DE3941611A1 - Fluessigkeitsreibungskupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitsreibungskupplung mit einer fest mit einem Antriebsschaft verbundenen Kupplungs­ scheibe und einem diese in einer flüssigkeitsgefüllten Arbeits­ kammer aufnehmenden Kupplungsgehäuse, das drehbar um den An­ triebsschaft gelagert ist und, insbesondere zum Einsatz als Kühllüfter für einen Verbrennungsmotor am Umfang mit Lüfter­ schaufeln versehen ist.

Flüssigkeitskupplungen dieser Art sind bekannt (DE-PS 31 47 797 - D 6313 -). Ihre Wirkungsweise beruht auf den zwischen der in der Arbeitskammer angeordneten Flüssigkeit und der sich darin drehenden Kupplungsscheibe auftretenden Reibungskräften, die über die Scherwirkung der Flüssigkeit übertragbar sind. Als Kupplungsflüssigkeit wird in der Regel ein Silikonöl verwendet, das in einem bestimmten Temperaturbereich eine ausreichende Viskosität besitzt, um in der gewünschten Weise zu wirken. Es kann vorkommen, daß diese Flüssigkeit entweder durch ein Leck austritt oder bei extremen Betriebszuständen überhitzt wird. Im letzteren Fall verliert sie die für die Übertragung von Scher­ kräften notwendigen Eigenschaften, auch wenn wieder eine Abküh­ lung eintritt. In diesem Fall ist die Kupplung nicht mehr funktionsfähig. Beim Einsatz für den Antrieb von Lüfterkupp­ lungen von Kraftfahrzeugmotoren fällt daher die Kühlerlüftung aus, was dazu führen kann, daß ein weiterer Betrieb des Fahr­ zeuges nicht mehr möglich ist.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine einfache, aber wirksame Einrichtung zur Verfügung zu stellen, um beim Ausfall der Flüssigkeitskupplungseigenschaften wenigstens den Lüfterbetrieb aufrechterhalten zu können.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Flüssigkeitsreibungs­ kupplung der eingangs genannten Art eine Einrichtung zum Arre­ tieren der Relativbewegung zwischen Antriebsschaft und Kupp­ lungsgehäuse vorgesehen, die aus mindestens einem am Kupplungs­ gehäuse schwenkbar in seiner Lage angeordneten Exzenter be­ steht, der gegen den Antriebsschaft drückbar und so ausgebildet ist, daß er sich in Drehrichtung des Antriebsschaftes gegenüber diesem verkeilt. Durch diese Ausgestaltung wird es beispiels­ weise dem Fahrer möglich, bei Ausfall der Flüssigkeitsreibungs­ eigenschaften die Kupplung zu einer starren Kupplung umzustel­ len, so daß der Betrieb des Lüfters, wenn auch nicht mehr in der durch die Flüssigkeitsreibungskupplung bedingten dif­ ferenzierten Weise, weiterhin möglich ist. Vorteilhafte Wei­ terbildungen des Gegenstandes der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen gekennzeichnet. Im Hinblick auf den Ausgleich von Klemmkräften ist es zweckmäßig, die Merkmale des Anspruches 2 vorzusehen, weil auf diese Weise auf gegenüberliegenden Seiten des Antriebsschaftes die Klemmwirkung erreichbar ist. Vorteil­ haft ist es nach Anspruch 3 jeden Exzenter jeweils aus einer Kreisscheibe zu bilden, die außermittig so an dem Kupplungs­ gehäuse gelagert ist, daß die zu einem Radius durch die Lager­ achse der Kreisscheibe parallele und durch den Mittelpunkt der Kreisscheibe verlaufende Gerade den Umfang des Antriebsschaftes in dessen Drehrichtung vor dem Schnittpunkt zwischen Radius (durch die Lagerachse) und Umfang des Antriebsschaftes schnei­ det. Diese Ausgestaltung stellt sicher, daß der Exzenter bei Berührung seines Umfanges mit dem Umfang des Antriebsschaftes stets so bewegt wird, daß die Keilwirkung zwischen ihm und dem Antriebsschaft größer wird. Es ist daher nicht notwendig, beim Festsetzen des Kupplungsgehäuses gegenüber dem Antriebsschaft schon große Verspannkräfte aufzuwenden. Es ist auch nicht möglich, daß ein nachträgliches Lösen der Verspannung während des Betriebes auftritt, wie dies beispielsweise bei jeder anderen Fixierung des Antriebsschaftes gegenüber dem Kupplungs­ gehäuse, beispielsweise bei Verwendung einer Klemmschraube eintreten kann.

Die Merkmale des Anspruches 4 stellen eine bauliche Verein­ fachung dar. Die Merkmale des Anspruches 5 schließlich gewähr­ leisten, daß durch die zwischen Antriebsschaft und Exzenter auftretenden Reibungskräfte auch kein Lösen der Exzenterschei­ ben aus ihrer Lage möglich ist. Es wird daher dafür gesorgt, daß die Exzenterscheiben auch mit einer gewissen Reibung am Kupplungsgehäuse anliegen und so nicht durch Fliehkräfte aus ihrer Klemmlage am Antriebsschaft entfernt werden können wie dies beispielsweise bei einem Abstoppen des Motors und des Antriebes des Lüfters der Fall sein könnte.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische, teilweise aufgebrochene Seiten­ ansicht einer erfindungsgemäß ausgestatteten Kupp­ lung,

Fig. 2 den Schnitt durch die Kupplung der Fig. 1 längs der Linie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 den Schnitt durch die Fig. 2 längs der Schnittlinie III-III.

In den Figuren ist eine Flüssigkeitsreibungskupplung gezeigt, die aus einem Kupplungsgehäuse (1) besteht, das außen mit Befesti­ gungsbolzen (2) zum Anbringen von Lüfterschaufeln versehen ist. Das Kupplungsgehäuse (1) bildet bei dieser Bauart daher einen Lüfter, der beispielsweise zur Kühlung des Wärmetauschers für das Kühlwasser einer Verbrennungskraftmaschine für ein Fahr­ zeug, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, dient. Das Kupplungs­ gehäuse (1) ist, wie Fig. 3 zeigt, über ein Kugellager (3) drehbar auf einem Antriebsschaft (4) gelagert, der mit einem Befestigungsflansch (5) versehen ist und mit diesem beispiels­ weise mit einem vom Motor angetriebenen Teil verbunden wird. Der Aufbau der Flüssigkeitsreibungskupplung innerhalb des Kupp­ lungsgehäuses (1) ist von üblicher Art. Mit dem Antriebsschaft (4) ist drehfest eine Kupplungsscheibe (6) verbunden, die, wie Fig. 3 schematisch zeigt, in einer Arbeitskammer (7) innerhalb des Kupplungsgehäuses (1) umläuft. Diese Arbeitskammer (7) ist mit einer Kupplungsflüssigkeit gefüllt, die in bekannter Weise von einem im Kupplungsgehäuse (1) angeordneten Vorratsraum aus in die Arbeitskammer (7) und wieder zum Vorratsraum zurück ge­ fördert werden kann. Der Füllungsgrad in der Arbeitskammer (7) bestimmt dabei die Drehzahl des mit dem Kupplungsgehäuse (1) verbundenen Lüfters.

Für den Fall, daß die Kraftübertragung von der Kupplungsscheibe (6) auf das Kupplungsgehäuse (1) über die Kupplungsflüssigkeit, vorzugsweise Silikonöl, aus irgendeinem Grund ausfallen sollte, ist das Kupplungsgehäuse (1) mit zwei diametral dem Antriebs­ schaft (4) gegenüberliegenden Exzenterscheiben (10) versehen, die an Befestigungsschrauben (9) schwenkbar gelagert sind, die in das Kupplungsgehäuse (1) eingeschraubt sind, und zwar so weit, daß die Exzenterscheiben (10) in der in der Fig. 2 ge­ zeigten Lage gehalten sind, in der der Umfang der Exzenter­ scheiben den Umfang des Antriebsschaftes (4) nicht berührt. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß eine durch den Mittel­ punkt (11) der als Kreisscheiben ausgebildeten Exzenter gelegte Gerade (12), die parallel zu dem Radius (13) verläuft, der durch die Mittelachse der Befestigungsschrauben (9) gelegt ist, den Umfang des Antriebsschaftes (4) in einem Punkt (14) schnei­ det, der in der Drehrichtung (15) des Antriebsschaftes (4) vor dem Schnittpunkt (16) des Radius (13) mit dem Umfang des An­ triebsschaftes (4) liegt. Die Lage der Befestigungsschrauben (9) und die Größe der Kreisscheiben (10) der Exzenter ist so gewählt, daß sich die Exzenter (10) durch eine Einschraubbe­ wegung der Schrauben (9) in einem Drehsinn auf den Antriebs­ schaft (4) zuschwenken lassen, der der Drehrichtung (15) des Antriebsschaftes (4) entgegengesetzt ist. Im gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiel dreht sich der Antriebsschaft (4) im Gegenuhr­ zeigersinn. Die Befestigungsschrauben (9) sind daher mit einem Rechtsgewinde versehen und sie lassen sich daher zusammen mit den Exzenterscheiben im Uhrzeigersinn soweit verdrehen, daß der Umfang der Exzenterscheibe (10), wie anhand der Lage (10′) ge­ zeigt ist, am Antriebsschaft (4) zur Anlage kommt. Da bei dieser Schwenkbewegung die Schrauben (9) angezogen werden, ist auch die neue Lage so weit gesichert, daß die Exzenterscheiben aus ihrer Lage (10′) nicht durch Fliehkräfte wieder zurück­ bewegt werden können. Dafür sorgt auch die zwischen den Exzenterscheiben (10) und dem Kupplungsgehäuse (1) auftretende Reibung. Wie aus Fig. 2 aber erkennbar ist, liegt bei der ge­ wählten Bauart der Umfang der Exzenterscheiben in der Lage (10′) im Punkt (14′) am Antriebsschaft (4) an, d. h. in einem Punkt, der in der Drehrichtung (15) noch vor dem durch die Schrauben (9) verlaufenden Radius (13) liegt. Die Exzenter­ scheiben (10) werden sich daher, bedingt durch die Drehbewegung des Antriebsschaftes (4), stets fest am Antriebsschaft ver­ keilen und so, wenn die Exzenter entsprechend am Antriebsschaft (4) anliegen, für eine feste Verbindung zwischen Antriebsschaft (4) und Kupplungsgehäuse (1) sorgen. In diesem Fall entsteht durch zwei einfache Handgriffe eine starre Kupplung, die dem Betrieb des Lüfters für die Motorkühlung aufrechtzuerhalten er­ laubt, auch wenn die Kraftübertragung zwischen Antriebsschaft (4) und Kupplungsgehäuse durch Ausfall der Kupplungsflüssigkeit unterbunden ist.

Bei einer anderen Drehrichtung, beispielsweise einer Drehrich­ tung des Antriebsschaftes (4) im Uhrzeigersinn, müßten Befesti­ gungsschrauben (9) mit Linksgewinde vorgesehen werden und die Anordnung müßte so getroffen sein, daß in diesem Fall die Exzenterscheiben (10) im Gegenuhrzeigersinn gegen den Antriebs­ schaft gedrückt werden. Natürlich ist es auch möglich, andere als kreisscheibenförmig ausgebildete Exzenter zu verwenden. In allen Fällen ist eine sehr einfache Verklemmung zwischen An­ triebsschaft und Kupplungsgehäuse möglich, bei der auch ein Lösen einer Schraubverbindung durch betriebsbedingte Erschütte­ rungen o. dgl. sicher vermieden ist.

Claims (5)

1. Flüssigkeitsreibungskupplung mit einer fest mit einem Antriebsschaft verbundenen Kupplungsscheibe und einem diese in einer flüssigkeitsgefüllten Arbeitskammer aufnehmenden Kupp­ lungsgehäuse, das drehbar um den Antriebsschaft gelagert ist und, insbesondere zum Einsatz als Kühllüfter für einen Ver­ brennungsmotor, am Umfang mit Lüfterschaufeln versehen ist, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Arretieren der Relativbewegung zwischen Antriebsschaft (4) und Kupplungs­ gehäuse (1), die aus mindestens einem am Kupplungsgehäuse schwenkbar angeordneten Exzenter (10) besteht, der gegen den Antriebsschaft (4) drückbar ist und sich in der Drehrichtung (15) des Antriebsschaftes gegenüber diesem verkeilt.

2. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei diametral zur Achse des Antriebs­ schaftes (4) gegenüberliegende Exzenter (10) vorgesehen sind.

3. Flüssigkeitsreibungskupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Exzenter aus einer Kreis­ scheibe (10) besteht, die außermittig so an dem Kupplungs­ gehäuse (1) gelagert ist, daß die zu einem Radius (13) durch die Lagerachse der Kreisscheibe (10) parallele, durch den Mittelpunkt (11) der Kreisscheibe (10) verlaufende Gerade (12) den Umfang des Antriebsschaftes (4) in dessen Drehrichtung (15) vor dem Schnittpunkt (16, 16′) zwischen Radius (13) und Umfang des Antriebsschaftes (4) schneidet.

4. Flüssigkeitsreibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerachse (Schraube 9) der Exzenter (10) parallel zur Achse des Antriebsschaftes (4) verläuft.

5. Flüssigkeitsreibungskupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerachse der Exzenter (10) als Befestigungsschraube (9) ausgebildet ist, deren Ge­ windesteigung in einem der Drehrichtung (15) des Antriebs­ schaftes (4) entgegengesetzten Drehsinn verläuft.