DE2318104A1

DE2318104A1 - FAN DRIVE

Info

Publication number: DE2318104A1
Application number: DE2318104A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Priority date: 1973-04-11
Filing date: 1973-04-11
Publication date: 1974-10-24

Description

Lüf te ra ntr ieb Die Erfindung betrifft einen Antrieb für Lüfter, insbesondere für Verbrennungskraftmaschinen, bei dem der Lüfter über einen Keilriemenantrieb und eine Schlupikupplung angetrieben wird. Bei derartigen Antrieben, bei denen zur Begrenzung der Lüfterdrehzahl z. B. hydrodynamische Kupplungen, elektro- oder permanentmagnetische Schlupfkupplungen usw. verwendet werden, erfolgt der Antrieb über einen in Abhängigkeit von der Motordrehzahl angetriebenen Keilriementrieb, wobei die Keilriemenscheibe drehfest auf einer Welle befestigt ist, sodaß diese Welle stets mit der Motordrehzahl umläuft. Drehfest mit der Welle ist ebenfalls das antreibende Teil einer Schlupfkupplung, beispielsweise das Pumpenrad einer hydrodynamischen Kupplung verbunden, während das angetriebene Teil dieser Kupplung relativ zur Welle verdrehbar ist und zumindest ab einen höheren Drehzahlbereich mit einer entsprechenden Drehzahldifferenz dem antreibenden Teil der Schlupfkupplung nacheilt. Der Lüfter ist nun entweder unmittelbar auf dem angetriebenen Teil der Schlupfkupplung befestigt oder kann entsprechend der Position des zu kühlenden Aggregates, beispielsweise eines Flüssigkeitsdurchlaufkühlers, vor diesem gelagert sein und dann über einen entsprechenden Antrieb, beispielsweise über Keilriemen, angetrieben werden. In vielen Fällen ist die antreibende Welle, auf der die Keilriemenscheibe drehfest vorgesehen ist, gleichzeitig die Wasserpumpenwelle. Da jedoch die antreibende Welle, auf der die Keilriemenscheibe befestigt ist, stets mit der Motordrehzahl umläuft, bedeutet dies, daß die Lagerung dieser Welle bei den hohen auftretenden Drehzahlen besonders starken Belastungen ausgesetzt ist, was häufig zu vorzeitigem Ausfall dieser Lager, z. B. der Wasserpumpenlager führt. In all denjenigen Fällen, in denen die angetriebene Welle die Wasserpumpenwelle ist, kont noch hinzu, daß die hohen Drehzahlen einen vorzeitigen Verschleiß der Wasserpumpendichtungen bewirken. Fan drive The invention relates to a drive for fans, especially for internal combustion engines, in which the fan has a V-belt drive and a slip clutch is driven. In such drives, where to Limitation of the fan speed e.g. B. hydrodynamic couplings, electromagnetic or permanent magnetic Slip clutches etc. are used, the drive takes place via a dependent V-belt drive driven by the engine speed, the V-belt pulley is rotatably mounted on a shaft, so that this shaft always with the engine speed running around. The driving part of a slip clutch is also rotationally fixed to the shaft, for example, the pump wheel of a hydrodynamic coupling connected while the driven part of this coupling is rotatable relative to the shaft and at least from a higher speed range with a corresponding speed difference driving part of the slip clutch lags behind. The fan is now either attached directly to the driven part of the slip clutch or can according to the position of the unit to be cooled, for example one Liquid flow cooler, be stored in front of this and then via a corresponding Drive, for example via V-belts, are driven. In many cases it is the driving shaft on which the V-belt pulley is non-rotatably provided, at the same time the water pump shaft. However, there is the driving shaft on which the V-belt pulley is attached, always rotates with the engine speed, this means that the storage this shaft at the high speeds occurring particularly heavy loads is exposed, which often leads to premature failure of these bearings, e.g. B. the water pump bearing leads. In all those cases where the driven shaft is the water pump shaft is, add that the high speeds cause premature wear of the Effect water pump seals.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und einen Lüfterantrieb zu schaffen, durch den die Lebensdauer der Lagerung der die Keilriemenscheibe tragenden Welle verlängert wird, sowie in den Anwendungsfällen, bei denen diese Welle die Wasserpumpenwelle ist, auch die Wasserpumpendichtungen zu schonen und Wasserverluste zu vermeiden.The present invention was based on these disadvantages to eliminate and create a fan drive that extends the life of the Storage of the shaft carrying the V-belt pulley is extended, as well as in the Applications where this shaft is the water pump shaft, including the water pump seals to conserve and avoid water loss.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Keilrienenscheibe - im Gegensatz zu den bisher bekannten Antrieben - relativ verdrehbar und über ein Lager koaxial zur Welle vorgesehen ist und drehfest mit dieser Keilriemenscheibe das antreibende Teil der Schlupfkupplung verbunden ist und das angetriebene Teil der Schlupfkupplungsowie der Lüfter drehschlüssig auf der Welle angelenkt , z. B. befestigt sind. Durch eine derartige Antriebseinrichtung wird gewährleistet, daß die Welle stets mit der dem Lüfter entsprechenden, also gegenüber der Motordrehzahl herabgesetzten Drehzahl umläuft und somit die durch die hohen Drehzahlen auftretenden Verschleißerscheinungen bzw. Ausfälle versieden werden.According to the invention this is achieved in that the pulley - in contrast to the previously known drives - relatively rotatable and via a Bearing is provided coaxially to the shaft and rotatably fixed with this V-belt pulley the driving part of the slip clutch is connected and the driven part the slip clutch as well as the fan rotatably hinged on the shaft, z. B. are attached. Such a drive device ensures that the shaft always with the one corresponding to the fan, i.e. with respect to the engine speed The reduced speed revolves and thus the high speeds that occur Signs of wear and tear or failures are separated.

Ist die Welle auf der die Keilriemenscheibe relativ verdrehbar gelagert ist, die Wasserpumpenwelle, so ist hierdurch noch der zusätzliche Vorteil verbunden daß die bei den hohen Drehzahlen des Pumpenrades auftretenden Kavitationserscheinungen nicht entstehen können.Is the shaft on which the V-belt pulley is relatively rotatable is, the water pump shaft, this has the additional advantage that the cavitation phenomena occurring at the high speeds of the pump wheel cannot arise.

Darüber hinaus entsteht dadurch ein günstigerer Wirkungsgrad der Wasserpumpe, da das Pumpenrad ohnehin überdinensioniert ausgelegt sein muß, um auch bei niedrigen Drehzahlen, bei denen der thermische Wirkungsgrad des Motors beträchtlich absinkt und wodurch ix Verhältnis mehr Wärme abgeführt werden muß, eine ausreichende Wasserumwälzienge zu gewährlöisten. Dies bedeutet bei hohen Drehzahlen, bei denen der thermische Wirkungsgrad verbessert wird, eine zu große Umwälzmenge des Kühlwassers. Durch die Erfindung wird dies vermieden und ein dem entsprechenden thermischen Zustand angepaßter Wasserumlauf gewährleistet.In addition, this results in a more favorable efficiency of the water pump, since the impeller must be oversized anyway, even at low Speeds at which the thermal efficiency of the motor drops considerably and as a result of which ix ratio more heat has to be removed, sufficient water circulation to be guaranteed. This means at high speeds at which the thermal efficiency is improved, too large a circulation amount of the cooling water. This is avoided by the invention and a corresponding thermal state adapted water circulation guaranteed.

Als Schlupfkupplungen können die verschiedensten Kupplungen verwendet werden, z. B. solche, bei denen in allen Drehzahlbereichen das angetriebene Teil und damit auch der Lüfter und gegebenenfalls auch das Wasserpumpenrad mit einer bestimmten Drehzahldifferenz nacheilt oder aber solche Schlupfkupplungen, die erst ab einem bestimmten übertragenen Drehmoment und damit ab einer bestimmten Drehzahl einen Schlupf zulassen. Wie bereits erwähnt, können hydraulische Schlupfkupplungen oder permanent- oder elektromagnetische Wirbelstrom- bzw. Eysteresekupplungen verwendet werden.A wide variety of clutches can be used as slip clutches be e.g. B. those in which the driven part in all speed ranges and thus also the fan and possibly also the water pump impeller with a lags certain speed difference or those slip clutches that only from a certain transmitted torque and thus from a certain speed allow a slip. As already mentioned, hydraulic slip clutches can or permanent or electromagnetic eddy current or eysteresis clutches are used will.

Anhand des in der Figur dargestellten AusfUhrungsbeispieles sei die Erfindung unter Verwendung einer permanentmagnetischen Schlupfkupplung, die hier auf der Wasserpumpenwelle vorgesehen ist, näher erläutert.Based on the exemplary embodiment shown in the figure, the Invention using a permanent magnetic slip clutch, here is provided on the water pump shaft, explained in more detail.

Im Gehäuse 1 ist über ein Lager 2 die Wasserpumpenwelle 3 gelagert und trägt ein Pumpenrad4.Zwischen dem Gehäuse 1 und der rotierenden Wasserpumpenwelle 3 ist die Wasserpumpendichtung 5 vorgesehen. Außerhalb des Gehäuses 1 ist auf der Welle 3 huber ein Lager 6 die Keilrienenscheibe 7 koaxial und relativ verdrehbar zur Welle 3 gelagert. Der Keilriemen 8 wird in bekannter Weise in Abhängigkeit von der Motordrehzahl, beispielsweise von der Kurbelwelle aus, angetrieben.The water pump shaft 3 is mounted in the housing 1 via a bearing 2 and carries an impeller 4 between the housing 1 and the rotating water pump shaft 3 is the water pump seal 5 is provided. Outside the case 1, the V-belt pulley 7 is coaxial and relative on the shaft 3 via a bearing 6 rotatably mounted on shaft 3. The V-belt 8 is dependent in a known manner driven by the engine speed, for example from the crankshaft.

Die Keilriemenscheibe 7 trägt einen Flansch 9, in welchem ein Ring 10 aus magnetisierbarem Material z. B. eingeklebt ist. Auf der gegenüberliegenden Seite trägt der Flansch 9 Kühlrippen 11. Die Teile 9 und 10 bilden den antreibenden Teil 11 a einer Schlupfkupplung 11. Dem ringförmigen Teil 10 steht ein ebenfalls ringförmiger Körper 12 aus permanentmagnetischem Material in geringem Abstand gegenüber, wobei dieser Körper in mehrere Magnetfelder mit wechselweisen entgegengesetzter Polarität aufgeteilt ist. Der permanentmagnetische Ringkörper 12 ist in einer Trägerscheibe 13 eingelassen, z. B. eingeklebt und bildet mit dieser zusamen das angetriebene Teil 11 b der Schlupfkupplung 11, auf dem auch der Lüfter 14 befestigt ist. Die Scheibe 13 ist verdrehfest auf der Wasserpumpenwelle 3 befestigt, z,B.The V-belt pulley 7 carries a flange 9 in which a ring 10 made of magnetizable material z. B. is glued. On the opposite Side carries the flange 9 cooling fins 11. Parts 9 and 10 form the driving force Part 11 a of a slip clutch 11. The annular part 10 is also a annular body 12 made of permanent magnetic material at a small distance from, whereby this body is in several magnetic fields with alternately opposite one another Polarity is split. The permanent magnetic ring body 12 is in a carrier disk 13 let in, e.g. B. glued and together with this forms the driven one Part 11 b of the slip clutch 11, on which the fan 14 is also attached. the Disk 13 is attached to the water pump shaft 3 so that it cannot rotate, e.g.

aufgeschrumpft.shrunk.

Es ist ersichtlich, daß bei dem gegenüber den herkbmmlichen Lüfterantrieben andersverlaufenden Kraftverlauf des Antriebes vom Keilriemen auf die drehbar gegenüber der Welle 3 gelagerte Keilriemenscheibe, zum antreibenden Teil der Rutschkupplung, über das abtreibende Teil der Rutschkupplung auf die Welle 3 und damit auch das Pumpenrad und der mitlaufende Teil der Pumpendichtung 5 stets mit der zumindest den höheren Motordrehzahlen durch die Schlupfkupplung bedeutend herabgesetzten Drehzahlen des Lüfters 14 umlaufen, wodurch die Beschädigungen des Lagers 2 sowie der Wasserpumpendichtung 5 vermieden werden und eine bedeutend längere Lebensdauer der Lagerung und der Wasserpumpendichtung sowie der Dichtlippen des Lagers 2 erreicht werden.It can be seen that compared to the conventional fan drives different force curve of the drive from the V-belt to the rotatable opposite the Shaft 3 mounted V-belt pulley, to the driving part of the slip clutch, over the driving part of the slip clutch on the shaft 3 and thus also the pump wheel and the moving part of the pump seal 5 always with the at least the higher one The engine speeds are significantly reduced by the slip clutch Fan 14 revolve, whereby the damage to the bearing 2 and the water pump seal 5 can be avoided and a significantly longer service life of the bearing and the water pump seal as well as the sealing lips of the bearing 2 can be achieved.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte AusfUhrungsbeispiel beschränkt, sonderen kann auch bei luf tgekühlten Motoren oder anderen, zu kühlenden Aggregaten angewendet werden.The invention is not limited to the exemplary embodiment shown, This can also be done with air-cooled motors or other units that need to be cooled be applied.

Claims

O LEfterantrieb, especially for internal combustion engines that of the fan via a V-belt drive that is driven depending on the engine speed and a slip clutch is driven, characterized in that non-rotatably with the V-belt pulley (7) the driving part (11 a) of the slip clutch (11) is connected and the V-belt pulley (7) and the driving part (11 a) of the Slip clutch can be rotated relatively via a bearing (6) and is coaxial with a shaft (3) are provided on which the driven part (11 b) of the slip clutch (11) and the fan (14) rotatably hinged, for. B. are attached.

a. Fan drive according to claim 1, characterized in that the Fan (14) directly on the driven part (11 b) of the slip clutch (11) is attached.

3. Fan drive according to claim 1 or 2, characterized in that the slip clutch (11) is a hydraulic clutch.

4. Fan drive according to claim 1 or 2, characterized in that the slip clutch (11) is an eddy current clutch.

5. Fan drive according to one of claims 1, 2 or 4, characterized in that that the slip clutch (11) is a magnetic hysteresis clutch.

6. Fan drive according to at least one of claims 1, 2, 4, 5, characterized characterized in that the slip clutch (11) is a permanent magnetic hysteresis clutch is.

7. fan drive according to at least one of the preceding claims, characterized in that the with the driven part (11 b) of the slip clutch (11) rotationally connected shaft (3) is the water pump shaft.