-
Thermostatisch gesteuerte Sicherheitskupplung Die Erfindung nach der
Patentanmeldung B 65146 XII / 47c betrifft eine Sicherheitskupplung zum selbsttätigen
In- und Außerbetriebsetzen eines Maschinenteiles, insbesondere eines Luftventilators,
mit einem an dem getriebenen Teil angeordneten temperaturabhängigen Schaltelement,
das nur zu Beginn des Schaltvorganges in radialer Richtung wirkt, wobei der Reibbelagträger
elastisch und zylindrisch ausgebildet ist und die Kupplung der beiden zu verbindenden
Maschinenteile durch Zentrifugalkraft erfolgt. Während nun bei der Erfindung nach
dem Hauptpatent als Zwischenglied zwischen dem Schaltelement und dem Temperaturmeßorgan
ein Schaltstift vorgesehen ist, kann nun auch als temperaturabhängiges Schaltelement
eine Bimetall-Spiralfeder Verwendung finden.
-
Es ist bereits eine Sicherheitskupplung zum selbsttätigen In- und
Außerbetriebsetzen eines Luftventilators bekannt, bei der an dem getriebenen Teil
eine Bimetall-Spiralfeder angeordnet ist, die in radialer Richtung auf eine Schraubmuffe
wirkt, wobei durch die Längsverschiebung der Schraubmuffe das Aufeinanderdrücken
der beiden senkrecht zu der Welle angeordneten Kupplungshälften bewirkt wird. Die
übertragung der Stellkraft des Bimetallelementes auf die Kupplung ist dabei jedoch
umständlich und der Bauaufwand, insbesondere wegen der Schraubmuffe, erheblich.
-
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung nach dem Hauptpatent
ist deshalb bei einer Sicherheitskupplung der eingangs geschilderten Art, wobei
das Schaltelement als Bimetall-Spiralfeder ausgebildet ist, das Schaltelement in
an sich bekannter Weise so angeordnet, daß es den Reibbelagträger unmittelbar betätigt.
Somit kann zur Übertragung der Stellkraft der Bimetall-Spiralfeder auf den Reibbelagträger
sowohl der etwa im Mittelpunkt des getriebenen Kupplungsteiles schwenkbar gelagerte
Hebel als auch der als Zwischenglied zwischen dem Schaltelement und dem Temperaturmeßorgan
vorgesehene Schaltstift entfallen. Das Ende der Bimetall-Spiralfeder ist vielmehr
in einfacher Weise unmittelbar mit dem Rei'obelagträger verbunden.
-
Es ist bekannt, bei einer Sicherheitskupplung am getriebenen Teil
einen zylindrischen und elastischen Reibbelagträger anzuordnen, der von einer Spiralfeder
derart beaufschlagt wird, daß der Reibbelagträger stets an die als Trommel ausgebildete
andere Kupplungshälfte angedrückt wird. Dabei soll ein konstantes Drehmoment übertragen
werden. Wird dieses Drehmoment überschritten, so rutscht die Kupplung durch. Ein
temperaturabhängiges Schalten der Kupplung ist aber nicht vorgesehen.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend an Hand der
Zeichnung näher erläutert.
-
F i g. 1 zeigt eine Ansicht im Schnitt; F i g. 2 zeigt eine Endansicht
nach Linie 2-2 der F i g. 1 im Schnitt; F i g. 3 zeigt eine Teildarstellung des
rechten Endes der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung, und F i g. 4 zeigt eine perspektivische
Darstellung eines Reibbelagträgers.
-
Die in F i g. 1 gezeigte Vorrichtung besteht aus einem treibenden
Teil 10, einem angetriebenen Teil 12 mit einem Ventilator 14, einem Kupplungselement
16 und einem Thermoelement 18 zur Betätigung der Kupplung.
-
Der treibende Teil 10 der Kupplung aus Aluminiumguß ist über einen
Flansch 20 mit dem Gegenstück 22 verbunden, das auf der Wasserpumpenwelle 26 befestigt
ist. Die Wasserpumpenwelle 26 und die daran befestigte Wasserpumpe werden über eine
Riemenscheibe 30 angetrieben. Die Trommel 34 ist an ihrer inneren Umfangsfläche
36 mit einem Trommelfutter 38 versehen, deren Fläche 40 als Kupplungsfläche dient.
Bezüglich
Einzelheiten des Tragsternes 46, der Welle 44, der Lager 50 und des getriebenen
Kupplungsteiles 12 mit dem Ventilator 14 wird auf das Hauptpatent verwiesen.
-
Das Kupplungselement 16 besteht aus einem elastischen Metallband 56
als Reibbelagträger; auf dessen Außenumfang ein aus Reibungsmaterial 58 bestehendes
Band befestigt ist. Dieses Kupplungselement kann gemäß der Darstellung in F i g:
2 aus einem einfachen oder aus einem mehrfachen Umhüllungsband bestehen, d. h. einem
Band, welches sich über mehr als 360° erstreckt, wie in F i g. 4 gezeigt. Auf dem
einen Ende des Metallbandes 56 ist ein radial nach innen gebogener Abschnitt 60
gebildet. Im. zusammengebauten Zustand wird der Abschnitt 60 in einen in
dem Tragstern 46 gebildeten radial verlaufenden Schlitz 61 eingesetzt. An ihm ist
an der inneren Umfangsseite ein axial verlaufender Steuerlappen 63 durch Punktschweißen
befestigt, in welchem ein axial verlaufender Schlitz 64 gebildet ist.
-
Das thermische Element 18 besteht aus einer Bimetall-Spiralfeder 65,
die an einer Kappe 66 befestig ist. Die Kappe 66 besteht aus einem axial verlaufenden
Nabenabschnitt 68 und einem radial verlaufenden rüigförmigen Flansch 70. In dem
Flansch 70 sind zur Befestigung des ringförmigen Körpers an dem Tragstern 46 mehrere
Löcher 72 gebildet. Der Nabenabschnitt 68 liegt in der Mitte des ringförmigen Körpers
66 und steht gemäß der Darstellung in F i g. 1 in axialer Richtung vor. In dem Nabenabschnitt
68 ist ein Schlitz 74 zur Aufnahme der abgebogenen Lasche 76 der Bimetall-Spiralfeder
65 vorgesehen.
-
In dem Flanschabschnitt 80 des Ventilators ist ein Umfangsschlitz
84 gebildet, der sich über einen Bogen von etwa 30° erstreckt, um einen angemessenen
Spielraum vorzusehen. In der zusammengebauten Vorrichtung erstreckt sich der Steuerlappen
63 des Reibungsbandes 56 durch den Schlitz 84 hindurch und ist mit Bezug auf das
Bimetallelement 65 derart angeordnet, daß der radial verlaufende Lappen 78 des Bimetall-Elementes
65 von dem Schlitz des Steuerlappens 63 aufgenommen wird.
-
Ist die Vorrichtung hinter dem Kühler 88 eines Kraftfahrzeuges angeordnet,
so verstellt sich die Bimetall-Spiralfeder 65 beim Erreichen einer bestimmten Motortemperatur
in der in F i g. 3 durch einen Pfeil angedeuteten Weise, so daß das Kupplungselement'16
radial ausgedehnt wird und in eine Anfangsberührung mit der Kupplungsfläche 40 gerät.
Dadurch wird der getriebene Teil 12 mitgenommen und beschleunigt, so daß auf das
Kupplungselement 16 eine ständig zunehmende Zentrifugalkraft ausgeübt wird. Schließlich
erzeugen die selbsttätig wirkenden Eigenschaften des Kupplungselementes 16 einen
vollkommenen Eingriff zwischen dem Kupplungselement und der Kupplungsfläche 40,
so daß der getriebene Kupplungsteil 12 und der daran befestigte Ventilatorsatz 14
dieselbe Drehzahl annehmen wie der treibende Kupplungsteil 10. Hierbei ist zu beachten,
daß das thermische Element 18 lediglich wirksam ist, um den Anfangseingriff zwischen
dem Kupplungselement 16 und der Kupplungsfläche 40 zu verursachen. Es ist nicht
erforderlich, daß die von dem thermischen Element 18 ausgeübte Kraft ausreicht,
das Kupplungselement 16 mit einer solchen Kraft auszudehnen, die genügt, um von
sich aus einen vollkommenen und sicheren Eingriff zwischen dem treibenden und dem
angetriebenen Körper zu erwirken.
-
Beim Kühlen der Luft durch den umlaufenden Ventilator haben die Windungen
des thermischen Elementes die Neigung, sich zusammenzuziehen und den äußeren Lappen
78 entgegen dem Uhrzeigersinn zu bewegen, und es wird auf das lose Ende 62 des Kupplungselementes
16 ein Drehmoment in einer solchen Richtung ausgeübt, daß dieses Ende aus seinem
Eingriff mit der Kupplungsfläche gelöst wird. Dieses Drehmoment baut sich bei zunehmender
Kühlung allmählich auf, bis es sowohl die Zentrifugalkraft als auch die dem angetriebenen
Kupplungselement innewohnende Eingriffskraft überwindet. Infolge des sich aufbauenden
Drehmomentes tritt eine vollkommene Auskupplung sehr schnell ein, wenn diese erst
einmal begonnen hat, da die Zentrifugalkraft beim teilweisen Auskuppeln des Ventilators
immer geringer wird.