RU219582U1

RU219582U1 - FAN DRIVE ELECTROMAGNETIC CLUTCH WITH FORCED SWITCH MECHANISM

Info

Publication number: RU219582U1
Application number: RU2023112976U
Authority: RU
Filing date: 2023-05-18
Publication date: 2023-07-25

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники. Технический результат - снижение трудозатрат и обеспечение технологичности перевода механизма принудительного переключения в любое из положений, обеспечивающее соответствующий режим работы вентилятора. Электромагнитная муфта привода вентилятора с механизмом принудительного переключения содержит неподвижную электромагнитную катушку, шкив, подшипник, ступицу, фрикционный диск ступицы, фрикционный диск шкива, наружный диаметр которого больше наружного диаметра фрикционного диска ступицы, распорную пружинную шайбу, механизм принудительного переключения, состоящий из нажимного диска, соединенного тремя шпильками с опорным диском, имеющим три пружинных фиксатора, три кольцевые радиальные канавки для фиксаторов, выполненные на шкиве. Фиксаторы выполнены в виде подпружиненных пальцев с шаровыми головками, взаимодействующими с вилками L-образных выступов, установленных шарнирно на опорном диске и имеющих возможность поворачиваться в сторону ступицы, а наружные части указанных выступов связаны друг с другом соединительным кольцом. При этом наиболее удаленная от ступицы кольцевая канавка фиксаторов выполнена с большей глубиной. 4 ил.

The utility model relates to the field of electrical engineering. EFFECT: reducing labor costs and ensuring the manufacturability of transferring the forced switching mechanism to any of the positions that ensures the appropriate mode of operation of the fan. SUBSTANCE: fan drive electromagnetic clutch with a forced switching mechanism comprises a fixed electromagnetic coil, a pulley, a bearing, a hub, a friction disk of the hub, a friction disk of the pulley, the outer diameter of which is larger than the outer diameter of the friction disk of the hub, a spacer spring washer, a forced switching mechanism, consisting of a pressure disk, connected by three studs with a support disk having three spring retainers, three annular radial grooves for retainers made on the pulley. The latches are made in the form of spring-loaded pins with ball heads interacting with forks of L-shaped protrusions pivotally mounted on the support disk and able to rotate towards the hub, and the outer parts of these protrusions are connected to each other by a connecting ring. In this case, the annular groove of the retainers, which is the furthest from the hub, is made with a greater depth. 4 ill.

Description

Полезная модель относится к транспортному машиностроению и, в частности может быть использована в двигателестроении.The utility model relates to transport engineering and, in particular, can be used in engine building.

Известна электромагнитная муфта для привода вентилятора [патент RU №97574 H02K 9/06], состоящая из неподвижной электромагнитной катушки, шкива, подшипника, ступицы, фрикционного диска шкива и распорной пружинной шайбы.Known electromagnetic clutch for driving a fan [patent RU No. 97574 H02K 9/06], consisting of a fixed electromagnetic coil, a pulley, a bearing, a hub, a friction disk of the pulley and a spacer spring washer.

Недостатком данной электромагнитной муфты для привода вентилятора является низкий уровень надежности обеспечения нормального температурного режима работы двигателя, обусловленный отсутствием возможности отключения вентилятора в случае отказа термобиметаллического датчика или обрыва электрической цепи электромагнитной катушки, что в условиях низкой температуры окружающей среды способствует переохлаждению двигателя, а также отсутствием возможности включения вентилятора в случае неисправности распорной пружинной шайбы, что может привести к перегреву двигателя.The disadvantage of this electromagnetic clutch for the fan drive is the low level of reliability of ensuring the normal temperature regime of the engine, due to the inability to turn off the fan in the event of a thermal bimetallic sensor failure or an open circuit in the electromagnetic coil, which, in conditions of low ambient temperature, contributes to engine overcooling, as well as the inability to turning on the fan in the event of a defective spacer spring washer, which can lead to overheating of the engine.

Известна электромагнитная муфта привода вентилятора [патент RU №216373 U1 H02K 9/06 H02K 49/00], содержащая неподвижную электромагнитную катушку, шкив, подшипник, ступицу, фрикционный диск ступицы, фрикционный диск шкива и распорную пружинную шайбу, механизм принудительного переключения, состоящий из нажимного диска, соединенного тремя шпильками с опорным диском, имеющим три пружинных шариковых фиксатора, при этом на шкиве выполнены три кольцевые радиальные канавки для фиксаторов, а наружный диаметр фрикционного диска шкива больше наружного диаметра фрикционного диска ступицы.Known electromagnetic clutch of the fan drive [patent RU No. 216373 U1 H02K 9/06 H02K 49/00], containing a fixed electromagnetic coil, a pulley, a bearing, a hub, a friction disk of the hub, a friction disk of the pulley and a spacer spring washer, a forced switching mechanism, consisting of a pressure plate connected by three studs to a support plate having three spring ball detents, while the pulley has three annular radial grooves for the detents, and the outer diameter of the friction disc of the pulley is greater than the outer diameter of the friction disc of the hub.

Указанное техническое решение является наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату и принято за прототип.The specified technical solution is the closest to the claimed technical essence and the achieved result and is taken as a prototype.

Недостатками прототипа являются неудобство и повышенные трудозатраты перевода механизма принудительного переключения в режим отключения вентилятора, обусловленные необходимостью затяжки резьбовых пробок фиксаторов после перевода механизма переключения в это положение для создания дополнительного прижимного усилия, удерживающего шариковые фиксаторы в канавках, с целью исключения перемещения фрикционного диска за счет усилия распорной пружинной шайбы, и необходимостью ослабления резьбовых пробок фиксаторов для перевода механизма переключения из этого положения в какое-либо другое положение.The disadvantages of the prototype are the inconvenience and increased labor costs of transferring the forced switching mechanism to the fan off mode, due to the need to tighten the screw plugs of the retainers after switching the switching mechanism to this position to create additional clamping force holding the ball retainers in the grooves in order to prevent the friction disk from moving due to force spacer spring washer, and the need to loosen the screw plugs of the retainers to transfer the switching mechanism from this position to any other position.

Технический результат полезной модели направлен на снижение трудозатрат и повышение эргономичности выполнения работ по переводу механизма принудительного переключения в любое из положений, обеспечивающее соответствующий режим работы вентилятора.The technical result of the utility model is aimed at reducing labor costs and improving the ergonomics of performing work on transferring the forced switching mechanism to any of the positions that provides the appropriate mode of operation of the fan.

Технический результат достигается тем, что электромагнитная муфта привода вентилятора с механизмом принудительного переключения, содержащая неподвижную электромагнитную катушку, шкив, подшипник, ступицу, фрикционный диск ступицы, фрикционный диск шкива, наружный диаметр которого больше наружного диаметра фрикционного диска ступицы, распорную пружинную шайбу, механизм принудительного переключения, состоящий из нажимного диска, соединенного тремя шпильками с опорным диском, имеющим три пружинных фиксатора, три кольцевые радиальные канавки для фиксаторов, выполненные на шкиве, содержит фиксаторы, выполненные в виде подпружиненных пальцев с шаровыми головками, взаимодействующими с вилками L-образных выступов, установленных шарнирно на опорном диске и имеющих возможность поворачиваться в сторону ступицы, а наружные части указанных выступов связаны друг с другом соединительным кольцом, при этом наиболее удаленная от ступицы кольцевая канавка фиксаторов выполнена с большей глубиной.The technical result is achieved by the fact that the fan drive electromagnetic clutch with a forced switching mechanism, containing a fixed electromagnetic coil, a pulley, a bearing, a hub, a friction disk of the hub, a friction disk of the pulley, the outer diameter of which is greater than the outer diameter of the friction disk of the hub, a spacer spring washer, a mechanism for forced switching, consisting of a pressure plate connected by three studs with a support disc having three spring retainers, three annular radial grooves for retainers made on the pulley, contains retainers made in the form of spring-loaded fingers with ball heads interacting with the forks of the L-shaped protrusions, mounted pivotally on the support disk and having the ability to rotate towards the hub, and the outer parts of these protrusions are connected to each other by a connecting ring, while the annular groove of the retainers furthest from the hub is made with a greater depth.

Отличительными признаками от прототипа является то, что фиксаторы выполнены в виде подпружиненных пальцев с шаровыми головками, взаимодействующими с вилками L-образных выступов, установленных шарнирно на опорном диске и имеющих возможность поворачиваться в сторону ступицы, а наружные части указанных выступов связаны друг с другом соединительным кольцом, при этом наиболее удаленная от ступицы кольцевая канавка фиксаторов выполнена с большей глубиной.Distinctive features from the prototype is that the latches are made in the form of spring-loaded fingers with ball heads interacting with the forks of the L-shaped protrusions mounted pivotally on the support disk and having the ability to rotate towards the hub, and the outer parts of these protrusions are connected to each other by a connecting ring , while the annular groove of the retainers furthest from the hub is made with greater depth.

На фиг. 1 показана принципиальная схема предлагаемой электромагнитной муфты привода вентилятора с механизмом принудительного переключения, имеющая три положения механизма принудительного переключения, соответствующих режимам работы электромагнитной муфты: «В» - принудительное включение вентилятора, «А» - автоматический режим работы, «О» - принудительное отключение вентилятора. На фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4 показана работа механизма принудительного переключения.In FIG. 1 shows a schematic diagram of the proposed electromagnetic clutch of the fan drive with a forced switching mechanism, which has three positions of the forced switching mechanism corresponding to the operating modes of the electromagnetic clutch: "B" - forced activation of the fan, "A" - automatic operation, "O" - forced shutdown of the fan . In FIG. 2, fig. 3, fig. 4 shows the operation of the forced switching mechanism.

Электромагнитная муфта привода вентилятора содержит неподвижную электромагнитную катушку 1, шкив 2, подшипник 3, ступицу 4, фрикционный диск 5 ступицы, фрикционный диск 6 шкива, распорную пружинную шайбу 7, механизм принудительного переключения, состоящий из нажимного диска 8, соединенного тремя шпильками 9 с опорным диском 10, имеющим три фиксатора, каждый из которых состоит из пальца 11 переменного сечения с шаровой головкой и пружины 12, поджимающей палец к одной из трех кольцевых радиальных канавок 13, выполненных на шкиве 2. При этом наиболее удаленная от ступицы 4 кольцевая канавка фиксаторов выполнена более глубокой в сравнении с двумя другими.The electromagnetic clutch of the fan drive contains a fixed electromagnetic coil 1, a pulley 2, a bearing 3, a hub 4, a friction disk 5 of the hub, a friction disk 6 of the pulley, a spacer spring washer 7, a forced switching mechanism consisting of a pressure disk 8 connected by three pins 9 to the support a disk 10 having three retainers, each of which consists of a pin 11 of variable cross section with a ball head and a spring 12 pressing the finger against one of the three annular radial grooves 13 made on the pulley 2. In this case, the annular groove of the retainers furthest from the hub 4 is made deeper than the other two.

На опорном диске 10 шарнирно установлены три L-образных выступа 14, нижние концы которых выполнены в виде вилок, взаимодействующих с шаровыми головками пальцев 11. Наружные концы выступов 14 посредством пальцев 15 соединены с ползунами 16 соединительного кольца 17.Three L-shaped protrusions 14 are pivotally mounted on the support disk 10, the lower ends of which are made in the form of forks interacting with the ball heads of the fingers 11. The outer ends of the protrusions 14 are connected by means of the fingers 15 to the sliders 16 of the connecting ring 17.

Наружный выступ фрикционного диска 6 шкива, образуемый за счет разности наружных диаметров фрикционных дисков 5 и 6, расположен между нажимным диском 8 и опорным диском 10 механизма переключения.The outer protrusion of the friction disk 6 of the pulley, formed due to the difference in the outer diameters of the friction disks 5 and 6, is located between the pressure disk 8 and the support disk 10 of the switching mechanism.

Работает электромагнитная муфта привода вентилятора следующим образом.The electromagnetic clutch of the fan drive works as follows.

При автоматическом режиме механизм принудительного переключения находится в среднем положении (положение «А»), при котором пружинные пальцы 11 фиксаторов находятся в средней канавке шкива 2, а на фрикционный диск 6 со стороны нажимного диска 8 и опорного диска 10 никаких усилий не оказывается.In automatic mode, the forced switching mechanism is in the middle position (position "A"), in which the spring fingers 11 of the clamps are in the middle groove of the pulley 2, and no effort is exerted on the friction disk 6 from the side of the pressure disk 8 and the support disk 10.

Шкив 2 получает постоянное вращение от коленчатого вала двигателя (не показан).Pulley 2 receives constant rotation from the engine crankshaft (not shown).

При температуре охлаждающей жидкости ниже рабочей (номинальной) величины, установленный в потоке охлаждающей жидкости на входе в двигатель термобиметаллический датчик (не показан) замыкает электрическую цепь электромагнитной катушки 1, и фрикционный диск шкива 6 под действием электромагнитных сил, преодолевая усилие распорной пружинной шайбы 7, прижимается к шкиву 2 и опорному диску 10, образуя зазор между фрикционными дисками 5 и 6, а также зазор между фрикционным диском 6 и нажимным диском 8. Крутящий момент на вентилятор, установленный на ступице 4, не передается.When the coolant temperature is below the operating (nominal) value, a thermobimetallic sensor (not shown) installed in the coolant flow at the engine inlet (not shown) closes the electrical circuit of the electromagnetic coil 1, and the friction disk of the pulley 6 under the action of electromagnetic forces, overcoming the force of the spacer spring washer 7, is pressed against pulley 2 and support disk 10, forming a gap between friction disks 5 and 6, as well as a gap between friction disk 6 and pressure disk 8. Torque is not transmitted to the fan mounted on hub 4.

При повышении температуры охлаждающей жидкости системы охлаждения до величины, превышающей рабочую, термобиметаллический датчик размыкает электрическую цепь электромагнитной катушки 1, и усилием распорной пружинной шайбы 7 фрикционный диск 6 перемещается по шлицам шкива 2 и прижимается к фрикционному диску 5 и нажимному диску 8. Между фрикционным диском 6 и опорным диском 10 устанавливается зазор. При этом крутящий момент коленчатого вала двигателя передается от шкива 2 через шлицы на фрикционный диск 6, прижимаемый нажимным усилием распорной пружинной шайбы 7 к фрикционному диску 5, а затем - посредством сил трения на фрикционный диск 5 и ступицу 4, на которой устанавливается вентилятор. Вентилятор начнет вращаться.When the temperature of the coolant of the cooling system rises to a value exceeding the working one, the thermobimetallic sensor opens the electrical circuit of the electromagnetic coil 1, and by the force of the spacer spring washer 7, the friction disk 6 moves along the splines of the pulley 2 and is pressed against the friction disk 5 and the pressure disk 8. Between the friction disk 6 and the support disk 10 sets the gap. In this case, the torque of the engine crankshaft is transmitted from the pulley 2 through the splines to the friction disk 6, which is pressed by the pressure force of the spacer spring washer 7 to the friction disk 5, and then - by means of friction forces to the friction disk 5 and the hub 4, on which the fan is installed. The fan will start to rotate.

При понижении температуры охлаждающей жидкости ниже рабочей, термобиметаллический датчик вновь замыкает электрическую цепь электромагнитной катушки 1, и фрикционный диск 6 под действием электромагнитных сил прижимается к шкиву 2, восстанавливая зазор между фрикционными дисками 5 и 6.When the coolant temperature drops below the operating temperature, the thermobimetallic sensor again closes the electrical circuit of the electromagnetic coil 1, and the friction disk 6 is pressed against the pulley 2 under the action of electromagnetic forces, restoring the gap between the friction disks 5 and 6.

В случае отсутствия электрической энергии в электрической сети транспортного средства, либо отказа термобиметаллического датчика или при прерывании электрической цепи электромагнитной катушки 1, вентилятор будет постоянно получать вращение за счет сил трения между фрикционными дисками 5 и 6, наличие которых обусловлено нажимным усилием, создаваемым распорной пружинной шайбой 7.In the event of a lack of electrical energy in the electrical network of the vehicle, or failure of the thermobimetallic sensor or interruption of the electrical circuit of the electromagnetic coil 1, the fan will constantly receive rotation due to the friction forces between the friction discs 5 and 6, the presence of which is due to the pressure force created by the spacer spring washer 7.

В этом случае для предотвращения переохлаждения двигателя и выключения вентилятора необходимо вручную перевести механизм принудительного переключения в режим отключения (положение «О»), переместив его за соединительное кольцо 17 вдоль оси вращения в сторону шкива 2 до совпадения указателя на фиксаторе с меткой «О». При этом усилие, прикладываемое к кольцу 17 (фиг. 4), передается через ползуны 16, пальцы 15, выступы 14 и шарниры 18 на опорный диск 10, что вызывает выход пальцев 11 фиксаторов за счет сферического профиля их концов из средних канавок и при перемещении опорного диска 10 в сторону шкива 2 установку пальцев 11 фиксаторов в наиболее удаленной от вентилятора канавке (фиг. 2). Данная канавка имеет большую глубину, что позволяет пальцам 11 фиксаторов занять в шкиве 2 более глубокое положение с целью исключения перемещения фрикционного диска 6 за счет усилия распорной пружинной шайбы 7. При этом положении нажимной диск 8, преодолевая усилие распорной пружинной шайбы 7 и оказывая воздействие на фрикционный диск 6, отводит его от фрикционного диска 5 в сторону шкива 2. Между фрикционными дисками 5 и 6 образуется зазор. Крутящий момент на вентилятор не передается.In this case, to prevent overcooling of the engine and turn off the fan, it is necessary to manually switch the forced switching mechanism to the off mode (“O” position), by moving it by the connecting ring 17 along the rotation axis towards pulley 2 until the pointer on the latch coincides with the “O” mark. In this case, the force applied to the ring 17 (Fig. 4) is transmitted through the sliders 16, fingers 15, protrusions 14 and hinges 18 to the support disk 10, which causes the release of the pins 11 of the retainers due to the spherical profile of their ends from the middle grooves and when moving support disk 10 in the direction of the pulley 2 installation of the fingers 11 of the clamps in the groove furthest from the fan (Fig. 2). This groove has a greater depth, which allows the fingers 11 of the retainers to take a deeper position in the pulley 2 in order to prevent the friction disc 6 from moving due to the force of the spacer spring washer 7. In this position, the pressure plate 8, overcoming the force of the spacer spring washer 7 and affecting friction disc 6 takes it away from friction disc 5 towards pulley 2. A gap is formed between friction discs 5 and 6. Torque is not transmitted to the fan.

При необходимости включения вентилятора следует вручную перевести механизм принудительного переключения обратно в автоматический режим, воздействуя на кольцо 17 со стороны шкива 2 (фиг. 2). При этом усилие, воспринимаемое соединительным кольцом 17, передается через ползуны 16 и пальцы 15 на внешние концы L-образных выступов 14, что при нахождении пальцев 11 в глубоких канавках вызывает поворачивание выступов 14 в шарнирах 18 в сторону ступицы 4 на определенный угол, вследствие чего нижние концы выступов 14, выполненные в виде вилок, воздействуя на шаровые головки пальцев 11, вытаскивают их из глубокой канавки, преодолевая усилие пружин 12. После поворота выступов 14 и выхода на установленную величину пальцев 11 из глубокой канавки при дальнейшем воздействии на кольцо 17, пальцы 11 за счет сферической формы их концов преодолевая усилие пружины 12 полностью выходят из глубокой канавки (фиг. 3), после чего происходит перемещение механизма принудительного переключения в автоматический режим (положение «А») до совпадения указателя на фиксаторе с меткой «А» и установки пальцев 11 фиксаторов в средней канавке.If it is necessary to turn on the fan, it is necessary to manually switch the forced switching mechanism back to automatic mode by acting on the ring 17 from the side of the pulley 2 (Fig. 2). In this case, the force perceived by the connecting ring 17 is transmitted through the sliders 16 and fingers 15 to the outer ends of the L-shaped protrusions 14, which, when the fingers 11 are in deep grooves, causes the protrusions 14 to rotate in the hinges 18 towards the hub 4 at a certain angle, as a result of which the lower ends of the protrusions 14, made in the form of forks, acting on the ball heads of the fingers 11, pull them out of the deep groove, overcoming the force of the springs 12. 11, due to the spherical shape of their ends, overcoming the force of the springs 12, they completely exit the deep groove (Fig. 3), after which the forced switching mechanism moves to automatic mode (position "A") until the pointer on the latch coincides with the mark "A" and installation fingers 11 retainers in the middle groove.

В случае неисправности распорной пружинной шайбы 7 усилие, прижимающее фрикционный диск 6 к фрикционному диску 5, не создается, вследствие чего крутящий момент на вентилятор не передается.In the event of a failure of the spacer spring washer 7, the force that presses the friction disc 6 against the friction disc 5 is not created, as a result of which the torque is not transmitted to the fan.

В этом случае для предотвращения перегрева двигателя и включения вентилятора необходимо вручную перевести механизм принудительного переключения в режим включения (положение «В»), переместив его вдоль оси вращения в сторону ступицы 4 до совпадения указателя на фиксаторе с меткой «В» и установки фиксаторов 11 в ближайшей к вентилятору канавке (фиг. 4). При этом положении опорный диск 10 оказывает воздействие на фрикционный диск 6 и, перемещая его в сторону ступицы 4, прижимает к фрикционному диску 5. Крутящий момент передается на вентилятор за счет сил трения между фрикционными дисками 5 и 6.In this case, to prevent the engine from overheating and turning on the fan, it is necessary to manually switch the forced switching mechanism to the on mode (position "B") by moving it along the rotation axis towards the hub 4 until the pointer on the latch coincides with the mark "B" and the clamps 11 are set in the groove closest to the fan (Fig. 4). In this position, the support disk 10 acts on the friction disk 6 and, moving it towards the hub 4, presses it against the friction disk 5. The torque is transmitted to the fan due to the friction forces between the friction disks 5 and 6.

Таким образом, перемещение механизма принудительного переключения в любое положение осуществляется без каких-либо дополнительных работ по регулированию усилий в фиксаторах, а исключение самопроизвольного перемещения фрикционного диска 6 из положения «О» в положение «А» за счет усилия распорной пружинной шайбы 7 обеспечивается установкой пальцев 11 фиксаторов на большую глубину в наиболее удаленных от ступицы 4 канавках 13. При этом в конструкции устройства может быть предусмотрен привод управления, обеспечивающий перемещение механизма принудительного переключения дистанционно.Thus, the movement of the forced switching mechanism to any position is carried out without any additional work on adjusting the forces in the latches, and the exclusion of spontaneous movement of the friction disk 6 from position "O" to position "A" due to the force of the spacer spring washer 7 is ensured by the installation of fingers 11 clamps to a great depth in the most remote from the hub 4 grooves 13. In this case, the design of the device can be provided with a control drive that ensures the movement of the forced switching mechanism remotely.

В результате достигается снижение трудозатрат и обеспечение удобства выполнения работ по переводу механизма принудительного переключения в любое из положений, обеспечивающее соответствующий режим работы вентилятора.As a result, a reduction in labor costs and ensuring the convenience of performing work on the transfer of the forced switching mechanism to any of the positions that provide the appropriate operating mode of the fan is achieved.

Claims

Electromagnetic clutch of the fan drive with a forced switching mechanism, containing a fixed electromagnetic coil, a pulley, a bearing, a hub, a friction disk of the hub, a friction disk of the pulley, a spacer spring washer, a forced switching mechanism consisting of a pressure disk connected by three studs to a support disk having three spring retainers, while on the pulley there are three annular radial grooves for the retainers, and the outer diameter of the friction disk of the pulley is greater than the outer diameter of the friction disk of the hub, characterized in that the retainers are made in the form of spring-loaded fingers with ball heads interacting with the forks of the L-shaped protrusions, mounted pivotally on the support disk and having the ability to rotate towards the hub, and the outer parts of these protrusions are connected to each other by a connecting ring, while the annular groove of the retainers furthest from the hub is made with a greater depth.