DE1268432B - Cooling air blower for internal combustion engines, especially for motor vehicles - Google Patents

Description

Kühlluftgebläse für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft ein Kühlluftgebläse für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem das Ventilatorlaufrad mit einer Antriebswelle über eine einen festen und einen beweglichen Reibkörper aufweisende Kupplung mit Selbstverstärkung durch gegeneinander verdrehbare Schrägflächen verbunden ist, die durch ein im Kühlluftstrom hinter dem Kühler angeordnetes Bünetalfelement gesteuert wird.Cooling air fans for internal combustion engines, in particular for motor vehicles The invention relates to a cooling air fan for internal combustion engines, in particular for motor vehicles, in which the fan impeller is connected to a drive shaft via a a fixed and a movable friction body having a clutch with self-reinforcement is connected by inclined surfaces that can be rotated against one another, which are connected by an in the cooling air flow Bünetalfelement arranged behind the cooler is controlled.

Bei einem bekannten Antrieb dieser Art besteht das Bimetallelement aus einem spiralenförmig gewickelten Band, das einendig mit der Antriebswelle fest verbunden ist. Das hat den Nachteil, daß das Bimetallelement ständig, also auch bei ausgeschalteter Kupplung, mit der Antriebswelle umläuft. Die ohnehin zu einer Unwucht neigende Spirale ist daher einer starken Belastung durch Erschütterung ausgesetzt. Da bei der bekannten Einrichtung das Bimetallelement nach Maßgabe seiner Ausdehnung den beweglichen Reibkörper an den festen Reibkörper heranführt, können geringe Temperaturschwankungen des Luftstroms im kritischen Bereich zu einem Schleifen der Kupplung führen. Das bedeutet erhöhten Verschleiß.In a known drive of this type, there is a bimetallic element made of a helically wound band that is fixed at one end to the drive shaft connected is. This has the disadvantage that the bimetallic element is constantly, that is, too with the clutch switched off, rotates with the drive shaft. Which to one anyway An imbalance-prone spiral is therefore exposed to a heavy load from vibrations. Since in the known device, the bimetallic element according to its expansion brings the movable friction body up to the fixed friction body, slight temperature fluctuations can occur of the air flow in the critical area lead to a dragging of the clutch. That means increased wear.

Es ist auch bereits eine Ventilatorkupplung bekannt, die mit einer in Abhängigkeit- der Kühlwassertemperatur thermostatisch gesteuerten Schnappfeder arbeitet. Da ausschließlich die Schnappfeder die Schließkraft der Kupplung bestimmt, neigt diese Kupplung entweder zum Schleifen oder zum Blokkieren, arbeitet dadurch unzulässig und neigt zu Störungen.It is also already known a fan coupling that with a Depending on the cooling water temperature, thermostatically controlled snap spring is working. Since only the snap spring determines the closing force of the clutch, If this clutch tends either to slip or to lock, it works as a result impermissible and tends to interfere.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, einen in Abhängigkeit der Kühllufttemperatur gesteuerten Gebläseantrieb zu schaffen, dessen Kupplung praktisch ohne Schleifen arbeitet und einen möglichst erschütterungsfreien Gang des verhältnismäßig empfindlichen Bimetallelementes gewährleistet. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Bimetallelernent fest mit dem Ventilatorlaufrad verbunden ist und als Schnappfeder ausgebildet oder mit einer besonderen Schnappfeder versehen ist, die die Bewegung des beweglichen Reibkörpers einleitet, der mit Schrägflächen versehen ist, die mit Schrägflächen des Ventilatorlaufrades die Selbstverstärkung der Kupplungsschließkraft bewirken.The invention has for its object to be a function of the cooling air temperature controlled fan drive to create its clutch with practically no grinding works and a vibration-free gait of the relatively sensitive Bimetal element guaranteed. According to the invention, this object is achieved by that the bimetallic element is firmly connected to the fan impeller and acts as a snap spring designed or provided with a special snap spring that the movement of the movable friction body, which is provided with inclined surfaces with Inclined surfaces of the fan impeller the self-reinforcement of the clutch closing force cause.

Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Schrägflächen radial außerhalb der Lüfterlager angeordnet sind. Dadurch wird der Antrieb kürzer.Another essential feature of the invention is that the inclined surfaces are arranged radially outside the fan bearing. This will the drive shorter.

Um das öffnen der Kupplung nach Rückschlagen der Schnappfeder zu sichern und ein Klappern des beweglichen Reibkörpers bei offener Kupplung während der Fahrt zu vermeiden, kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung der bewegliche Reibkörper unter dem Einfluß einer Rückstellfeder stehen.To secure the opening of the coupling after the snap spring has kicked back and a rattling of the movable friction body when the clutch is open while driving to avoid, according to a further feature of the invention, the movable friction body are under the influence of a return spring.

Zweckmäßigerweise ist zwischen der Schnappfeder und dem beweglichen Reibkörper ein Druckstück vorgesehen. Das ergibt einen sehr einfachen Aufbau..Appropriately, is between the snap spring and the movable one Friction body provided a pressure piece. This results in a very simple structure.

Ist das Bimetallelement mit einer besonderen Schnappfeder ausgerüstet, dann empfiehlt es sich, zwischen der Schnappfeder und dem Druckstück ein elastisches Glied vorzusehen, damit der Druckstift auch während der Vorverformung der Schnappfeder bei geschlossener Kupplung am beweglichen Reibkörper anliegt und diesen erst dann freigibt, wenn die Schnappfeder in ihre Ruhelage zurückgesprungen ist.If the bimetal element is equipped with a special snap spring, then it is advisable to have an elastic between the snap spring and the pressure piece Provide link so that the pressure pin also during the pre-deformation of the snap spring when the clutch is closed, it rests on the movable friction body and only then does it releases when the snap spring has jumped back into its rest position.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt F i g. 1 einen Axialschnitt eines Kühlluftgebläses nach der Erfindung, mit durch ein Bimetallelement gesteuerter Schnappfeder, bei offener Kupplung und F i g. 2 einen Axialschnitt eines Kühlluftgebläses nach der Erfindung, mit als Schnappfeder ausgebildetem Bimetallelement, bei geschlossener Kupplung.Several embodiments of the invention are illustrated by way of example in the drawing, namely FIG. 1 shows an axial section of a cooling air blower according to the invention, with a snap spring controlled by a bimetal element, with the clutch open, and FIG . 2 shows an axial section of a cooling air blower according to the invention, with a bimetallic element designed as a snap spring, with the clutch engaged.

Der vom Motor angetriebene Flansch 1 des Lüf- ters trägt einen Zapfen2, auf dem der eigentliche Lüfterflügel 21 gelagert ist. Mit dem Flansch 1 ist der feste Reibkörper 3 einer Konuskupplung fest verbunden. Auf dem Zapfen 2 ist das Ventilatorlaufrad 4 auf Lüfterlager 5, 6 drehbar gelagert, z. B. über ein Nadellager und ein Axiallager. Das Lüfterlager 6 ist durch Anschläge 7 gegenüber dem Ventilatorlaufrad 4 und durch Anschläge 8 gegenüber dem Zapfen 2 festgelegt. Das Ventilatorlaufrad 4 trägt ein Steilgewinde 9 mit einem als Mutter ausgebildeten beweglichen Reibkörper 10 der bereits erwähnten Konuskupplung. Bei offener Kupplung - wie in F i g. 1 dargestellt - ist zwischen den Reibkörpern 3 und 10 ein Spiel. Zwischen Reibkörper 10 und Ventilatorlaufrad 4 ist eine Rückstellfeder 11 so angebracht, daß die Rückstellfeder 11 den Reibkörper 10 zurückdreht, bis ein Anschlag 12 des Reibkörpers 10 an einer Fläche des Ventilatorlaufrades 4 anliegt. In dieser Stellung ist der Reibkörper 10 vom Reibkörper 3 abgehoben.The motor-driven flange 1 of the fan carries a pin 2 on which the actual fan blade 21 is mounted. The fixed friction body 3 of a cone clutch is firmly connected to the flange 1. On the pin 2, the fan impeller 4 is rotatably mounted on fan bearings 5, 6 , for. B. a needle bearing and a thrust bearing. The fan bearing 6 is fixed by stops 7 against the fan impeller 4 and by stops 8 against the pin 2. The fan impeller 4 has a coarse thread 9 with a movable friction body 10, designed as a nut, of the already mentioned cone coupling. With the clutch open - as in FIG. 1 shown - there is a game between the friction bodies 3 and 10. A restoring spring 11 is attached between the friction body 10 and the fan impeller 4 in such a way that the restoring spring 11 rotates the friction body 10 back until a stop 12 of the friction body 10 rests against a surface of the fan impeller 4. In this position, the friction body 10 is lifted from the friction body 3.

Auf dem Ventilatorlaufrad 4 ist stimseitig ein Steuer- und Regelorgan angebracht. Es sitzt im Luftstrom, der aus dem nicht dargestellten Kühler des Kraftfahrzeugs austritt und von dem Kühlwasser im Kühler erwärmt wird. Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 besteht das Regel- und Steuerorgan aus einer Schnappfeder 13, die zwischen Widerlagern 14 und 15 axial eingespannt ist. Die Schnappfeder 13 arbeitet als Momentschalter. Sie wird durch einen Bimetallstreifen 16 und ein an diesem angebrachtes Schaltstück 17 derart gesteuert, daß beim Durchbiegen des Bimetallstreifens 16 die Schnappfeder aus der in vollen Linien gezeichneten Lage in die gestrichelt dargestellte Lage, d. h. in die Einschaltstellung, springt. Die Schnappfeder 13 arbeitet gegen ein Druckstück 18, das auf den Reibkörper 10 einwirkt. Das Druckstück 18 kann beispielsweise über ein elastisches Glied 19 mit der Schnappfeder 13 verbunden sein. Das elastische Glied 19 hat die Aufgabe, das Druckstück 18 auch während der Vorverformung der Schnappfeder im Laufe der Vorspannung gegen den Reibkörper zu halten, der erst dann freigegeben wird, wenn die Schnappfeder die andere Lage erreicht hat. Damit wird vermieden, daß bei der Vorverformung der Schnappfeder der Reibkörper bereits freigegeben wird und die Kupplung schleift. Gemäß der Darstellung in F i g. 1 legt sich der Bimetallstreifen 16 bei Erwärmung durch die anströmende Luft nach rechts. Dadurch wird über das Schaltstück 17 die Schnappfeder vorerst eingespannt, um dann momentan die gestrichelt dargestellte Arbeitslage einzunehmen. Bei dieser neuen Lage drückt das Druckstück 18 entgegen der Wirkung der Rückstellfeder 11 den Reibkörper 10 nach rechts und bringt ihn mit dem Reibkörper 3 in Berührung. Der Reibkörper 3 nimmt durch Reibung den Reibkörper 10 voll mit, überwindet die Drehkraft der Rückstellfeder 11, so daß dann der Reibkörper 10 auf der ganzen Fläche tragend mit dem Reibkörper 3 verbunden ist. Die Schließkraft der Kupplung ist durch die Belastung bestimmt. Die Drehung des Reibkörpers 10 überträgt sich selbstverstärkend über das Steilgewinde 9 auf das Ventilatorlaufrad 4.A control and regulating element is attached to the end of the fan impeller 4. It sits in the air flow that emerges from the radiator of the motor vehicle, not shown, and is heated by the cooling water in the radiator. In the embodiment according to FIG. 1 , the regulating and control element consists of a snap spring 13 which is axially clamped between abutments 14 and 15. The snap spring 13 works as a momentary switch. It is controlled by a bimetallic strip 16 and a switching piece 17 attached to it in such a way that when the bimetallic strip 16 is bent, the snap spring from the position shown in full lines into the position shown in dashed lines, d. H. in the on position, jumps. The snap spring 13 works against a pressure piece 18 which acts on the friction body 10. The pressure piece 18 can be connected to the snap spring 13 via an elastic member 19 , for example. The elastic member 19 has the task of holding the pressure piece 18 even during the pre-deformation of the snap spring in the course of the preload against the friction body, which is only released when the snap spring has reached the other position. This avoids that the friction body is already released during the pre-deformation of the snap spring and the clutch slips. According to the illustration in FIG. 1 , the bimetallic strip 16 lies to the right when it is heated by the incoming air. As a result, the snap spring is initially clamped in via the contact piece 17, in order then to assume the working position shown by dashed lines at the moment. In this new position, the pressure piece 18 presses the friction body 10 to the right against the action of the return spring 11 and brings it into contact with the friction body 3. The friction body 3 takes the friction body 10 with it by friction, overcomes the rotational force of the return spring 11, so that the friction body 10 is then connected to the friction body 3 in a load-bearing manner over the entire surface. The closing force of the clutch is determined by the load. The rotation of the friction body 10 is transmitted in a self-reinforcing manner via the coarse thread 9 to the fan impeller 4.

Auf dem Ventilatorlaufrad 4 sitzt noch ein Flansch 20. Mit diesen Teilen ist der Lüfterflügel 21 über eine Rutschkupplung verbunden, die aus einer Feder 22, Reibringen 23 und einer Druckplatte 24 besteht. Die Feder 22 kann eine Tellerfeder sein, die die Schließkraft der Rutschkupplung erzeugt. Zwischen dem Flansch 20 und dem Reibkörper 3 ist eine Dichtung 25 vorgesehen.A flange 20 is also seated on the fan impeller 4. The fan blade 21 is connected to these parts via a slip clutch, which consists of a spring 22, friction rings 23 and a pressure plate 24. The spring 22 can be a plate spring which generates the closing force of the slip clutch. A seal 25 is provided between the flange 20 and the friction body 3.

Das in F i g. 2 dargestellte Kühlluftgebläse weicht von der Ausführungsform gemäß F i g. 1 nur darin ab, daß das Regelorgan aus einer Schnappfeder besteht, die selbst aus Bimetall hergestellt ist und damit ohne zusätzliche Bauteile die Steuerung des Druckstücks übernimmt. Das Bimetallelement 26 ist zwischen Widerlagern 27 und 28 axial eingespannt. Der Abstand der Widerlager 27 und 28 ist zwecks Justierung einstellbar. Das Druckstück 18 wird unmittelbar von dem Bimetallelement 26 gesteuert.The in Fig. The cooling air fan shown in FIG. 2 differs from the embodiment according to FIG. 1 only depends on the fact that the control element consists of a snap spring, which is itself made of bimetal and thus takes over the control of the pressure piece without additional components. The bimetal element 26 is clamped axially between abutments 27 and 28. The distance between the abutments 27 and 28 can be adjusted for the purpose of adjustment. The pressure piece 18 is controlled directly by the bimetal element 26 .

F i g. 2 zeigt die Kupplung in eingeschaltetem Zustand. Wird die Wärmeabfuhr aus dem Kühler kleiner, dann sinkt die Temperatur der Bimetallschnappfeder, die dadurch in die gestrichelt gezeichnete Lage umspringt, wodurch die Kupplung wieder geöffnet ist. Zum Justieren der Bimetallelemente und zum Einstellen der gewünschten Schalttemperaturen können nicht dargestellte Anschläge, Schrauben od. dgl. vorgesehen sein.F i g. 2 shows the clutch in the switched-on state. If the heat dissipation from the cooler decreases, then the temperature of the bimetallic snap spring drops, which then jumps into the position shown in dashed lines, whereby the clutch is opened again. To adjust the bimetal elements and to set the desired switching temperatures, stops, screws or the like (not shown) can be provided.

Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf Brennkraftmaschinen beschränkt. Die Erfindung läßt sich vielmehr auch bei anderen Kraftfahrzeugeinrichtungen verwenden, die einer Kühlluftregelung bedürfen.The application of the invention is not restricted to internal combustion engines. Rather, the invention can also be used in other motor vehicle devices, that require cooling air regulation.

Claims (2)

Patentansprüche: 1. Kühlluftgebläse für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem das Ventilatorlaufrad mit einer Antriebswelle über eine einen festen und einen beweglichen Reibkörper aufweisende Kupplung mit Selbstverstärkung durch gegeneinander verdrehbare Schrägflächen verbunden ist, die durch ein im Kühlluftstrom hinter dem Kühler angeordnetes Bimetallelement gesteuert wird, d a d u r c h g c -k c n n z e i c h n e t, daß das Bimetallelement (26) fest mit dem Ventilatorlaufrad (4) verbunden ist und als Schnappfeder ausgebildet oder mit einer besonderen Schnappfeder (13) versehen ist, die die Bewegung des beweglichen Reibkörpers (10) einleitet, der mit Schrägflächen versehen ist, die mit Schrägflächen des Ventilatorlaufrades die Selbstverstärkung der Kupplungsschließkraft bewirken. Claims: 1. Cooling air blower for internal combustion engines, in particular for motor vehicles, in which the fan impeller is connected to a drive shaft via a clutch with a fixed and a movable friction body with self-reinforcement by mutually rotatable inclined surfaces, which is controlled by a bimetal element arranged in the cooling air flow behind the radiator , d a d u rch gc k c is used to mark, that the bimetal element (26) is firmly connected to the fan impeller (4) and is designed as a catch spring or provided with a special snap-action spring (13), the movement of the movable friction member (10) initiates, which is provided with inclined surfaces which, with the inclined surfaces of the fan impeller, effect the self-reinforcement of the clutch closing force. 2. Anwendung des Kühlluftgebläses, bei dem das Ventilatorlaufrad mit einer Antriebswelle über eine einen festen und einen beweglichen Reibkörper aufweisende Kupplung mit Selbstverstärkung durch gegeneinander verdrehbare Schrägflächen verbunden ist, die durch ein im Kühlluftstrom angeordnetes Bimetallelement gesteuert wird mit den im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen auf andere Kraftfahrzeugeinrichtungen, die einer Kühlluftregelung bedürfen. 3. Kühlluftgebläseantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägflächen radial außerhalb der Lüfterlager (5,6) angeordnet sind. 4. Kühlluftgebläseantrieb nach Ansprach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Reibkörper (10) unter dem Einfluß einer Rückstellfeder (11) steht. 5. Kühlluftgebläseantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schnappfeder (13) bzw. dem Bimetallelement (26) und dem beweglichen Reibkörper (10) ein Druckstück (18) vorgesehen ist. 6. Kühlluftgebläseantrieb nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schnappfeder (13) bzw. dem Bimetallelement (26) und dem Druckstück (18) ein elastisches Glied (19) vorgesehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 579 166; Patentschrift Nr. 4875 des Amtes für Erfindungs-und Patentwesen in Ost-Berlin; schweizerische Patentschrift Nr. 338 056; USA.-Patentschriften Nr. 2 819 703, 2 881890, 3014568. 2. Application of the cooling air blower, in which the fan impeller is connected to a drive shaft via a clutch having a fixed and a movable friction body with self-reinforcement by mutually rotatable inclined surfaces, which is controlled by a bimetal element arranged in the cooling air flow with the features characterized in claim 1 to others Motor vehicle equipment that requires cooling air regulation. 3. cooling air fan drive according to claim 1 or 2, characterized in that the inclined surfaces are arranged radially outside of the fan bearing (5, 6) . 4. Cooling air fan drive according to spoke 1 or 2, characterized in that the movable friction body (10) is under the influence of a return spring (11) . 5. Cooling air fan drive according to claim 4, characterized in that a pressure piece (18) is provided between the snap spring (13) or the bimetal element (26) and the movable friction body (10). 6. cooling air fan drive according to claim 4 or 5, characterized in that an elastic member (19) is provided between the snap spring (13) or the bimetal element (26) and the pressure piece (18). Documents considered: German Patent No. 579 166; Patent No. 4875 of the Office for Invention and Patents in East Berlin; Swiss Patent No. 338 056; USA. Patent Nos. 2,819,703, 2 881 890, the 3,014,568th