DE1576701B1 - Kupplung fuer einen ventilator - Google Patents

Description

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An Hand der Zeichnungen werden bevorzugte dem Schenkel 47 des Federhebels 46 verbunden ist. Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Das federnde Teil 49 des Federhebels 46 erteilt dem Es zeigt Schenkel 47 eine Vorspannung in Richtung entgegen

F i g. 1 einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen dem Uhrzeigersinn (in F i g. 2 gesehen), so daß das Kupplung, 5 Reibungsband 41 außer Reibungseingriff mit dem

F i g. 2 einen Querschnitt längs der Linie 2-2 in Rand 17 gehalten wird. Wenn die Temperatur der F i g. 1, die Kupplung umgebenden Luft auf einen vorgewähl-

F i g. 3 einen Querschnitt längs der Linie 3-3 in ten, zur Ingangsetzung des thermischen Fühlers 52 F i g. 1, ausreichenden Wert ansteigt, bewegt der Kolben 53

Fig. 4 ein Diagramm, in dem die Drehzahl des io den Schenkel47 in Drehrichtung des Uhrzeigers, so Ventilators über der Antriebsdrehzahl der Brenn- daß das Ende des Reibungsbandes 41 mit dem Rand kraftmaschine aufgetragen ist, 17 der Trommel 14 in Eingriff kommt. Die Maschine

Fig. 5 eine der Fig. 3 entsprechende Darstellung würde normalerweise in Betrieb sein, wenn genügend eines anderen Ausführungsbeispieles der Erfindung. Wärme vorhanden ist, um den thermischen Fühler 52

Die in Fig. 1 gezeigte Kupplung 10 weist eine 15 zu aktivieren, wodurch eine Drehung der Trommel 14 Antriebswelle 11 auf, die von einer Brennkraft- resultiert. Wenn die Trommel 14 rotiert, hat der maschine (nicht gezeigt) angetrieben wird. Die An- Anfangskontakt zwischen Reibungsband 41 und triebswelle 11 ist mittels einer Paßfederverbindung Rand 17 einen selbsterregenden Kupplungseingriff 13 mit einem Ringkörper 12 verbunden, der den An- zur Folge, bei dem die Trommel 14 mittels des triebsteil der Kupplung 10 bildet. ao Reibungsbandes 41 das Armkreuz 16 und den Ven-

Eine Trommel 14 besteht aus einem radial ver- tilator32 antreibt. Wenn der Ventilator 32 so anlaufenden Stegteil 16 und einem koaxialen ring- getrieben wird, bewirken seine Flügel 36 eine Umförmigen Rand 17. Eine Wellenverlängerung 18 ist an wälzung des Luftstromes um bestimmte Maschinendem Stegteil 16 befestigt und enthält eine konzen- teile und den thermischen Fühler 52. Wenn die Temtrische Gegenbohrung 19, in die das Ende der An- 25 peratur des Luftstromes unter einen vorbestimmten triebswelle 11 eingepaßt ist. Die Baugruppe aus Wert sinkt, läßt der Kolben 53 des thermischen EIe-Trommel 14 und Wellenverlängerung 18 ist durch mentes 52 eine Bewegung des Schenkels 47 in Rich-Kopfschrauben 21 mit dem Antriebsteil 12 ver- tung entgegen dem Uhrzeigersinn zu, wobei das bunden, wobei die Gegenbohrung 19 dazu dient, die Reibungsband 41 von dem Rand 17 abgezogen und genannte Baugruppe um die Achse der Antriebswelle 30 der Ventilator 32 von der Antriebswelle 11 getrennt 11 zu zentrieren. wird. Die Bewegung eines Kraftfahrzeuges erzeugt

Auf der Wellenverlängerung 18 sind Wälzlager 22, gewöhnlich einen ausreichenden Luftstrom zur Be-22 angebracht und in axialer Lage zwischen einer tätigung des thermischen Fühlers 52, so daß der Ven-Schulter23 und einem Haltering 24 befestigt. Ein tilator32 nur dann mit der Antriebswelle 11 ge-Armkreuz 26 ist mit einer Bohrung 27 und einer 35 kuppelt ist, wenn die Kühlluftzirkulation erforderlich Schulter 28 versehen, die für den Zusammenbau mit ist. Es können jedoch Betriebsbedingungen auftreten, den Lagern 22 vorgesehen sind, so daß das Armkreuz bei denen das Kraftfahrzeug stillsteht oder in anderer um die Achse der Antriebswelle 11 frei rotieren kann. Weise verhindert wird, daß der thermische Fühler 52 Auf einer Seite des Armkreuzes 26 ist ein axial ver- von Ventilatorluft umströmt wird, laufender Nabenteil 29 ausgebildet, der mit einer um 4° Aus diesem Grund ist eine zur temperaturseinen Umfang verlaufenden Laufringfläche 31 ver- abhängigen Kupplung parallelgeschaltete, drehzahlsehen ist. Die andere Seite des Armkreuzes 26 ist mit abhängige Kupplung vorgesehen, die als unabhängig Mitteln zur Befestigung eines Ventilators 32 ver- betätigbare Zentrifugalkupplung mit zwei Zentrifugalsehen, der aus einer Befestigungsscheibe 33, den körpern 54, 56 ausgebildet ist. Jeder Zentrifugal-Armen 34 und den Flügeln 36 besteht. In einer Deck- 45 körper 54, 56 hat eine entsprechende Kupplungsplatte 37 sind entsprechende Bolzenlöcher zur Auf- fläche 57, 58, die auf der Laufringfläche 31 der Nabe nähme von Kopfschrauben 38 ausgebildet, wie auch 29 angreift. Eine gabelförmige Bügelfeder 59 ist mit in der Befestigungsscheibe 33. Der gesamte Ventila- nach innen gebogenen Enden 61, 62 versehen, die in tor 32 und die Deckplatte 37 sind mittels der Kopf- Buchsen 63, 64 der Zentrifugalkörper 54, 56 einschrauben 38 und der Gewindebohrung 39 an dem 50 greifen. Jede Buchse 63, 64 ist etwa symmetrisch in Armkreuz 26 befestigt. bezug auf eine der Reibungsflächen 57, 58 angeordnet

In einem Ringraum zwischen dem Armkreuz 26 und erstreckt sich von einer zugehörigen Rille 66, 67 und dem Rand 17 der Trommel 14 ist konzentrisch radial nach innen. Die Teile 68, 69 der Bügelfeder 59 zur Drehachse ein flexibles Reibungsband 41 unter- passen in die Rillen 66, 67 und dienen zur gegengebracht. Ein Ende des Reibungsbandes 41 ist mit 55 seitigen axialen Ausrichtung der Zentrifugalkörper einem umgebogenen Hakenteil 42 versehen, der in 54, 56. Die umgebogenen Enden 61, 62 der Bügeleinen auf dem Umfang des Armkreuzes 26 aus- feder 59 fassen in die Buchsen 63, 64, um die gebildeten Schlitz 43 eingreift und so das Band 61 Kupplungsflächen 57, 58 der Zentrifugalkörper 54, und das Armkreuz 26 drehfest verbindet. Das andere 56 gegen die Laufringfläche 31 der Nabe 29 zu Ende des Reibungsbandes 41 ist mit einem Finger 44 60 pressen.

verbunden, der von dem Schenkel 47 des Federhebels Wie aus der Zeichnung zu sehen ist, haben die zur

46 in axialer Richtung abgebogen ist. Der Feder- Anbringung der Trommel 14 an dem Bund 12 behebel 46 hat zwei Schenkel 47, 48, die miteinander nutzten Kopfschrauben 21 einen zylinderförmigen durch ein federndes aufgebuchtetes Teil 49 verbunden Kopf 71, der von dem Stegteil 17 der Trommel 14 sind. Der Schenkel 48 ist durch einen Befestigungs- 65 vorsteht und als Führungsstift dient. In jedem winkel 51 auf der Deckplatte 37 angebracht. Auf der Zentrifugalkörper 54, 56 sind zwei Schlitze 72, 73 Deckplatte 37 ist auch ein thermischer Fühler 55 mit und 74, 75 ausgebildet. Diese Schlitze sind größer einem beweglichen Kolben 53 befestigt, welcher mit als der Durchmesser der Schraubenköpfe 71. Die

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Schlitze haben einen solchen Abstand, daß zwei 300 U/min rotiert, reicht diese Drehung aus, um Schlitze jeweils zwei Schraubenköpfe überspannen. einen ausreichenden Luftstrom an dem thermischen Die Schraubenköpfe 71 dienen so zur Übertragung Fühler 52 vorbeistreichen zu lassen, der Drehbewegung von der Trommel 14 auf die Bei Wellendrehzahlen oberhalb 2400 U/min geBacken 54, 56. Ferner dienen diese Schraubenköpfe 5 nügt die durch Drehung der Zentrifugalkörper 54, dazu, die Zentrifugalkörper 54, 56 in bezug auf die 56 erfolgte Zentrifugalkraft, die Zentrifugalkörper Trommel 14 lose zu halten und so die radiale Be- nach außen gegen die Stifte 71, 72 zu bewegen, so wegungsmöglichkeit von der Habe 29 fort zu be- daß sie keinen Kontakt mehr mit der Nabe 29 haben, grenzen. Drehzahlen oberhalb 2400 U/min stellen einen so

Der Betrieb der vorstehend beschriebenen dreh- io hohen Drehzahlbereich dar, daß es unpraktisch ist, zahlabhängigen Kupplung ist besser in Verbindung den Motor bei stehendem Fahrzeug mit diesen Drehmit F i g. 4 zu verstehen, in der die Linie 77 die zahlen laufen zu lassen. In diesem hohen Dreh-Ventilatordrehzahl als Funktion der Antriebs- Zahlenbereich wird die Ventilatordrehung daher ausdrehzahl zeigt, wenn die thermisch betätigte Kupp- schließlich durch die thermisch betätigte Kupplung lung im Eingriff ist. Die Linie78 stellt die Ventilator- 15 gesteuert, wobei der Prüfluftstrom durch die Bedrehzahl dar, die aus dem Lagerwiderstand allein wegung des Fahrzeuges erzeugt wird, resultiert. Die Linie 79 zeigt die Ventilatordrehzahl In F i g. 5 ist eine veränderte Form der Zentrifugal-

die sich infolge Lagerwiderstand und drehzahl- körper und Bügelfeder dargestellt. Die Kupplungsabhängiger Kupplung ergibt. Zur Erläuterung werden fläche 157 ist bei dieser geänderten Zentrifugalkörperaus der F i g. 4 Werte entnommen, die bei einer 20 form an einem Ende des Zentrifugalkörpers anbevorzugten Ausführungsform der Erfindung unter geordnet und einseitig von der Ausnehmung 181 bebesonderen Betriebsbedingungen typisch sind. Diese grenzt. Der Schlitz 173 befindet sich gegenüber der Werte können zur Anpassung an andere Betriebs- Ausnehmung 181 und ist nur wenig größer als die bedingungen variiert werden. Beispielsweise hält die Kopfschraube 71. Der Schlitz 173 und der Schrauben-Bügelfeder 59 in einem niedrigen Drehzahlbereich 25 kopf 71 dienen als Drehverbindung, um die sich der von 0 bis 750 U/min die Zentrifugalkörper 54, 56 Zentrifugalkörper 154 drehen und somit die gegen die Laufringfläche 31 der Nabe 29, so daß die Kupplungsfläche 157 zu der Nabe 29 hin und von Drehung der Trommel 14 auf den Ventilator 32 dieser fort bewegen kann. Das Ende des Zentrifugalübertragen wird. In diesem niedrigen Drehzahlbereich körpers 154 neben der Kupplungsfläche 157 enthält rotiert der Ventilator 32 mit der gleichen Drehzahl 30 einen größeren Schlitz 172, der die Drehbewegung wie die Antriebswelle 11. des Zentrifugalkörpers 154 gestattet und zugleich zur

Ein mittlerer Drehzahlbereich von etwa 750 bis Begrenzung der nach außen gerichteten Bewegung etwa 2400 U/min ist durch eine Ventilatordreh- des Zentrifugalkörpers bei hohen Drehzahlen dient, zahl gekennzeichnet, die entsprechend der Linie 79 Die umgebogenen Enden 162 der Bügelfeder 169

der Fig. 4 kleiner als die Drehzahl der Antriebs- 35 greifen in einen Schlitz 163 und dienen zum Anwelle 11 ist. Diese Verringerung der Ventilator- pressen der Kupplungsfläche 157 des Zentrifugaldrehzahl erklärt sich durch die Kombination der ge- körpers 154 an die Nabe 29. Die Anbringung der ringeren Fläche und des geringeren Druckes zwischen Bügelfeder 169 kann an der ähnlichen Bügelfeder den Zentrifugalkörpern 54, 56 einerseits und der 168 in dem oberen Teil der F i g. 5 erkannt werden. Laufringfläche 29 der Nabe 31 andererseits. Die 40 Die Bügelfeder 168 ist ebenfalls mit einem um-Reibungsflächen 57, 58 der Zentrifugalkörper 54, 56 gebogenen Ende 161 versehen, um dem Zentrifugalsind an jedem Ende mit Ausnehmungen 81, 82, 83, körper 156 eine Vorspannung gegen die Nabe 29 zu 84 versehen. Diese Ausnehmungen bilden einen geben. Das andere Ende 187 der Bügelfeder 168 ist Spielraum, der eine Schwenkbewegung der Zentri- an die Klammer 186 angeformt, wobei Klammer und fugalkörper 54, 56 in bezug auf die Laufringfläche 45 Bügel aus einem einzigen Werkstück geformt und 31 zuläßt. Hierdurch wird die Kontaktfläche zwi- zu einem Winkel gebogen sind, sehen den Reibungsflächen 57, 58 und der Laufring- Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin,

fläche 31 verringert. Dieser Schwenkeingriff ist eine daß zwei getrennte Bügelfedern 168 und 169 zur Be-Folge der losen Befestigung der Zentrifugalkörper 54, festigung der Zentrifugalkörper 156 oder 154 vorauf den Stiften 71. Die Drehung der Antriebswelle 50 gesehen sind. Diese Anordnung ermöglicht, daß der und der Trommel 14 erzeugt durch Zentrifugal- Zentrifugalkörper 156 oder 154 ohne Störung durch kraft bei den Zentrifugalkörpern 54, 56 die Neigung, den anderen Zentrifugalkörper ein- oder ausgebaut sich von der Nabe 29 abzuheben. In dem mittleren werden kann.

Drehzahlbereich reichen die durch Drehung erzeug- Ein anderer Vorteil dieser Konstruktion besteht in

ten Zentrifugalkräfte aus, um den Federbügel 59 55 einer Art selbsterregenden Eingriffswirkung, die durchzubiegen. Die Stellung der umgebogenen Enden daher rührt, daß die Kupplungsfläche 157 gegenüber 61, 62 der Bügelfeder 59 relativ zu den Stiften 71 dem Drehschlitz 173 versetzt ist. Ein weiterer Vor- und den Schlitzen 72, 73, 74 und 75 hat einen un- teil dieser Ausführungsform besteht in der Anordnung stabilen Zustand zur Folge, bei dem die Zentrifugal- zusätzlicher Masse 188 neben der betreffenden körper 54, 56 zur Drehung um einen der Stifte 71 60 Kupplungsfläche, die als Gegengewicht dient und die und damit zu einem Abheben von der Nabe 29 Vorausbestimmung der durch Zentrifugalkraft beneigen. Obgleich der Ventilator bei einer Drehzahl dingten Entkupplungseigenschaften der Zentrifugalder Eingangswelle von 2400 U/min nur mit körper gestattet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 unteren Drehzahlbereich, bei der der Kühlluftstrom Patentansprüche: den Temperaturfühler möglicherweise nicht erreicht und die Regelgröße daher verfälscht wird, einen aus-

1. Kupplung für einen Ventilator zur Kühlung reichenden Kühlluftstrom sicherzustellen. Bei höheren von Brennkraftmaschinen, bestehend aus einer 5 Drehzahlen dagegen wird die drehzahlabhängigeKupptemperaturabhängigen Kupplung, die mit einem lung auf Grund der Zentrifugalwirkung gelöst, so daß mit dem Ventilator drehbaren, thermisch an- der Ventilator allein über die temperaturabhängige sprechenden Betätigungsorgan versehen ist, durch Kupplung ein- bzw. ausgeschaltet wird. Wählt man das der Ventilator mit dem Antriebsteil in Ab- bei einer derartigen Kupplungsanordnung die Drehhängigkeit von der Temperatur des geförderten io zahl, bei der die drehzahlabhängige Kupplung ge-Kühlluftstromes gekuppelt und entkuppelt wird, löst wird, sehr hoch, so hat dies den Nachteil, daß der und aus einer parallelgeschalteten, drehzahl- Ventilator im mittleren Drehzahlbereich immer mit abhängigen Kupplung, die unabhängig von der dem Antriebsteil der Brennkraftmaschine umläuft, obtemperaturabhängigen Kupplung betätigbar ist wohl eine entsprechend hohe Förderleistung des Ven- und mit dem Antriebsteil drehbare Zentrifugal- 15 tilators auf Grund der gegebenen Temperaturkörper aufweist, die eine Kupplung oder Ent- bedingungen möglicherweise überhaupt nicht erkupplung des Ventilators in Abhängigkeit von forderlich ist. Wählt man dagegen die Drehzahl, bei dessen Drehzahl bewirken, dadurchgekenn- der die drehzahlabhängige Kupplung gelöst wird, zeichnet, daß die Zentrifugalkörper (54, 56) verhältnismäßig niedrig, so erhält man einen Übermit reichlich Spiel durch ein Paar auf dem Steg- 20 gangsbereich, in dem einerseits der Kühlluftstrom teil (16) angeordneter Führungsstifte (71) in einem zum Einschalten der temperaturabhängigen Kupp-Paar an dem Zentrifugalkörper (54, 56) an- lung unzureichend und andererseits die drehzahlgeordneter Schlitze (72, 73, 74, 75) geführt sind, abhängige Kupplung bereits gelöst ist, so daß der wobei die auf den Zentrifugalkörpern angeordne- Ventilator keinen Kühlluftstrom liefert.

ten Kupplungsflächen (57, 58) mit Ausnehmun- 25 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei

gen (81, 82 und 83, 84) versehen sind und die einer Kupplungsanordnung der eingangs angegebenen

Zentrifugalkörper durch eine mittig angreifende Art einen Übergang zu schaffen zwischen dem Zu-

Bügelfeder (59) federnd gehaltert sind. stand bei voll wirksamer Zentrifugalkupplung

2. Ventilatorantrieb nach Anspruch 1, dadurch (niedrige Drehzahlen und nicht wirksame temperaturgekennzeichnet, daß die Zentrifugalkörper (154 30 abhängige Kupplung) und dem Zustand bei völlig und 156) einseitig fest durch einen auf dem Steg- unwirksamer Zentrifugalkupplung (hoher Drehzahlteil (16) angeordneten Führungsstift (71) durch bereich und voll wirksamer temperaturabhängiger einen auf diesen passenden Schlitz (173), auf der Kupplung in Abhängigkeit von der Temperatur der anderen Seite lose durch einen gegenüber dem Kühlerluft), so daß auch in dem Zwischenbereich Führungsstift (71) reichlich Spiel besitzenden 35 bei allmählich nachlassender Drehzahl ein aus-Schlitz (172) geführt sind und Kupplungsflächen reichender Kühlluftstrom vorhanden ist. Dies wird (157) besitzen, die einseitig am losen Ende an- bei einer Kupplung der eingangs angegebenen Art geordnet sind und nur einen Teil ihres Umfanges erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Zentrieinnehmen, wobei diese Zentrifugalkörper (154, fugalkörper mit reichlich Spiel durch ein Paar auf 156) durch eine an dem eng führenden Führungs- 40 dem Stegteil angeordneter Führungsstifte in einem stift (71) gehalterte, auf der lose geführten Seite Paar an dem Zentrifugalkörper angeordneter Schlitze des Zentrifugalkörpers aufsitzende Feder (162) geführt sind, wobei die auf den Zentrifugalkörpern angedrückt werden, während jenseits des fest ge- angeordneten Kupplungsflächen mit Ausnehmungen führten Stiftes (71) ein Gegengewicht (188) an- versehen sind und die Zentrifugalkörper durch eine gebracht ist. 45 mittig angreifende Bügelfeder federnd gehaltert

sind.

Bei der erfindungsgemäß ausgebildeten Kupplung

werden die Zentrifugalkörper im unteren Drehzahlbereich durch die Bügelfeder mit dem Antriebsteil

Die Erfindung betrifft eine Kupplung für einen 50 im Reibungseingriff gehalten. Übersteigt die Drehzahl Ventilator zur Kühlung von Brennkraftmaschinen, einen vorgegebenen Wert, so führen die Zentrifugalbestehend aus einer temperaturabhängigen Kupplung, körper eine Schwenkbewegung aus, so daß ihre die mit einem mit dem Ventilator drehbaren, ther- Kupplungsflächen nur noch teilweise mit dem Anmisch ansprechenden Betätigungsorgan versehen ist, triebsteil in Verbindung stehen. Diese Kippbewegung durch das der Ventilator mit dem Antriebsteil in Ab- 55 wird durch die lose Lagerung der Zentrifugalkörper hängigkeit von der Temperatur des geförderten Kühl- in den Führungsstiften sowie durch die Ausnehmun-Iuftstromes gekuppelt und entkuppelt wird, und aus gen der Kupplungsflächen ermöglicht. Da die einer parallelgeschalteten, drehzahlabhängigen Kupp- Kupplungsflächen der Zentrifugalkörper nunmehr lung, die unabhängig von der temperaturabhängigen teilweise mit dem Antriebsteil im Eingriff stehen, wird Kupplung betätigbar ist und mit dem Antriebsteil 60 der Ventilator mit einer niedrigeren Drehzahl als das drehbare Zentrifugalkörper aufweist, die eine Kupp- Antriebsteil der Brennkraftmaschine angetrieben, lung oder Entkupplung des Ventilators in Abhängig- Somit wird in diesem mittleren Betriebsbereich ein keit von dessen Drehzahl bewirken. Kühlluftstrom erzeugt, der einmal zur Kühlung der

Eine derartige Kupplung ist bereits Gegenstand Brennkraftmaschine beiträgt, darüber hinaus aber als einer älteren Patentanmelung (deutsche Auslege- 65 Kühlerabluft das thermisch ansprechende Beschrift 1 476 413). Die bei dieser Kupplungsanord- tätigungsorgan der temperaturabhängigen Kupplung nung zusätzlich vorgesehene drehzahlabhängige umströmt, wodurch ein Wirksamwerden der tem-Kupplung hat den Zweck, bei Betriebszuständen im peraturabhängigen Kupplung möglich ist.