element bei Überschreite*! einer festgelegten Kühlmitteltemperatur eine kraftschlüesige Verbindung zwischen dem Antrieb und dem Ventilator hergestellt beziehungsweise gelöst wird,1. Fan drive for liquid-cooled internal combustion engines in Motor vehicles in which a heat-sensitive element when exceeded *! a fixed coolant temperature a positive connection between the drive and the fan is established or released,

dadurch gekennzeichnet, daß wKrmeerapfindliche Elemente (35» 52) in direktem, wärmeleitenden Kontakt mit der Welle (10, kk) der Kühlmittelumlaufpumpe angeordnet sind.characterized in that elements (35 »52) which can be detached from the Krmeer are arranged in direct, heat-conducting contact with the shaft (10, kk) of the coolant circulation pump.

Zo₉. Ventilatorantrieb für flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen nach Anspruch 1, Zo ₉ . Fan drive for liquid-cooled internal combustion engines in motor vehicles according to Claim 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (18, 67) der Kühlraittelumlaufpumpe fest mit einem Flansch (1^, 45) der Welle (10, kk) Terbundon iet, an dem Backen (26, 27 - 68, 70) so geführt sind, daß sie unter Einwirkung eines oder mehrer Dehnstoffelemente (35i 52) mit einer an der Ventilatornabe (?.O, 60) vorgesehenen Reibfläche (25» 63) eine kraftschlüsBige Verbindung herstellen können.characterized in that the drive (18, 67) of the coolant circulation pump fixed to a flange (1 ^, 45) of the shaft (10, kk) Terbundon iet on the jaws (26, 27 - 68, 70) are so guided that under the action of one or more expansion elements (35i 52) they can establish a force-fit connection with a friction surface (25 »63) provided on the fan hub (? .O, 60).

3. Ventilatorantrieb für flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen nach Anspruch 1,3. Fan drive for liquid-cooled internal combustion engines in Motor vehicles according to claim 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeempfindliche Element (52) in eine zentrale Bohrung (50) der Welle (kk) eingebaut ist, und auf einen Kolben (5*+t 55) einwirkt, wobei dessen Bewegungen über ein Druckmedium in Kanälen (56, 65) arf einen oder mehrere Kolben (68, 69) übertragen w«rd«n,clie mit Reibflächen (70) eine kraftschlüssige Verbindung m:t der Nabe (60) des Ventilators (61) herstellen (Fig. 3).characterized in that the heat-sensitive element (52) is installed in a central bore (50) of the shaft (kk) , and acts on a piston (5 * + t 55), the movements of which over a pressure medium in channels (56, 65 ) If one or more pistons (68, 69) are to be transmitted, they will establish a non-positive connection with friction surfaces (70) with the hub (60) of the fan (61) (FIG. 3).

k. Valve gate drive for liquid-cooled brewing machines in motor vehicles according to one of Claims 1 to 3, characterized in that coolant channels (kz) are provided in the housing (40) of the coolant circulation pump, the coolant in the vicinity of the shaft (44) of the Let the cooling agent circulate