DE1930053A1

DE1930053A1 - Clutch and control system operated by negative pressure from the vehicle engine, especially for air conditioning compressors

Info

Publication number: DE1930053A1
Application number: DE19691930053
Authority: DE
Inventors: Rudolf Hintze
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-06-13
Filing date: 1969-06-13
Publication date: 1970-12-23

Description

Durch Unterdruck vom Fahrzeugmotor betätigtes Kupplungs- und Regelsystem, insbesondere für Klimakompressoren.Clutch and control system operated by negative pressure from the vehicle engine, especially for air conditioning compressors.

Nach dem Kompressionssystem arbeitende Klimaanlagen für Kraftfahrzeuge werden bisher hauptsächlich für größere Fahrzeuge mit starken Antriebsmotoren hergestellt, während der Ausrüstung auch kleinerar Autos mit solchen Anlagen neben dem relativ großen und nicht regelbaren Kraftbedarf vornahmlich die Kosten und das Gewicht der auf dem Markt befindlichen Konstruktionen entgegenstehen.Air conditioning systems for motor vehicles that operate according to the compression system have so far mainly been produced for larger vehicles with powerful drive motors, while equipping also smaller cars with such systems in addition to the relative large and non-controllable power requirements primarily the cost and weight of the Oppose constructions on the market.

Zur Regelung der Kompressorleistung entsprechend dem tatsächlichen Bedarf anstelle des bisher üblichen Ein- und Ausschaltens der gesamten Kompressorkapazität sind Vorschläge gemacht worden, die infolge des dammit bewirkten gleichmäßigen mittleren Kraftbedarfs solche Klimaanlagen auch für kleinere und schwächere Fahrzeuge geeignet machen. Damit entfällt auch die Notwendigkeit des zwecks Regelung der Kälteleistung durch einen Thermostaten bewirkten fortwährenden Ein- und Ausschaltens des Kompressors mittels einer elektromagnetischen Kupplung. Vielmehr ist nur das Einschalten der Klimaanlage zum Beginn der gewünschten Kühlperiode erforderlich und das Abschalten nach deren Beedigung.To regulate the compressor output according to the actual Requirement instead of the usual switching on and off of the entire compressor capacity Proposals have been made which, as a result of the uniform mean Such air conditioning systems are also suitable for smaller and weaker vehicles if required do. This also eliminates the need for regulating the cooling capacity Continuous switching on and off of the compressor caused by a thermostat by means of an electromagnetic clutch. Rather, it is just turning on the Air conditioning required at the beginning of the desired cooling period and shutdown after their termination.

Abgesehen davon, daß der Fortfall des ständigen Ein- und Ausschaltens des Kompressors - ein Vorgang, der besonders bei hohen Drehzahlen infolge des momentanen Beschleunigens des Kompressors vom Stillstand auf eine Drehzahl von bis zu 6000 upm hohe Anforderungen an den Antriebsriemen und die Kupplung selbst - alle Antriebsorgane schont, können diese wesentlich schwächer und leichter ausgeführt werden. Das gilt sowohl für den Antriebsriemen und dessen Lebensdauer als auch für die Kupplung selbst, die ja nur einen Bruchteil der bisher notwendigen Kupplungsvorgänge durchzuführen hat.Apart from the fact that the constant switching on and off is no longer necessary of the compressor - a process that occurs particularly at high speeds as a result of the momentary Accelerating the compressor from standstill to a speed of up to 6000 upm high demands on the drive belt and the clutch itself - all drive elements spares, these can be made much weaker and lighter. That is true both for the drive belt and its service life as well as for the clutch itself, which carry out only a fraction of the previously necessary coupling processes Has.

Die vorliegende Erfindung zeigt eine leichte und besonders einfache Kupplung für Klimakompressoren. Das Neue besteht vor allem darin, daß auf den bisher verwendeten elektromagnetischen Kupplungsapparat vollständig verzichtet und die für das Kuppeln erforderliche Kraft durch ein Membransystem erzeugt wird, welches die Druckdifferenz zwischen der Atmosphäre und dem niedrigeren Druck in der Saugleitung des Fahrzeugmotors zum Aneinanderpressen der Kupplungsscheiben benutzt. Im Gegensatz zu elektromagnetischen Kupplungen, die zur Erzeugung der Haltekraft mittels eines Magnetfeldes sowohl eine teure Kupferwicklung als auch einen ständigen Haltestrom benötigen, kann die erfindungsgemäße Kupplung aus einfachen Blechpreßteilen hergestellt werden, gegebenenfalls auch aus Aluminium.The present invention shows an easy and particularly simple one coupling for air conditioning compressors. What is new is above all that on the previously used electromagnetic clutch apparatus completely dispensed with and the force required for coupling is generated by a membrane system which is the pressure difference between the atmosphere and the lower pressure in the suction line of the vehicle engine to press the clutch disks together used. In contrast to electromagnetic clutches, which are used to generate the holding force by means of a magnetic field both an expensive copper winding and a permanent one Need holding current, the coupling according to the invention can be made from simple pressed sheet metal parts are made, optionally also from aluminum.

Die Betätigung der Kupplung erfolgt durch ein am Armaturenbreit des Fahrzeuges angebrachtes Ventil, welches die mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Schlauchleitung zur Kupplungsmembrane nunmehr an das Saugsystem des Motors anschlißt. Dabei kann gleichzeitig eine andere kleinere Membrane den Leerlaufanschlag der Vergaserdrosselklappe soweit auf eine größere Leistung des Fahrzeugmotors verstellen, daß der nunmehr zugeschaltete Krafthedarf des Kompressors den Motor nicht etwa zum Stillstand bringt. Ein weiteres ähnliches Ventil, dessen zugehörige Membrane am Kompressor vorgesehen ist, setzt bei seiner Betätigung die Leistungsregelungseinrichtung des Kompressors außer Betrieb, sodaß der Kompressor für den Anfang des Klimatisierungsvorganges mit besonders tiefer Verdampfungstemperatur @rbeiten kann, solange noch keine Gefahr für das Einfrieren des Verdampfers des Klimasystems besteht. Diese Betätigungen können natürlich auch indirekt durch elektromagnetische Ventile durchgeführt werden.The clutch is actuated by a button on the width of the valve Vehicle mounted valve, which communicates with the atmosphere The hose line to the coupling membrane is now connected to the suction system of the motor. At the same time, another smaller diaphragm can close the idle stop of the carburetor throttle valve adjust to a greater power of the vehicle engine that the now activated power requirement of the compressor does not bring the engine to a standstill. Another similar valve with its associated membrane provided on the compressor is, when it is actuated, the power control device of the compressor is set out of order, so that the compressor for the beginning of the air conditioning process can work with a particularly low evaporation temperature as long as there is still no danger for freezing the evaporator of the air conditioning system. These actuations can of course also be carried out indirectly through electromagnetic valves.

Die Zeichnung veranschandicht ein Ausführungsbeispiel: Figur 1 stellt einen Schnitt durch die vollständige Kupplung dar einschließlich ihrer Befestigungs an der Kompressorwelle. Figur 2 zeigt in Draufsicht den Antriebsmotor eines Fahrzeuges mit einem Klimakompressor und den durch Unterdruck betätigten Kupplungs- und Regelungssystemen.The drawing shows an exemplary embodiment: FIG. 1 represents a section through the complete coupling including its attachment on the compressor shaft. Figure 2 shows a top view of the drive motor of a vehicle with an air conditioning compressor and the clutch and control systems actuated by negative pressure.

In Figur 1 bedeutet 1 den Konus der Kurberwelle, auf dem die Kupplungshülse 2 befestigt ist und mit der Schraube 3 gehalten wird. Auf die Kupplungshülse 2 ist das Kugellager 4 aufgeschoben, dessen Innenring durch den Sprengring 5 gegen Verschiebung gesichert ist, während der Außenring des Kugellagers 4 die Riemenscheibe 6 trägt, die ihrerseits durch den Sprengring 7 gesichert ist.In Figure 1, 1 denotes the cone of the crankshaft on which the coupling sleeve 2 is attached and held with the screw 3. On the coupling sleeve 2, the ball bearing 4 is pushed, its inner ring by the snap ring 5 against Displacement is secured, while the outer ring of the ball bearing 4 is the pulley 6 carries, which in turn is secured by the snap ring 7.

Die Riemenscheibe 6 ist dn dbr ausgekuppelt gezeichneten Darstellung auf dem Kugellager 4 und der Kupplungshülse 2 frei drehbar.The pulley 6 is dn dbr uncoupled representation freely rotatable on the ball bearing 4 and the coupling sleeve 2.

An der Kupplungshülse 2 ist gegen Drehung durch den Stift 8 gesichert die Scheibe 9 befestigt, die nebe ihrem außeren Umfang die Nieten 10 zeigt, mit denen, die Federstreifen 11 an der Scheibe 9 angenietet aind, Diese Federstreifen 11 sind durch weitere Nieten 12 mit der Kupplungsscheibe 13 verbunden, welche damit Kupplungsscheibe 13 sowohl zentrieren als auch eine gewisse Axialbewegung erlauben und dabei vor allem das beim Kupplungsvorgang zu übertragende Drahmoment aufnehmen. Die Kupplungsscheibe 13 ist durch den ringförmigen Verschluß 14 damit dem Deckel 15 unter Zwischenlage der Membrane 16 verbunden, wodurch zwischen der Scheibe 9 und dem Deckel 15 ein gasdicht abgeschlossener in seinem Volumen veränderlicher Raum 17 besteht. Der Deckel 15 besitzt in seiner Mitte die Öffnung 18, durch welche die Scheibe 9 mittels der Schraube 3 an der Kupplungshülse 2 befestigt wird und die ihrerseits durch den Nippel 19 verschlossen wird. Der Nippel 19 besitzt eine Längs- und Querbohrung zur Verbindung des Raumes 17 mit der Unterdruckleitung des Fahrzeugmotors. Eine Drosselschraube 20 bewirkt eine einstellbar verschiedene Bemessung des Leitungsquerschnittes, um sowohl ein sanftes Ansprechen der Kupplung zu bewirken als auch kurzzeitige Veränderungen der Große des Unterdruckes von der Kupplung fernzuhalten. Auf dem Nippel 19 tat drehbar und gasdicht eingepaßt der Leitungsanschluß 21 zur Übertragung des Unterdruckes vom Fahrzeugmotor.The coupling sleeve 2 is secured against rotation by the pin 8 the disk 9 is attached, which shows the rivets 10 in addition to its outer circumference, with those who riveted the spring strips 11 to the disc 9, these spring strips 11 are connected by further rivets 12 to the clutch disc 13, which with it Both center the clutch disc 13 and allow a certain axial movement and, above all, absorb the torque to be transmitted during the coupling process. The clutch disc 13 is through the annular closure 14 thus the cover 15 connected with the interposition of the membrane 16, whereby between the disk 9 and the cover 15 is a gas-tight closed variable in its volume Room 17 consists. The lid 15 has in its center the opening 18 through which the disk 9 is fastened to the coupling sleeve 2 by means of the screw 3 and which in turn is closed by the nipple 19. The nipple 19 has a Longitudinal and transverse drilling to connect the space 17 with the vacuum line of the Vehicle engine. A throttle screw 20 effects an adjustable, different dimensioning of the line cross-section in order to both cause a smooth response of the coupling as well as short-term changes in the size of the negative pressure from the clutch. On the nipple 19 did rotatable and gas-tight fitted the line connection 21 to Transmission of the negative pressure from the vehicle engine.

Ist die Kupplung ausgeschaltet, der Raum 17 also mit dem Druck der Umgebungsluft beaufschlagt, wird die Kupplungsscheibe 13 durch die Federstreifen 11 zur Anlege an die Nieten 10 gebracht, befindet sich also in der in Figur 1 gezeichneten Stellung. Bei laufendem Fahrzeugmotor wird durch diesen die Riemenscheibe 6 angetrieben, die sich auf dem Kugellager 4 frei dreht, ohne die anderen Kupplungsteile und die Kurbelwelle 1 mitzunehmen. Diese Mitnahme erfolgt erst dann, wenn der Druck im Raum 17 herabgesetzt wird- und dieser durch den höheren Druck der Atmosphäre gegen den Druck der Federstreifen 11 zusammengedrückt wird. Nun bewegt sich der Deckel 15 und die Kupplungsscheibe 13 unter Überwindung des Druckes der Federn 11 in Richtung auf die Scheibe 9 und nimmt dabei die Kupplungsscheibe 13 mit, die gegen die wlllaufende Riemenscheibe 6 gepreßt und von dieser mitgenommen wird.If the clutch is switched off, the space 17 with the pressure of the When ambient air is applied, the clutch disc 13 is secured by the spring strips 11 brought to rest on the rivets 10, is therefore in the one shown in FIG Position. When the vehicle engine is running, this drives the pulley 6, which rotates freely on the ball bearing 4 without the other coupling parts and the Take crankshaft 1 with you. This take away only takes place if the pressure in space 17 is reduced - and this is due to the higher pressure of the atmosphere is compressed against the pressure of the spring strips 11. Now it is moving Cover 15 and clutch disc 13 overcoming the pressure of springs 11 in the direction of the disc 9 and thereby takes the clutch disc 13 with which against the rolling pulley 6 is pressed and taken along by this.

Nun bewegt sich der Deckel 15 und mit ihm die Kupplungsscheibe 13 in Richtung auf die Riemenscheibe 6, wird an diese gepreßt und schließlich von ihr mitgenommen. Wird der Druck im Raum 17 wieder dem der ihn umgebenden Atmosphäre angepaßt, entfällt die Anpressung der Kupplungsscheibe 13 an die Riemenscheibe 6 und der Druck der Federn 11 stellt den Zustand der Auskupplung wieder her.The cover 15 now moves and with it the clutch disc 13 in the direction of the pulley 6, is pressed against it and finally by it taken away. If the pressure in space 17 is again that of the atmosphere surrounding it adapted, the pressing of the clutch disc 13 on the belt pulley 6 is omitted and the pressure of the springs 11 restores the disengagement state.

In Figur 2 ist 25 der Motor des Kraftfahrzeuges, der in üblicher Weise an seiner Vorderseite den Antrieb 26 für den Kühlerventilator 27 trägt, von dem der Antriebsriemen 28 betrieben wird, der seinerseits den Klimakompressor 29 in'Drehung versetzt, nachdem die Kupplung 30 (entsprechend Figur l) in Aktion getreten ist. Der Leitungsanschluß 21 ist durch die Unterdruckleitung 31 mit dem Leitungs-T-Stück 32 verbunden, das von dem Ventil 93 sowohl zu dem Leitungsanschluß 21 führt als auch über die Leitung 34 zu der Verstellmembrane 35, welche gleichzeitig mit dem Einkuppeln des Kompressors- den Leerlauf des Fahrzeugmotors soweit verstärkt, daß die Kraftentnahme durch den Klima kompressor den Motor nicht zum Stillstand bringt. Das Ventil 33 kann entweder durch das Handrad 36 direkt geöffnet oder geschlossen werden oder durch ein zwischengeschaltetes elektrisch betätigtes Solenoid. Mit 37 ist die Zuführungsleitung für den von der Vergaserseite des Motors bereitgestellten Unterdruck bezeichnet, der bei=38 der Verteilerleitung des Vergasers 39 entnommen wird.In Figure 2, 25 is the engine of the motor vehicle, which is in the usual way on its front side carries the drive 26 for the radiator fan 27, of which the drive belt 28 is operated, which in turn rotates the air conditioning compressor 29 offset after the clutch 30 (according to Figure l) has come into action. The line connection 21 is through the vacuum line 31 with the line T-piece 32 connected, which leads from the valve 93 both to the line connection 21 as also via line 34 to the adjustment diaphragm 35, which simultaneously with the Engaging the compressor increases the idling speed of the vehicle engine to such an extent that the power drawn by the air conditioning compressor does not bring the engine to a standstill. The valve 33 can either be opened or closed directly by the handwheel 36 or by an interposed electrically operated solenoid. At 37 is the feed line for the one provided from the carburetor side of the engine Denotes negative pressure which is taken from the distributor line of the carburetor 39 at = 38 will.

Ein weiteres Ventil 40 ist mittels der Leitung 41 ebenfalls an die Unterdruckleitung angeschlossen und über die Leitung 42 mit einer weiteren Verstellmembrane 43 verbunden, die es erlaubt, eine am Kompressor vorhandene Regeleinrichtung zur Begrenzung des Verdampferdiuckes und zur Verhinderung des Vereisens des Verdampfers zeitweise außer Betrieb zu nehmen, solange insbesondere beim Beginn der Klimatisierung eine starke Kühlung erwünscht und die Gefahr des Vereisens des Verdampfers noch nicht gegeben ist.Another valve 40 is also by means of the line 41 to the Vacuum line connected and via line 42 with another adjusting diaphragm 43 connected, which allows an existing on the compressor control device to Limitation of the evaporator pressure and prevention of icing temporarily shut down the evaporator, especially at the beginning the air conditioning a strong cooling is desired and the risk of icing of the Evaporator is not yet given.

Abgesehen von der beschriebenen manuell und durcli Unterdruck betätigten Kupplung und Regelung ist die Zwischenschaltung von elektrisch-pneumatisch betätigten oder nur elektriscil betätigten Verstell- und Regeleinrichtungen und die elektrische Betätigung des Unterdruckventils für die Unterdruckkupplung müglich und vorgesehen.Apart from the described manual and actuated by vacuum Coupling and regulation is the interconnection of electrically-pneumatically operated or only elektriscil operated adjustment and control devices and the electrical Actuation of the vacuum valve for the vacuum coupling is possible and provided.

Claims

Patent claims

1. Clutch and control system actuated by negative pressure from the vehicle engine, in particular for compressors on vehicle air conditioning systems, characterized in that the part of the disc coupling attached to the compressor shaft to form a membrane system is designed that when its internal pressure is reduced, the disc clutch (13) axially against the belt pulley assembly (6) of the clutch and press it against it.

2. clutch and control system according to claim 1, characterized in that that the moving part of the membrane system connected to the compressor shaft is made up the disc clutch (13) and a cover (15) that is folded with this, which are connected at the point of contact by a flexible annular membrane (16), which at their inner end with the non-movable part (9) of the membrane system connected, combining both parts to form a space (17) of variable size.

3. clutch and control system according to claim 1 and 2, characterized in that that the axially displaceable disc coupling (13) on the non-movable part (9) of the membrane space is attached by resilient spring strips (11), which the allow the required axial displacement, center the disc coupling and transmit the torque.

4. Coupling and Itegelsystem according to claim 1 to 3, characterized in that that the interior (17) of the membrane system in the center of the cover (15) with a pierced nipple (19) is provided, which connects the interior with the vacuum part (38) of the carburetor of the vehicle engine.

5. clutch and control system according to claim 1 to 4, characterized in that that the nipple (19) revolving as centric with the coupled movable part Cylinder is formed, which is in a gas-tight fitted stationary Hose connection (21) rotates and the connection by means of corresponding holes to the carburetor.

6. clutch and control system according to claim 1 to 5, characterized in that that the hole making the connection to the carburettor through a throttle screw (20) can be changed in cross section.

7. clutch and control system according to claim 1 to 6, characterized in that that one connected in parallel to the vacuum line (31) which actuates the clutch another line (34) at the same time as the coupling one on the carburetor of the aircraft engine provided membrane (35) is actuated, which the idle stop of the throttle valve of the Carburetor (39) adjusted in the direction of a stronger I, performance of the vehicle engine.

8. clutch and control system according to claim 1 to 7, characterized in that that other membrane systems connected to the negative pressure system of the vehicle engine make adjustments that serve to regulate the Klimzsystems, for example for Suspension of a capacity control that automatically limits the compressor capacity.

9. clutch and control system according to claim 1 to 8, characterized in that that the connection of the coupling and control devices with the vacuum system the vehicle engine serving valves manually or electrically through solenoid systems be operated.

L e r s e i t e