DE1066384B

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Publication number: DE1066384B
Application number: DENDAT1066384D
Authority: DE
Publication date: 1959-10-01

Description

öibliotheek fctir. Ind. Eigeadom

2 δ J AH. 1950

DEUTSCHES

D24347Ia/46c⁴

ANMELDETAG: 24. november 1956

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER

AUSLEGESCHRIFT: 1. o kto b e r 1959

Die Erfindung betrifft einen Antrieb für Hilfsaggregate von Brennkraftmaschinen, wobei der Antrieb zweistufig über einen Freilauf und eine schaltbare Kupplung erfolgt. Sie hat insbesondere Bedeutung für den Antrieb des Kühlerventilators bei Kraftfahrzeugen.

Bei Brennkraftmaschinen gibt es eine Reihe von Hilfsaggregaten, die vom Motor her angetrieben werden. Sie haben dadurch zwangläufig ein festes Verhältnis zur Motordrehzahl, ohne daß ihre Arbeitsbedingungen dies erforderlich machen würden. So wird z. B. beim Antrieb des Kühlerventilators eine hohe Drehzahl nur selten bei Spitzenbeanspruchungen benötigt, während bei normalem Betrieb eine kleinere Ventilatordrehzahl völlig ausreichen würde. Das dauernde Mitschleppen des Ventilators mit hoher Drehzahl ist wegen des dadurch auftretenden hohen Leistungsbedarfs höchst unerwünscht.

Es ist bereits bekannt, Hilfsaggregate in der eingangs erwähnten Art auszubilden. Eine bekannte Anordnung dieser Art verwendet für ein Ladegebläse ein Vorgelegegetriebe mit einer mechanisch schaltbaren Lamellenreibungskupplung. Die bekannte Anordnung ist nachteilig wegen des hohen Platzbedarfes und der umständlichen Schaltung. Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, die obigen Nachteile zu vermeiden und einen Antrieb zu schaffen, der im Aufbau einfach, betriebssicher und raumsparend ist. Nach der Erfindung wird diese Aufgabe bei den eingangs erwähnten Antrieben dadurch gelöst, daß ein stationärer Magnetträger einer schleifringlosen, elektromagnetischen Reibungskupplung konzentrisch in sich in an sich bekannter Weise eine Welle und außerdem eine Hohlwelle aufnimmt und der Antrieb der schnelleren Getriebestufe über die Hohlwelle und Kupplungsscheiben mit dem Aggregat, z. B. dem Ventilator, verbunden ist und der Antrieb der langsameren Getriebestufe über die Welle und den Freilauf mit dem Aggregat in Verbindung steht.

Der erfindungsgemäße Antrieb vermeidet den komplizierten Aufbau stufenlos regelbarer Antriebe oder regelbarer, hydraulischer Kupplungen. Er ermöglicht aber eine schnelle und einfache Schaltung auf verschiedene Übersetzungen. Dabei kann man auch noch den Schaltvorgang selbst dem Fahrer abnehmen und diesen selbsttätig durch ein Steuerorgan, z. B. einen Thermostaten, auslösen lassen. Die erfindungsgemäße elektromagnetische Reibungskupplung zeigt einen besonders einfachen, raumsparenden und betriebssicheren Aufbau.

. Weitere Merkmale der Erfindung und die sich daraus ergebenden Vorteile können der nachstehenden Beschreibung des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles entnommen werden. Als Ausfüh-Antrieb für Hilfsaggregate
von Brennkraftmaschinen,
insbesondere für Kühlerventilatoren
bei Kraftfahrzeugen

Anmelder:

Daimler-Benz Aktiengesellschaft,
Stuttgart-Untertürkheim, Mercedesstr. 136

Dr.-Ing. Hans-Joachim Förster, Stuttgart-Bad Cannstatt, ist als Erfinder genannt worden

rungsbeispiel ist ein Antrieb für einen Kühlerventilator dargestellt. Die Erfindung kann nach dem gleichen Prinzip auch auf den Antrieb von Lichtmaschinen, Hydraulikpumpen oder anderen Hilfsaggregaten oder gleichzeitig für zwei oder mehrere davon angewendet werden.

Nach der Zeichnung sind für den Antrieb des Kühlerventilators 1 zwei ständig im Eingriff stehende Getriebestufen vorgesehen. Sie werden durch Keilriemenscheiben 2 und 3 gebildet, die verschiedene Durchmesser aufweisen und die mit entsprechenden Keilriemenscheiben am Antriebsmotor in ständiger Verbindung stehen. Die den langsameren Antrieb des Hilfsaggregates ergebende Getriebestufe, nämlich die Keilriemenscheibe 3, ist über einen Freilauf 4 mit dem Ventilator 1 verbunden, während die schnellere Getriebestufe durch eine schaltbare Kupplung 5 mit dem Ventilator 1 kuppelbar ist. Als schaltbare Kupplung 5 dient eine elektromagnetisch zu betätigende Reibungskupplung. Diese ist schleifringlos ausgeführt und mit den Schrauben 6 an einem stationären Tragarm 7 befestigt.

Die elektromagnetische Kupplung 5 besteht aus einem den magnetischen Anker bildenden Reibring 8, der am Ventilator 1 befestigt ist. Mit dem Reibring 8 wirkt der Magnetteil 9 zusammen, der die Wicklung 10 aufnimmt und seinerseits wieder aus einer stationär festgelegten Hohlnabe 11 und einem umlaufenden Rotor 12 besteht. Die Hohlnabe 11 wird von einer Ringwicklung 10 umschlossen und weist einen radialen Flansch 13 auf. Einen Flansch 14 etwa gleicher Größe weist auch der Rotor 12 auf, der als Hohlwelle 15

Claims

ausgebildet, in der Hohlnabe 11 über das Kugellager 16 und das Nadellager 17 drehbar und axial unverschiebbar gelagert und durch die Stifte 28 mit dem Flansch 14 verbunden ist. Auf der Hohlwelle 15 ist als Antriebsglied für die schnellere Getriebestufe die Keilriemenscheibe 2 befestigt, z. B. aufgekeilt. Der Flansch 14 hat eine dem Reibring 8 entsprechende Reibfläche 31 und ist durch eine etwa in deren Mitte liegende unmagnetische Zwischenschicht 30, z. B. einen Bronzering, geteilt. Der Flansch 14 umfaßt mit einem kurzen äußeren Zylinderstück 18 den Flansch 13 des stationären Magnetteiles. Er dient gewissermaßen als rotierender Polschuh für den Magneten, der aus Hohlnabe 11 mit Flansch 13 durch die Magnetisierung beim Stromdurchgang durch die Spule 10 gebildet wird. Für den Übergang des Magnetflusses sind die beiden Spalte 19 zwischen beiden Teilen so gering wie möglich bemessen, um die magnetischen Spaltverluste klein zu halten. Innerhalb der Hohlwelle 15 ist über das Kugellager 20 und das Nadellager 21 die Welle 22 drehbar und axial unverschiebbar gelagert, die einerseits die Keilriemenscheibe 3 als Antriebsglied für die langsamere Getriebestufe und andererseits über den Freilauf 4 den Ventilator 1 trägt. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß beide Keilriemenscheiben 2 und 3 auf der gleichen Seite des Magnetteiles 9 angeordnet sind. Der als Anker dienende Reibring 8 ist mit der Nabe 23 des Ventilators 1 über einen kegelstumpfförmigen Blechpreßteil 24 verbunden. Der Spalt 25 zwischen ihm und dem Flansch 14 des Rotors am Magnetteil 9 wird ebenfalls so klein wie möglich bemessen, um ein gutes Anziehen des Ankers zu gewährleisten. Um dieses Anziehen zu ermöglichen, muß die Befestigung des Reibringes 8 an dem kegelstumpfförmigen Blechpreßteil 24 axial federnd erfolgen. Dazu dient ein federnder Zwischenring 26, der an zueinander versetzten Stellen z. B. mit Hohlnieten 27 wechselweise am Reibring 8 bzw. am Blechpreßteil 24 festgelegt ist. Für die Geräuschdämpfung ist eine Beilage 29 aus Gummi oder einem technisch gleichwertigen Stoff vorgesehen, die gegebenenfalls auch mit dem federnden Zwischenring 26 zu einem einheitlichen Bauteil zusammengefaßt werden kann. Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Bei normalem Betrieb ist die elektromagnetische Reibungskupplung 5 stromlos. Der Antrieb erfolgt dann über die langsame Getriebestufe, von der Keilriemenscheibe 3 über die Welle 22 auf den Kühlerventilator 1. Die schneller rotierende Keilriemenscheibe 2 hat mit dem Ventilator keine Verbindung, da der Reibring 8 nicht am Flansch 14 des Rotors 12 anliegt. Sie läuft leer mit. Ist nunmehr, z. B. beim Befahren von Steigungen, eine intensivere Kühlung erforderlich, so wird der Stromkreis für die Magnetwicklung 10 durch einen zweckmäßigerweise am Armaturenbrett des Fahrzeuges liegenden Schalter oder in Abhängigkeit von einer Regelgröße, z. B. von der Kühlmitteltemperatur, durch einen Thermostaten selbsttätig geschlossen. Dadurch wird der Rotor 12 des Magnetteiles magnetisch und zieht den Reibring 8 an, so daß dieser in Reibungsschluß mit dem Rotor 12 kommt. Dieses An· ziehen erfolgt gegen die federnde Wirkung des Zwischenringes 26. Infolge der Reibung zwischen dem Reibring 8 und der Reibfläche 31 an dem Flansch 14 des Rotors 12 wird nunmehr der Ventilator 1 mit der schnelleren Drehzahl der Keilriemenscheibe 2 ange- trieben. Durch den Freilauf 4 kann er die langsamer rotierende Welle 22 überholen. Patentansprüche:

1. Antrieb für Hilfsaggregate von Brennkraftmaschinen, insbesondere für Kühlerventilatoren bei Kraftfahrzeugen, wobei der Antrieb zweistufig über einen Freilauf und eine schaltbare Kupplung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß ein stationärer Magnetteil (9) einer schleifringlosen, elektromagnetischen Reibungskupplung (5) konzentrisch in sich in an sich bekannter Weise eine Welle (22) und außerdem eine Hohlwelle (15) aufnimmt und der Antrieb (2) der schnelleren Getriebestufe über die Hohlwelle (15) und Kupplungsscheiben (8, 31) mit dem Aggregat, z. B. dem Ventilator (1), verbunden ist und der Antrieb (3) der langsameren Getriebestufe über die Welle (22) und den Freilauf (4) mit dem Aggregat in Verbindung steht.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Reibungskupplung (5) aus einem am Hilfsaggregat, z. B. dem Kühlerventilator (1) befestigten Reibring (8) als Anker und dem stationären Magnetteil (9) mit einem sich radial erstreckenden Flansch (13) sowie einem umlaufenden, ebenfalls mit einem radialen Flansch (14) versehenen Rotor (12) besteht.

3. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (12) die Hohlwelle (15) bildet bzw. mit dieser verbunden ist und im Nabenteil (11) des stationären Magnetteils (9) axial unverschieblich gelagert ist, wobei der Rotorflansch (14) eine dem Reibring (8) zugewandte und in der Größe entsprechende Reibfläche (31) aufweist.

4. Antrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Rotor-Hohlwelle (15) an dem dem Flansch (14) gegenüberliegenden Ende das die schnellere Getriebestufe bildende Antriebsglied, z. B. eine Keilriemenscheibe (2), befestigt ist.

5. Antrieb nach einem der vorstehenden An- ■ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Rotor-Hohlwelle (15) drehbar und axial unverschiebbar gelagerte Welle (22) an dem gleichen Ende wie die Hohlwelle (15) mit dem die langsame Getriebestufe bildenden Antriebsglied, z. B. einer Keilriemenscheibe (3), und am entgegengesetzten Ende über den Freilauf (4) mit dem Hilfs· aggregat, z. B. dem Kühlerventilator (1), verbunden ist.

6. Antrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der den Anker bildende Reibring (8) am Hilfsaggregat, z. B. am Kühlerventilator (1), axial federnd befestigt ist, z. B. über einem federnden Zwischenring (26), der an zueinander versetzten Stellen wechselweise am Reibring (8) bzw. am Hilfsaggregat, z. B. durch Nieten (27), festgelegt ist.

7. Antrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Nabenteil (23) des Hilfsaggregates, z. B. des Kühlerventilators (1), ein kegelstumpfförmiger Blechpreßteil (24) befestigt ist, mit dessen äußerem Flansch der federnde Zwischenring (26) gegebenenfalls über eine geräuschdämpfende Beilage (29), z. B. aus Gummi, verbunden ist.

8. Antrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor-

flansch (14) in der Mitte der Reibfläche (31) in an sich bekannter Weise durch eine nichtmagnetisierbare Zwischenschicht (30) geteilt ist und am äußeren Umfang einen den Statorflansch (13) übergreifenden Zylinderring (18) aufweist.

9. Antrieb nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die schaltbare Kupplung (5) in Abhängigkeit von einer Regelgröße, z. B. von der Kühlmitteltemperatur,

durch einen Thermostaten selbsttätig durch Einbzw. Ausschalten der Erregerwicklung (10) des stationären Magnetteils (9) schaltbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Britische Patentschriften Nr. 195 781, 726 487; USA.-Patentschrift Nr. 2 452 264; VDI-Zeitschrift, 1941, S. 983.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

& 909 630/90 9.59