DE1576731C

DE1576731C - Thermostat-controlled friction clutch for driving a cooling fan for internal combustion engines

Info

Publication number: DE1576731C
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl Ing 7000 Stutt gart May
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Publication date: 1972-04-06

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine thermostat- Auf diese einfache Weise ist eine drehfeste Verbingesteuerte Reibkupplung zum Antrieb eines Kühl- dung zwischen dem Antrieb der Reibkupplung und gebläses für Brennkraftmaschinen, insbesondere dem einen axial verschiebbaren Klemmteil herge-Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen, deren trei- stellt, während das andere Klemmteil sowohl axial bendes Kupplungsteil von der Brennkraftmaschine 5 als auch in Umfangsrichtung lose angeordnet ist.
angetrieben ist und deren getriebenes Kupplungsteil Einem weiteren Merkmal der Erfindung nach ist das Lüfterrad trägt und der Kuppelvorgang unter es besonders vorteilhaft, daß die beiden Klemmteile raschem Durchlaufen des Schlupfbereiches der Reib- mittels einer Feder in Kontakt gehalten sind. Dakupplung mittels einer Klemmvorrichtung erfolgt. durch ist in allen Betriebszuständen eine Anlage derThe invention relates to a thermostat- In this simple way a non-rotatable connection-controlled friction clutch for driving a cooling medium between the drive of the friction clutch and fan for internal combustion engines, in particular the one axially displaceable clamping part, internal combustion engines in motor vehicles, which drive while the other clamping part is arranged loosely both axially Bendes coupling part of the internal combustion engine 5 and in the circumferential direction.
is driven and its driven coupling part. Another feature of the invention is the fan wheel and the coupling process is particularly advantageous that the two clamping parts are kept in contact by means of a spring quickly passing through the slip area of the friction. Dakupplung takes place by means of a clamping device. through is a system in all operating states

Reibkupplungen der obengenannten Art sind be- ίο Zapfen an den korrespondierenden schrägen Füh-Friction clutches of the type mentioned above are to be ίο pins on the corresponding inclined guide

kannt. So zeigt beispielsweise die USA.-Patentschrift rungsflächen gewährleistet, wodurch insbesondere derknows. For example, the USA

2 588 495 eine thermostatgesteuerte Reibkupplung Einschaltvorgang der Kupplung ohne jegliche Ver-2 588 495 a thermostat-controlled friction clutch Switching on the clutch without any

zum Antrieb eines Kühlgebläses für Brennkraft- zögerung stattfindet.to drive a cooling fan for internal combustion delay takes place.

maschinen, bei welcher der Kuppelvorgang unter Erfindungsgemäß ist die Beaufschlagung des einenmachines in which the coupling process is subject to the application of the one

raschem Durchlaufen des Schlupfbereiches der Reib- 15 Klemmteiles vom Thermostaten über eine Feder be-rapid passage through the slip area of the friction 15 clamping part of the thermostat via a spring

kupplung erfolgt. Dabei wird die Anpreßkraft zur sonders vorteilhaft. Die Anordnung einer Feder zwi-coupling takes place. The contact pressure is particularly advantageous. The arrangement of a spring between

Betätigung der Lamellenkupplung dem auf das sehen dem Thermostaten und dem mit dem AntriebActivate the multi-disc clutch to see the thermostat and the drive

Lüfterrad zu übertragenden Antriebsmoment ent- drehfest verbundenen, jedoch axial verschiebbarenFan wheel to be transmitted drive torque non-rotatably connected, but axially displaceable

nommen, welches auf eine zweiteilige Klemmvor- Klemmteil bedeutet einen Schutz des Thermostatenassume that on a two-part clamp front clamp part means a protection of the thermostat

richtung wirkt. Diese zweiteilige Klemmvorrichtung 20 gegen Überdehnung durch extreme Bedingungen imdirection works. This two-part clamping device 20 against overstretching due to extreme conditions in the

besteht aus zwei sich gegenüberstehenden Scheiben, Betrieb einer Brennkraftmaschine, wie z. B. Ko-consists of two opposing discs, operation of an internal combustion engine, such as. B. Ko-

welche Schrägflächen aufweisen und zwischen wel- lonnenverkehr mit ganz niedrigen Geschwindigkeitenwhich have sloping surfaces and between wave traffic at very low speeds

chen Kugeln angeordnet sind. Über eine Hilfskupp- sowie Flutwärme beim Abstellen des Fahrzeugeschen balls are arranged. Via an auxiliary cup and flood heat when parking the vehicle

lung werden diese beiden Teile der Klemmvorrich- nach schneller Fahrt.These two parts of the clamping device are developed after driving faster.

tung gegeneinander so verdreht, daß die sich gegen- 25 Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist überstehenden Schrägflächen über die dort angeord- es vorteilhaft, daß die Reibfläche zwischen dem geneten Kugeln eine Axialkraft erzeugen, welche die triebenen Teil (nämlich dem Lüfterflügel) und dem Lamellenkupplung betätigt. Beim Ausschaltvorgang einen Klemmteil einen geringeren Durchmesser aufder Kupplung werden die beiden Teile der Klemm- weist als die Reibfläche der Reibkupplung zum Anvorrichtung entgegen der Drehrichtung beim Ein- 30 trieb des Lüfters. Auf diese einfache Weise wird der kuppelvorgang gegeneinander verdreht, so daß ein Einkuppelvorgang sanft und ruckfrei eingeleitet,
axiales Spiel entsteht und die Betätigungskraft somit Die Temperaturdifferenz zwischen Ein- und Ausentfällt. Der bauliche Aufwand dieser thermostat- kuppelvorgang ist erfindungsgemäß durch die Höhe gesteuerten Reibkupplung ist sehr hoch, so daß diese der schrägen Führungsflächen bestimmt. Dadurch ist Reibkupplung in der Herstellung teuer und im Auf- 35 auf einfache Weise die Temperaturdifferenz zwischen bau und in der Wartung kompliziert ist. dem Ein- und Ausschaltvorgang der Kupplung be-According to a further feature of the invention, it is advantageous that the friction surface between the regenerated balls generate an axial force which the driven part (namely the fan blade) and the Multi-plate clutch actuated. When disconnecting a clamping part with a smaller diameter on the clutch, the two parts of the clamping face than the friction surface of the friction clutch are attached to the device against the direction of rotation when the fan is driven in. In this simple way, the coupling process is rotated against each other, so that a coupling process is initiated smoothly and without jerks.
axial play is created and the actuating force is thus. The temperature difference between entry and exit does not apply. According to the invention, the structural complexity of this thermostat coupling process is very high due to the height-controlled friction clutch, so that it determines the inclined guide surfaces. As a result, the friction clutch is expensive to manufacture and the temperature difference between construction and maintenance is complicated in a simple manner. the switching on and off process of the clutch

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die Nachteile einflußbar und ein für den jeweiligen EinbauzustandIt is therefore the object of the invention to influence the disadvantages and one for the respective installation state

der bekannten thermostatgesteuerten Reibkupplun- besonders günstiger Wert leicht zu verwirklichen,the well-known thermostat-controlled friction clutch - particularly favorable value easy to achieve,

gen zu vermeiden und eine im Aufbau und in der Nach einem Merkmal der Erfindung ist es vorteil-gene to avoid and a structure and in the According to a feature of the invention, it is advantageous

Funktion einfache Kupplung gemäß dem Oberbegriff 40 haft, daß zwischen den Klemmteilen eine an sich be-Function simple coupling according to the preamble 40 liable that between the clamping parts a per se

zu erstellen. kannte Freilaufkupplung angeordnet ist. Diese Frei-to create. Known overrunning clutch is arranged. These free

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- laufkupplung hindert das Lüfterrad bei plötzlichem löst, daß eine zweiteilige Klemmvorrichtung im Kraft- Drehzahlabfall an einem Voreilen gegenüber den anfluß zwischen Thermostat und Reibkupplung ange- getriebenen Teilen des Kühlgebläses. Dadurch wird ordnet ist und daß der Ein- und Auskuppelvorgang 45 ein sanfterer Lauf der Lüfterflügel bei schnellen durch Verdrehen der Klemmvorrichtungsteile in der Drehzahlschwankungen erreicht,
gleichen Richtung relativ zueinander erfolgt. Diese Es ist erfindungsgemäß vorteilhaft, daß die Frei-Ausführungsart und Anordnung der beiden Klemm- laufkupplung aus mit den Zapfen fest verbundenen, vorrichtungsteile gestattet einen einfachen Aufbau etwa radial sich erstreckenden Blattfedern gebildet der Reibkupplung, wobei die gleichen Bauteile, 50 ist, deren nach außen weisende Enden mit dem welche den Einkuppelvorgang bewirken, ebenfalls hierzu zylindrisch ausgebildeten Rand des einen zum Auskuppeln herangezogen werden. Dabei ver- Klemmteiles zusammenwirken. Diese Freilaufkuppdrehen sich die beiden Teile der Klemmvorrichtung lung ist trotz des geringen Aufwandes sehr wirkungssowohl beim Ein- als auch beim Auskuppelvorgang voll,
nur in einer Richtung relativ zueinander. 55 Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung istThis object is achieved according to the invention in that the overrun clutch prevents the fan wheel from suddenly disengaging that a two-part clamping device in the force and speed drop leads to the parts of the cooling fan driven between the thermostat and the friction clutch. This is arranged and that the coupling and decoupling process 45 achieves a smoother running of the fan blades at fast speed fluctuations by turning the clamping device parts,
same direction relative to each other. This It is advantageous according to the invention that the free design and arrangement of the two clamping clutch from device parts firmly connected to the pins allows a simple construction of approximately radially extending leaf springs formed of the friction clutch, with the same components, 50, their outward Pointing ends with which the coupling process is effected, also for this purpose, the cylindrical edge of the one are used for decoupling. Here, the clamping part cooperate. This freewheel coupling turns the two parts of the clamping device development is very effective in both the coupling and the uncoupling process, despite the low cost,
only in one direction relative to each other. 55 According to a further feature of the invention

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es es besonders vorteilhaft, daß der durch die Schrägvorteilhaft, daß ein Klemmteil am Umfang gleich- flächen gehende mittlere Durchmesser wesentlich mäßig verteilte, radial abstehende Zapfen, das andere kleiner ist als der mittlere, durch die Reibflächen der Klemmteil mit den Zapfen korrespondierende schräge Reibkupplung gehende Durchmesser. Durch den Führungsflächen aufweist. Somit ist es auf einfache 60 wesentlichen Durchmesserunterschied zwischen den Weise durch Verdrehen der beiden Klemmteile relativ Schrägflächen der Klemmvorrichtung und den Reibzueinander möglich, eine Axialbewegung zur Betäti- flächen der Reibkupplung läßt sich einerseits die gung der Reibkupplung zu erzeugen. Kraft zur Betätigung der Reibkupplung und anderer-According to a further feature of the invention, it is particularly advantageous that the advantageous by the oblique, that a clamping part on the circumference has a mean diameter that is equal to one another moderately distributed, radially protruding pin, the other smaller than the middle one, through the friction surfaces of the Clamping part with the pin corresponding inclined friction clutch going diameter. Through the Has guide surfaces. Thus, there is a simple 60 significant difference in diameter between the Way by rotating the two clamping parts relatively inclined surfaces of the clamping device and the friction to each other possible, an axial movement to the actuating surfaces of the friction clutch can on the one hand be the generation of the friction clutch. Force to operate the friction clutch and other

Vorteilhaft im Sinne der Erfindung ist es weiter- seits der Platzbedarf für die Klemmvorrichtung kleinAdvantageously within the meaning of the invention, the space requirement for the clamping device is also small

hin, daß das eine Klemmteil axial verschiebbar und 65 halten.out that the one clamping part can be axially displaced and hold 65.

in Umfangsrichtung drehfest mit dem Antrieb an- Weitere Ausbildungsmöglichkeiten und vorteilhaftein the circumferential direction non-rotatably with the drive. Further training options and advantageous

geordnet ist und das andere Klemmteil axial ver- Wirkungen ergeben sich aus der Beschreibung desis ordered and the other clamping part axially ver Effects emerge from the description of the

schiebbar und in Umfangsrichtung verdrehbar ist. Aufbaues und der Wirkungsweise der im nachfolgen-is slidable and rotatable in the circumferential direction. The structure and mode of operation of the

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den beispielsweise dargestellten Ausführungsformen teil 38 sorgt ein Sprengring 43. Die Klemmvorrich-the exemplary embodiments shown part 38 provides a snap ring 43. The Klemmvorrich-

der Erfindung. Es zeigt im einzelnen tung 37 weist ein weiteres Klemmteil 39 auf, welchesthe invention. It shows in detail device 37 has a further clamping part 39, which

F i g. 1 den Schnitt durch eine thermostatgesteuerte zwischen den radial abstehenden Zapfen 45 und 46F i g. 1 shows the section through a thermostat-controlled one between the radially protruding pins 45 and 46

Reibkupplung gemäß der Erfindung, des Klemmteiles 38 und dem Kupplungsglied 31 an-Friction clutch according to the invention, the clamping part 38 and the coupling member 31 an-

F i g. 2 die perspektivische Ansicht der Klemm- 5 geordnet ist. Dieses Klemmteil 39 ist auf dem Außenvorrichtung, durchmesser der Büchse 22 drehbar und in axialerF i g. 2 is the perspective view of the clamp 5 in order. This clamping part 39 is on the external device, diameter of the sleeve 22 rotatable and in the axial

F i g. 3 die einzelnen Phasen der relativen Bewe- Richtung verschiebbar gelagert. Die beiden Klemm-F i g. 3 the individual phases of the relative direction of movement are mounted so as to be displaceable. The two clamping

gung zwischen den beiden Teilen der Klemmvorrich- teile 38 und 39 werden durch die Feder 54 in stän-between the two parts of the clamping device parts 38 and 39 are kept constant by the spring 54

tung, diger Anlage gehalten, wobei sich diese Feder 54 andevice, diger plant held, this spring 54 to

F i g. 4 die Draufsicht auf die Klemmvorrichtung io einem in die Büchse 22 eingelassenen Ring 53 ab-F i g. 4 shows the top view of the clamping device in a ring 53 embedded in the sleeve 22.

mit der Freilaufkupplung. stützt. Das Klemmteil 39 weist eine Kupplungsflächewith the overrunning clutch. supports. The clamping part 39 has a coupling surface

F i g. 1 zeigt ein Kühlgebläse, welches durch eine 60 auf, welche mit dem Kupplungsbelag 33 des thermostatgesteuerte Reibkupplung angetrieben wird. Kupplungsgliedes 31 korrespondiert. Weiterhin weist Das Lüfterrad 10 besteht aus mehreren sich radial das Klemmteil 39 eine Stirnwandung 55 auf, welche nach außen erstreckenden Lüfterflügeln 11, welche 15 von der Kupplungsfläche 60 wegweisend abgekröpft nur teilweise gezeichnet sind. Sie stehen über die ist und den inneren Durchmesser bildet. Der äußere Radnabe 12 mit der Reibkupplung in Verbindung. Durchmesser wird von einer zylindrischen Außen-Der Antrieb erfolgt von der Brennkraftmaschine aus wandung 52 gebildet, welche in einem größeren Abüber den Keilriemen 13 und die Riemenscheibe 14. stand das Klemmteil 38 umgibt. Zwischen den radial Die Riemenscheibe 14 ist auf einem Wellenzapfen 15 20 abstehenden Zapfen 45 und 46 des einen Klemmfest angeordnet, welcher in der Brennkraftmaschine teiles 38 und der zylindrischen Außenwandung 52 im Lager 16 gelagert ist. Das Lager 16 besteht aus des anderen Klemmteiles 39 befindet sich eine Freieinem Kugellager 17 und einem Dichtring 18. Der laufkupplung 9, welche aus Blattfedern 50 und 51 Wellenzapfen 15 weist einen Flansch 19 auf, an wel- besteht, die in die Zapfen 45 und 46 eingespannt chem die Riemenscheibe 14 zusammen mit einem 25 sind und mit der zylindrischen Außenwandung 52 Kupplungsglied 20 durch Schrauben 21 drehfest ver- zusammenwirken.F i g. 1 shows a cooling fan which is driven by a 60 connected to the clutch facing 33 of the thermostat-controlled friction clutch is driven. Coupling member 31 corresponds. Furthermore has The fan wheel 10 consists of several radially, the clamping part 39 has an end wall 55, which outwardly extending fan blades 11, which 15 are bent away from the coupling surface 60 are only partially drawn. They stand over the is and forms the inner diameter. The outer one Wheel hub 12 with the friction clutch in connection. Diameter is determined by a cylindrical outer der Drive takes place from the internal combustion engine from wall 52 formed, which in a larger Abüber the V-belt 13 and the pulley 14 stood, the clamping part 38 surrounds. Between the radial The pulley 14 is clamped on a shaft journal 15 20 projecting journals 45 and 46 of the one arranged, which part 38 and the cylindrical outer wall 52 in the internal combustion engine is stored in the warehouse 16. The bearing 16 consists of the other clamping part 39 is a free one Ball bearing 17 and a sealing ring 18. The clutch 9, which consists of leaf springs 50 and 51 Shaft journal 15 has a flange 19, which is clamped into journals 45 and 46 chem the pulley 14 together with a 25 and with the cylindrical outer wall 52 Coupling member 20 cooperate in a rotationally fixed manner by means of screws 21.

bunden ist. An dem dem Kühlgebläse zugewandten - Aus den F i g. 2, 3 und 4 geht der Aufbau der freien Ende des Wellenzapfens 15 ist eine Büchse 22 zweiteiligen Klemmvorrichtung 37 besonders andrehfest aufgepreßt, welche an ihrem geschlitzten schaulich hervor. Die abgekröpfte Stirnwandung 55 Endstück 23 mit dem Wachsthermostat 24 ver- 30 nach F i g. 1 zeigt einen in Umfangsrichtung nicht bunden ist. In der dargestellten Ausführung weist der ebenen Verlauf. Wie in Fig. 2 perspektivisch dar-Wachsthermostat ein Gehäuse 25 auf, in dessen gestellt, besteht die abgekröpfte Stirnwandung 55 zylindrischem Innenraum 26 sich das Wachs 27 be- unter anderem aus zwei Bodenstücken 62 und 63, findet, wobei in einer Lagerbohrung 28 der Stirnseite welche in einer Ebene senkrecht zur Drehachse des 29 des Gehäuses 25 ein als Stellglied dienender Stern- 35 Kühlgebläses verlaufen. Anschließend an diese beipel 30 axial verschiebbar gelagert ist. Auf der der den Bodenstücke in Umfangsrichtung gesehen beReibkupplung abgewandten Seite des Thermostaten finden sich Klemmnocken 56 und 57, und zwar insist der nicht dargestellte Kühler der Brennkraft- gesamt zwei Stück diametral gegenüberliegend. Diese maschine angeordnet. Mit der Radnabe 12 des Klemmnocken erheben sich aus der Ebene der Lüfterrades 10 fest verbunden ist das Kupplungsglied 40 Bodenstücke 62 und 63 um einen Betrag h, wobei 31 der als Axialscheibenkupplung ausgebildeten Reib- dieser Höhenunterschied durch schräge Führungskupplung. Das Kupplungsglied 31 besitzt auf dem ab- flächen 58 und 59 überbrückt wird. Mit diesen gekröpften vorderen Stirnstück 32 einen ersten Kupp- Klemmnocken des Klemmteiles 39 wirken die radial lungsbelag 33 und auf einer entgegengesetzten Seite abstehenden Zapfen 45 und 46 des Klemmteiles 38 des Kupplungsgliedes einen zweiten Kupplungsbelag 45 zusammen. Insbesondere aus F i g. 3 gehen die ein-34. Dabei weist der zweite Kupplungsbelag 34, wel- zelnen Stellungen, welche diese beiden Klemmteile eher mit dem Kupplungsglied 20 zusammenwirkt, gegeneinander einnehmen können, hervor. In dieser einen größeren Durchmesser auf als der erste Kupp- Figur ist eine Abwicklung der Klemmvorrichtung lungsbelag 33, welcher mit einem Teil der Klemmvor- wiedergegeben, wobei vier verschiedene Zuordnungen richtung 37 zusammenwirkt. Das Lüfterrad 10 ist 50 dargestellt sind. Die Bodenstücke 62 und 63 sowie über die Nabe 12 und das Kupplungsglied 31 auf der die Klemmnocken 56 und 57 mit ihren schrägen Büchse 22 drehbar mit Axialspiel gelagert, wobei zwi- Führungsflächen 58 und 59 gehören hierbei zum sehen dem Kupplungsglied 31 und der Büchse 22 Klemmteil 39, während die radial abstehenden Zapeine Lagerbüchse 36 aus Sintermetall angeordnet ist. men 45 und 46 dem Klemmteil 38 angehören. Die Weiterhin weist die Reibkupplung eine im wesent- 55 schrägen Führungsflächen 58 und 59 bilden mit der liehen zweiteilige Klemmvorrichtung 37 auf. Das eine Ebene der Bodenstücke 62 und 63 einen Winkel Klemmglied 38 ist in der Büchse 22 angeordnet, wo- von α und die oberen Kanten 66 und 67 der Klemmbei die radial abstehenden Zapfen 45 und 46 dieses nocken 56 und 57 weisen gegenüber den Boden-Klemmteiles 38 durch die Längsschlitze 47 und 48 stücken eine Höhe von h auf. Auf die Bedeutung der Büchse 22 hindurchreichen. Eine Feder 40, 60 der in Fig. 3 wiedergegebenen verschiedenen Zuwelche in der Büchse 22 angeordnet ist, versucht, stände a, b, c, d wird insbesondere bei der Beschreidieses eine Klemmteil 38 an die Stirnseite 29 des Ge- bung der Wirkungsweise der Reibkupplung eingehäuses 25 des Wachsthermostaten 24 anzulegen. gangen.is bound. On the one facing the cooling fan - From FIGS. 2, 3 and 4 is the structure of the free end of the shaft journal 15 is a sleeve 22 two-part clamping device 37 particularly tightly pressed on, which is clearly visible at its slotted. The cranked end wall 55 end piece 23 is connected to the wax thermostat 24 according to FIG. 1 shows one that is not bound in the circumferential direction. In the embodiment shown, the course is flat. As shown in perspective in FIG which run in a plane perpendicular to the axis of rotation of the 29 of the housing 25, a star cooling fan serving as an actuator. Subsequently to this beipel 30 is mounted axially displaceably. On the side of the thermostat facing away from the base pieces, seen in the circumferential direction, there are clamping cams 56 and 57, namely the internal combustion cooler (not shown) - a total of two pieces diametrically opposite one another. This machine arranged. With the wheel hub 12 of the clamping cam rising out of the plane of the fan wheel 10, the coupling member 40 is firmly connected to the base pieces 62 and 63 by an amount h, 31 being the friction-type axial disk coupling, this height difference due to the inclined guide coupling. The coupling member 31 has surfaces 58 and 59 on which it is bridged. With this cranked front end piece 32 a first coupling clamping cam of the clamping part 39, the radially lungsbelag 33 and on an opposite side protruding pins 45 and 46 of the clamping part 38 of the coupling member a second coupling facing 45 cooperate. In particular from FIG. 3 go the one-34. The second clutch facing 34 shows which positions these two clamping parts rather interact with the clutch member 20 can assume with respect to one another. In this, a larger diameter than the first coupling figure is a development of the clamping device lungsbelag 33, which is reproduced with a part of the Klemmvor-, whereby four different assignments direction 37 interacts. The fan wheel 10 is 50 shown. The base pieces 62 and 63 as well as via the hub 12 and the coupling member 31 on which the clamping cams 56 and 57 with their inclined bushing 22 are rotatably mounted with axial play, between guide surfaces 58 and 59 here belong to the see the coupling member 31 and the bushing 22 clamping part 39, while the radially protruding Zapeine bearing bush 36 made of sintered metal is arranged. men 45 and 46 belong to the clamping part 38. Furthermore, the friction clutch has an essentially inclined guide surface 58 and 59 with the borrowed two-part clamping device 37. The one plane of the bottom pieces 62 and 63 angled clamping member 38 is arranged in the sleeve 22, of which α and the upper edges 66 and 67 of the clamping, the radially protruding pins 45 and 46 of this cams 56 and 57 point opposite the bottom clamping part 38 through the longitudinal slots 47 and 48 add a height of h . Reach through to the meaning of the sleeve 22. A spring 40, 60 of the various accessories shown in FIG. 3 is arranged in the sleeve 22, if a, b, c, d were to be found , a clamping part 38 is attached to the end face 29 of the friction clutch in particular when this is described Housing 25 of the wax thermostat 24 to apply. went.

Dieser Kraft entgegen wirkt bei ansteigender Tempe- In F i g. 4 ist die Ansicht der KlemmvorrichtungThis force counteracts when the temperature rises. 4 is the view of the clamping device

ratur der Stempel 30 des Wachsthermostaten 24 über 65 37 bei abgenommenem Thermostaten wiedergegeben,temperature of the stamp 30 of the wax thermostat 24 over 65 37 reproduced with the thermostat removed,

den Bund 44 und die Feder 42 im Klemmteil 38. Für Insbesondere ist aus dieser Figur die Anordnung derthe collar 44 and the spring 42 in the clamping part 38. For particular, the arrangement of the

eine zwangläufige Bewegung in Richtung des Freilaufkupplung 9 zu erkennen. Die Blattfedern 50to recognize an inevitable movement in the direction of the overrunning clutch 9. The leaf springs 50

Pfeiles C zwischen dem Stempel 30 und dem Klemm- und 51, welche in die radial abstehenden Zapfen 45Arrow C between the punch 30 and the clamping and 51, which in the radially protruding pin 45

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und 46 eingelassen sind, berühren mit leichter Vor- sowie vom mittleren Durchmesser der Klemmvorspannung die zylindrische Außenwandung 52 des richtung 37 abhängt. Von dem Moment an, von Klemmteiles 39. Die radial abstehenden Zapfen ge- welchem die schrägen Führungsflächen 58 und 59 hören hierbei zum Klemmteil 38. Weiterhin sind in mit den radial abstehenden Zapfen 45 und 46 in dieser Figur die Klemmnocken 56 und 57 mit den 5 Berührung kommen, läuft der Einkuppelvorgang der schrägen Führungsflächen 58 und 59 sowie die Längs- Reibkupplung selbsttätig ab, ohne von der weiteren schlitze 47 und 48 der Büchse 22 dargestellt. Bewegung des Stempels 30 des Wachsthermostaten Die Wirkungsweise der in den F i g. 1 bis 4 dar- 24 abhängig zu sein. Der Einkuppelvorgang geht gestellten - thermostatgesteuerten Reibkupplung ist unter raschem Durchlaufen des Schlupfbereiches vor folgende: Bei einer Temperatur der durch den nicht io sich, indem das axiale Spiel zwischen dem Kuppdargestellten Kühler der Brennkraftmaschine strö- Iungsbelag34 und der Kupplungsfläche 64 des Kuppmenden und auf den Wachsthermostat 24 einwirken- lungsgliedes 20 durch die aneinander aufsteigenden den Luft, welche unter dem Einschaltpunkt der Teile der Klemmvorrichtung 37 aufgebraucht wird. Reibkupplung liegt, befindet sich diese in der in Wie insbesondere aus F i g. 3 b hervorgeht, erzeugen Fig. 1 dargestellten Stellung. Dabei ist der Stempel 15 die beiden unter dem Winkel α aneinander angeleg-30 des Wachsthermostaten 24 so weit in das Gehäuse ten Teile der Klemmvorrichtung eine Axialkraft, 25 eingefahren, daß die Feder 40 das Klemmteil 38 welche dem Moment des anzutreibenden Lüfterrades zur Anlage an der Stirnseite 29 des Wachsthermo- entnommen wird und aus der Berührung der Reibstaten 24 bringt. Die vorgespannte Feder 42 im fläche 33' des Kupplungsbelages 33 des Lüfterrades Klemmteil 38 bewirkt dabei, daß der Bund 44 am 20 mit der Kupplungsfläche 60 des Klemmgliedes 39 Sprengring 43 zur Anlage kommt. In diesem Zustand entsteht, da das Klemmglied 39 über die schrägen nehmen die sich gegenseitig beeinflussenden Teile Führungsflächen 58 und 59 von dem Klemmteil 38 der zweiteiligen Klemmvorrichtung 37 eine Lage ein, angetrieben wird, während das Lüfterrad 10 mit niedwie sie aus F i g. 3 a hervorgeht. Die radial abstehen- rigerer Drehzahl umläuft. Die aus dieser Reibberühden Zapfen 45 und 46 des Klemmteiles 38 werden 25 rung entstehende "Axialkraft reicht aus, um nach hierbei durch die Feder 54 an die Bodenstücke 62 einem kurzen Schlupfvorgang das zum Antrieb des und 63 des Klemmteiles 39 zur Anlage gebracht. Lüfterrades 10 notwendige Moment schlupffrei über Dabei sind sämtliche Teile der Klemmvorrichtung die Kupplungsflächen 34' und 64 zu übertragen. Um 37 drehfest mit der Keilriemenscheibe 14 verbunden. auch bei besonders starken Drehzahlschwankungen Das Lüfterrad 10 kann sich hierbei über das Kupp- 30 die beiden Klemmteile an den schrägen Führungslungsglied 31 und die Lagerbüchse 36 frei auf der flächen und den radial abstehenden Zapfen in kon-Büchse 22 bewegen. Das Lüfterrad wird somit eine stanter Anlage zu halten, befindet sich zwischen Drehbewegung ausführen, welche lediglich von der diesen Teilen die Freilaufkupplung 9. Sie verhindert Geschwindigkeit der durch den Kühler strömenden bei stark abfallender Drehzahl der Brennkraft-Luft und von der Reibung zwischen der Lagerbüchse 35 maschine ein Voreilen des Lüfterrades 10 und er-36 und der Büchse 22 abhängt. Bei Temperaturan- möglicht somit einen besonders weichen Lauf. Wähstieg der durch den Kühler streichenden Luft infolge rend des eingekuppelten Zustandes der Reibkupplung abfallender Geschwindigkeit des Fahrzeuges oder/und stützt sich die durch die beiden Klemmteile erzeugte höherer Motorbeanspruchung fährt der Stempel 30 Axialkraft einmal ausgehend vom Klemmteil 39 über in Richtung D durch die Ausdehnung des Wachses 40 das Kupplungsglied 31 und das Kupplungsglied 20 27 aus. Die vorgespannte Feder 42 überträgt diese ab, zum anderen ausgehend von dem Klemmteil 38 Bewegung direkt auf das Klemmteil 38, wodurch die über die vorgespannte Feder 42, den Bund 44 und Feder 40 vorgespannt wird. Bei entsprechend star- den Stempel 30 auf das Wachs 27 ab. Im Betrieb kern Temperaturanstieg und damit entsprechend einer Brennkraftmaschine, insbesondere in Kraftstarker Ausdehnung des Wachses 27 erreicht das 45 fahrzeugen, können nun Betriebszustände auftreten, Klemmteil 39, welches vom Klemmteil 38 form- welche kurzzeitig einen weiteren Anstieg der Tempeschlüssig in dieser Bewegung mitgenommen wird, ratur der durch den Kühler streichenden Luft hervorebenfalls gegen die Wirkung der Feder 54, eine Stel- rufen. Diese Zustände können auftreten im schleilung, in welcher es mit seiner Kupplungsfläche 60 chenden Kolonnenverkehr sowie bei einem plötzden Kupplungsbelag 33 des Kupplungsgliedes 31 be- 50 liehen Halt nach sehr hoher Fahrgeschwindigkeit, rührt. Da das Kupplungsglied 31 drehfest mit dem Tritt dieser Fall auf, so fährt der Stempel 30 des LüfterradlO verbunden ist. und dieses Lüfterrad 10 Wachsthermostaten 24 weiter in Richtung D aus, er gegenüber den durch die Brennkraftmaschine ange- kann jedoch eine Bewegung des Klemmteiles 38 in triebenen Teilen der Reibkupplung eine geringere der gleichen Richtung nicht mehr bewirken, sondern Drehzahl aufweist, wird das Klemmteil 39 gegenüber 55 spannt die Feder 42 weiter. Auf diese Weise ist ein dem Klemmteil 38 verzögert. Dadurch tritt zwischen Schutz des Thermostaten gegen Überbeanspruchung diesen beiden Teilen der Klemmvorrichtung eine gegeben. Solange die Reibkupplung eingekuppelt ist, Relativbewegung ein. Diese Relativbewegung bringt, befindet sich zwischen der Stirnseite 29 des Thermowie insbesondere aus Fig. 3b hervorgeht, die radial statgehäuses25 und dem Klemmteil 38 ein Spalt,
abstehenden Zapfen 45 und 46 des Klemmteiles 38 60 Beim Absinken der Temperatur der durch den mit den schrägen Führungsflächen 58 und 59 der Kühler strömenden Luft erfolgt eine Bewegung des Klemmnocken 56 und 57 des Klemmteiles 39 zur Stempels 30 des Thermostaten in Richtung C. War Anlage. Durch das zwischen den beiden Klemmteilen diesem Temperaturabfall eine besondere starke Aufentstehende Moment wird eine Axialkraft erzeugt, heizung des Wachsthermostaten 24 vorausgegangen, welche von dem Winkel « der schrägen Führungs- 65 so wird zuerst die vorgespannte Feder 42 so weit flächen sowie vom Schwungmoment des Lüfterrades entlastet, bis der Bund 44 am Sprengring 43 zur An-10, vom mittleren Durchmesser des Kupplungsbelages lage kommt. Bei weiter anhaltendem Temperatur-33, vom Reibungsfaktor μ des Kupplungsbelages 33 abfall nimmt der einfahrende Stempel 30 in derand 46 are embedded, touch the cylindrical outer wall 52 of the direction 37 with a slight bias and the mean diameter of the clamping bias. From the moment on, from the clamping part 39. The radially protruding pins, which the inclined guide surfaces 58 and 59 belong to the clamping part 38 Come into contact, the coupling process of the inclined guide surfaces 58 and 59 and the longitudinal friction clutch runs automatically, without the further slots 47 and 48 of the sleeve 22 being shown. Movement of the plunger 30 of the wax thermostat The mode of operation of the in FIGS. 1 to 4 to be dependent on it. The coupling process is set - thermostat-controlled friction clutch with rapid passage through the slip range before the following: At a temperature that flows through the not io itself, by the axial play between the radiator of the internal combustion engine shown, Iungsbelag34 and the coupling surface 64 of the coupling and on the wax thermostat 24 acting member 20 through the rising air which is used up below the switch-on point of the parts of the clamping device 37. If the friction clutch is located, it is in the position shown in FIG. 3 b, it can be seen that the position shown in FIG. 1 is generated. The punch 15 is the two at the angle α against each other 30 of the wax thermostat 24 so far into the housing th parts of the clamping device an axial force, 25 retracted that the spring 40 the clamping part 38 which the moment of the fan to be driven to abut the Front face 29 of the wax thermo is removed and brings the friction elements 24 out of contact. The pretensioned spring 42 in the surface 33 'of the clutch lining 33 of the fan wheel clamping part 38 causes the collar 44 to come to rest on the 20 with the coupling surface 60 of the clamping member 39 snap ring 43. In this state, the result is that the clamping member 39 is driven by the clamping part 38 of the two-part clamping device 37 via the inclined, mutually influencing parts guide surfaces 58 and 59, while the fan wheel 10 with low as shown in FIG. 3 a can be seen. The more radially protruding speed rotates. The axial force resulting from this friction contact pin 45 and 46 of the clamping part 38 is sufficient to bring the fan wheel 10 necessary to drive the and 63 of the clamping part 39 into contact with the base pieces 62 after a brief slip process by the spring 54 All parts of the clamping device are to be transferred to the coupling surfaces 34 'and 64. By 37 non-rotatably connected to the V-belt pulley 14 even with particularly strong speed fluctuations 31 and the bearing bushing 36 move freely on the surface and the radially protruding pin in con-bushing 22. The fan wheel will thus maintain a constant system, is located between rotary movement, which only causes the overrunning clutch 9 of these parts to prevent speed that flowing through the cooler when the speed of the burners drops sharply Power-air and the friction between the bearing bushing 35 machine an advance of the fan wheel 10 and he-36 and the bushing 22 depends. If the temperature is possible, it will run particularly smoothly. When the air flowing through the radiator rose as a result of the clutched state of the friction clutch, the falling speed of the vehicle and / or the higher engine load generated by the two clamping parts is supported, the punch 30 moves axial force once, starting from the clamping part 39, in direction D due to the expansion of the wax 40 the coupling member 31 and the coupling member 20 27 from. The pretensioned spring 42 transmits this, on the other hand, proceeding from the clamping part 38, movement directly to the clamping part 38, whereby the pretensioned via the pretensioned spring 42, the collar 44 and spring 40. When the stamp 30 starts correspondingly, it hits the wax 27. In operation, no temperature rise and thus corresponding to an internal combustion engine, especially when the wax 27 reaches the 45 vehicles with high power, operating states can now occur, clamping part 39, which is shaped by clamping part 38 - which briefly entails a further increase in tempo in this movement, temperature of the air passing through the cooler, also against the action of the spring 54, call out a position. These states can occur during dragging, in which it moves with its coupling surface 60 corresponding column traffic as well as with a sudden clutch facing 33 of the coupling member 31 lent stop after very high driving speed. Since the coupling member 31 is rotationally fixed when this occurs, the ram 30 of the fan wheel 10 is connected. and this fan wheel 10 wax thermostat 24 further in direction D , but it can no longer cause a movement of the clamping part 38 in driven parts of the friction clutch in the same direction, but has a speed of rotation, the clamping part 39 is opposite 55 tensions the spring 42 further. In this way, the clamping part 38 is delayed. As a result, there is a given between protection of the thermostat against overloading these two parts of the clamping device. As long as the friction clutch is engaged, there is a relative movement. This relative movement brings, located between the end face 29 of the thermowell, as can be seen in particular from Fig. 3b, the radial statgehäuses25 and the clamping part 38 a gap,
protruding pins 45 and 46 of the clamping part 38 60 When the temperature of the air flowing through the inclined guide surfaces 58 and 59 of the cooler drops, the clamping cams 56 and 57 of the clamping part 39 move towards the stamp 30 of the thermostat in the direction of C. Was system. Due to the particularly strong moment arising between the two clamping parts of this temperature drop, an axial force is generated, heating of the wax thermostat 24 precedes which, from the angle of the inclined guide 65, first of all surfaces the pretensioned spring 42 to such an extent and relieves the load from the moment of inertia of the fan wheel until the collar 44 on the snap ring 43 comes to the 10th position from the mean diameter of the clutch lining. If the temperature remains -33, the friction factor μ of the clutch lining 33 drops, the retracting punch 30 in the

Bewegungsrichtung C durch seinen Bund 44 über den Sprengring 43 das JClemmteil 38 zwangläufig mit. Durch das bis zu diesem Zeitpunkt ununterbrochen übertragene Moment von der Brennkraftmaschine auf das Lüfterrad 10 wirkt bis dahin die Anpreßkraft, welche von den beiden Teilen der Klemmvorrichtung 37 erzeugt wird. Während der Bewegung des Klemmteiles 38 in Richtung C, d. h. also, weg von dem Klemmteil 39, bewegen sich die radial abstehenden Zapfen 45 und 46 des Klemmteiles 38 unter Aufrechterhaltung der Betätigungskraft der Reibkupplung an den schrägen Führungsflächen 58 und 59 des Klemmteiles 39 entlang, bis — insbesondere wie aus F i g. 3 b und 3 c ersichtlich — die maximale axiale Erstreckung der Klemmnocken 56 und 57 von der Größe Λ erreicht ist und die beiden Teile der Klemmvorrichtung infolge des zu übertragenden Drehmomentes aneinander vorbeigleiten, bis die radial abstehenden Zapfen 45 und 46 sich über den Bodenstücken 62 und 63 befinden, wodurch ao schlagartig die Betätigungskraft der Reibkupplung entfällt und diese gelüftet wird. Sofort anschließend an den Wegfall der Betätigungskraft bringt die Feder 54 die beiden Klemmteile 38 und 39 wieder zur Anlage aneinander, wobei die Feder 40 das Klemmteil as 38 an die Stirnseite 29 des Wachsthermostaten 24 ebenfalls zur Anlage bringt. Jeweils entsprechend der Anzahl der auf dem Klemmteil 39 angeordneten Klemmnocken bewegen sich die beiden Teile der Klemmvorrichtung bei jedem Schaltvorgang relativ zueinander in einer Drehrichtung weiter.Direction of movement C through its collar 44 over the snap ring 43, the JClemmteil 38 inevitably with. Due to the torque transmitted continuously from the internal combustion engine to the fan wheel 10 up to this point in time, the contact pressure which is generated by the two parts of the clamping device 37 acts until then. During the movement of the clamping part 38 in direction C, ie away from the clamping part 39, the radially protruding pins 45 and 46 of the clamping part 38 move along the inclined guide surfaces 58 and 59 of the clamping part 39 while maintaining the actuating force of the friction clutch - in particular as shown in FIG. 3 b and 3 c can be seen - the maximum axial extension of the clamping cams 56 and 57 of the size Λ is reached and the two parts of the clamping device slide past each other as a result of the torque to be transmitted until the radially protruding pins 45 and 46 are above the base pieces 62 and 63 are located, whereby ao suddenly the actuating force of the friction clutch is omitted and this is released. Immediately after the cessation of the actuating force, the spring 54 brings the two clamping parts 38 and 39 back into contact with one another, the spring 40 also bringing the clamping part as 38 into contact with the end face 29 of the wax thermostat 24. In each case, corresponding to the number of clamping cams arranged on the clamping part 39, the two parts of the clamping device move on relative to one another in one direction of rotation during each switching process.

Um die Axialkraft zur Betätigung der Reibkupplung möglichst niedrig zu halten, ist der mittlere Durchmesser des Kupplungsbelages 34 im Rahmen der Konstruktion möglichst groß zu halten. Der mittlere Durchmesser der Klemmnocken kann zweckmäßigerweise kleiner gehalten sein. Es ergibt sich hierbei zwischen dem Winkel« der schrägen Führungsflächen und dem Verhältnis der Durchmesser der Reibkupplung und der Klemmteile bei Vernachlässigung der Reibung zwischen den beiden Klemmteilen folgende Abhängigkeit tga < μ · η, wobei μ der Reibungskoeffizient zwischen dem Kupplungsbelag 34 und der Kupplungsfläche 64 und η das Verhältnis zwischen dem mittleren Durchmesser des Kupplüngsbelages 34 zu dem mittleren Durchmesser der Klemmnocken 56 und 57 darstellt.In order to keep the axial force for actuating the friction clutch as low as possible, the mean diameter of the clutch lining 34 is to be kept as large as possible within the framework of the construction. The mean diameter of the clamping cams can expediently be kept smaller. The result is in this case between the angle "of the inclined guide faces and the ratio of the diameter of the friction clutch and of the clamping parts, neglecting friction between the two clamping parts, the following dependence tga <μ · η, where μ the coefficient of friction between the clutch facing 34 and the coupling surface 64 and η represents the ratio between the mean diameter of the clutch lining 34 to the mean diameter of the clamping cams 56 and 57.

Der Einschaltvorgang der Reibkupplung erfolgt bei einer höheren Temperatur als der Ausschaltvorgang. Diese Temperaturdifferenz ist abhängig von der Höhe /1 der Klemmnocken 56 und 57. Diese Temperaturdifferenz liegt beispielsweise in der Größenordnung von 5° C. Auf diese Weise werden zu häufig auftretende Schaltvorgänge vermieden.The switch-on process of the friction clutch takes place at a higher temperature than the switch-off process. This temperature difference depends on the height / 1 of the clamping cams 56 and 57. This Temperature difference is, for example, of the order of 5 ° C. In this way, be too frequent switching operations avoided.

Claims

55 claims:

1. Thermostat-controlled friction clutch to drive a cooling fan for internal combustion engines, in particular internal combustion engines in motor vehicles, their driving coupling part is driven by the internal combustion engine and the driven coupling part of which is the fan wheel carries and the coupling process with rapid passage through the slip area of the friction clutch takes place by means of a clamping device, characterized in that a two-part clamping device (37) in the power flow is arranged between the thermostat and the friction clutch and that the engagement and disengagement process by rotating the clamp parts in the same direction relative to each other he follows.

2. Friction clutch according to claim 1, characterized in that a clamping part (38) on the circumference evenly distributed, radially protruding pins (45, 46), with the other clamping part (39) the pin (45, 46) has corresponding inclined guide surfaces (58, 59).

3. Friction clutch according to claim 2, characterized in that the clamping part (38) is axially is arranged displaceably and rotatably in the circumferential direction with the drive.

4. Friction clutch according to claim 3, characterized in that the clamping part (39) is axially is displaceable and rotatable in the circumferential direction.

5. Friction clutch according to claim 1 to 4, characterized in that the clamping parts (38, 39) are kept in contact by means of a spring (54).

6. Friction clutch according to claim 2, characterized in that the clamping part (38) from Thermostat (24) is acted upon by a spring (42).

7. Friction clutch according to claim 1 to 6, characterized in that the driven part (31) and the clamping part (39) has a friction surface (60) of smaller diameter than the friction surface (64, 34 ') of the friction clutch.

8. Friction clutch according to claim 2, characterized in that the ■ temperature difference between the clutch engagement and disengagement process is determined by the height Qi) of the inclined guide surfaces (58, 59).

9. Friction clutch according to claim 1 and 2, characterized in that between the clamping parts (38, 39) a known one-way clutch is arranged.

10. Friction clutch according to claim 9, characterized in that the overrunning clutch from with the pins (45, 46) firmly connected, approximately radially extending leaf springs (50, 51) is formed, the outwardly facing ends

■ interact with the edge (52) of the clamping part (39), which is designed to be cylindrical for this purpose.

11. Friction clutch according to claim 7, characterized in that the through the inclines Guide surfaces (58, 59) going average diameter is much smaller than the average, diameter passing through the friction surfaces (64, 34 ').

1 sheet of drawings 209 615/170