DE2834199A1

DE2834199A1 - Engine water pump thermostatic clutch - has housing wall moved by expanding material engaging positively with clutch half

Info

Publication number: DE2834199A1
Application number: DE19782834199
Authority: DE
Inventors: Guenther Haefner
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1978-08-04
Filing date: 1978-08-04
Publication date: 1980-02-21

Abstract

The thermostatic clutch is for use between the driving shaft and impeller of an IC engine cooling water pump. Expanding material contained in a housing reacts to water temperature changes, acting against a movable housing wall. The movable housing wall (6, 7) itself has a positive engagement surface (6, 7), working directly against one (10, 9) on the clutch half formed by the impeller hub (12) or guide sleeve (13). The housing can be movable in relation to both halves, its wall being moved by the filling of expanding material (5).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kupplung nach dem OberbegriffThe invention relates to a coupling according to the preamble

von Patentanspruch 1. Derartige Kupplungen sind bekannt (US-PS 1820035) und weisen den Vorteil auf, daß sich mit Verwendung derselben die sich an einen Kaltstart der Brennkraftmaschine anschließende lVarmlaufphase wesentlich verkürzen läßt. Dabei wird die Zusammensetzung der Dehnstoffüllung auf einen bestimmten Grenzwert der Kühlwassertemperatur - z. B. Go OC - so abgestimmt, daß die Kupplung bei Kühlwassertemperaturen kleiner als der Grenzwert ausgerückt - dagegen bei Kühlwassertemperaturen über dem Grenzwert eingerückt ist. Auf diese Weise ist nach dem Kaltstart die CUhlmittelströmung im Kühlmantel der Maschine zunächst unterbunden, wodurch sich die Maschine schnell erwärmt.of claim 1. Such couplings are known (US-PS 1820035) and have the advantage that with the use of the same to a Cold start of the internal combustion engine significantly shorten the arm running phase that follows leaves. The composition of the expansion material filling is reduced to a certain limit value the cooling water temperature - e.g. B. Go OC - tuned so that the clutch at cooling water temperatures lower than the limit value - on the other hand, at cooling water temperatures above Limit is indented. This is how the coolant flow is after a cold start in the cooling jacket of the machine initially prevented, causing the machine to quickly warmed up.

Die bekannte Kupplung baut jedoch aufwendig, weil auf einer zum Pumpenrad drehfesten Hohlwelle das Gehäuse der Dehnstoffüllung und einer Reibscheibenkupplung mit Abstand nebeneinander angeordnet sind und ein innerhalb des Gehäuses gehalterter und von der Dehnstoffüllung beaufschlagter Membrankolben über eine Gehäuse und Hohlwelle durchsetzende Stellwelle auf die Reibscheibenkupplung arbeitet.However, the known coupling is complex because it is on one to the pump wheel non-rotatable hollow shaft, the housing of the expansion material filling and a friction disc clutch are arranged at a distance next to each other and one held inside the housing and a diaphragm piston acted upon by the expansion material filling via a housing and hollow shaft penetrating control shaft works on the friction disc clutch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 zu schaffen, die sich durch einen geringen baulichen Aufwand auszeichnet.The invention is based on the object of a coupling according to the preamble of claim 1 to create, which is due to a low structural effort excels.

Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Effindung in vorteilhafter Weise durch die kennzeichnenden Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst. Bei der Kupplung nach der Erfindung ist es vorteilhaft, daß jegliche Stellmittel zwischen dem Gehäuse der Dehnstoffüllung und der mit dem Gehäuse zusammenarbeitenden Kupplungseingriffsfläche entbehrlich sind.The stated object is advantageous in accordance with the invention solved by the characterizing features of claim 1. With the clutch according to the invention it is advantageous that any adjusting means between the housing the expansion material filling and the coupling engagement surface cooperating with the housing are dispensable.

Bei der bekannten Kupplung ist die Nabe des Pumpenrades selbst als Gehäuse für die Dehnstoffüllung ausgebildet. Damit ist diese Kupplung nicht ohne weiteres bei heute üblichen Pumpenrädern mit kleinen Naben und Radabmessungen anwendbar. Dieser Nachteil ist bei der Kupplung nach der Erfindung durch die Weiterbildung nach Patentanspruch 2 vermieden.In the known coupling, the hub of the pump wheel itself is as Housing designed for the expansion material. This coupling is not without it further applicable to pump wheels with small hubs and wheel dimensions that are customary today. This disadvantage is due to the development of the coupling according to the invention avoided according to claim 2.

Während bei der bekannten Kupplung das Pumpenrad und die zu ihr drehfeste Hohlwelle axial hintereinander angeordnet sind, wodurch sich eine große Baulänge ergibt, ist durch die Ausgestaltung nach Patentanspruch 3 eine besonders gedrungene und axial kurzbauende Kupplungsanordnung geschaffen.While in the known coupling, the impeller and the rotationally fixed to it Hollow shaft are arranged axially one behind the other, resulting in a large overall length results is a particularly compact one due to the design according to claim 3 and axially short clutch assembly created.

Durch die Ausgestaltung von fatentanspruch 4 ergeben sich radial zur Pumpenradachse gerichtete Stellkräfte des Ringzylinders bei Volumenausdehnung der Dehnstof£üllung, so daß eine besonders vorteilhafte konzentrische Anordnung der Kupplung zwischen Pumpenrad und Antriebswelle ermöglicht ist.The design of fatent claim 4 results in radial to Impeller axis directed actuating forces of the ring cylinder when the volume expands Expansion material, so that a particularly advantageous concentric arrangement of the Coupling between the pump wheel and drive shaft is made possible.

Durch die Ausgestaltung nach Patentanspruch 5 ist eine baulich gesonderte zum Pumpenrad drehfeste Kupplungshälfte in vorteilhafter Weise entbehrlich.Due to the design according to claim 5 is a structurally separate Coupling half rotatably fixed to the pump wheel can advantageously be dispensed with.

Bei gelöster Kupplung sind besondere Mittel zur Führung des Pumpenrades gegenüber der Antriebswelle in Achsrichtung erforderlich. Bei der Kupplung nach der Erfindung ist in vorteilhafter Weise durch die Ausgestaltung nach Patentanspruch 6 eine entsprechende Führungshülse zugleich als die zur Antriebswelle drehfeste Kupplungshälfte ausgebildet.When the clutch is released, special means are required to guide the pump wheel required relative to the drive shaft in the axial direction. After the clutch the invention is in an advantageous manner by the embodiment according to claim 6 a corresponding guide sleeve at the same time as the non-rotatable to the drive shaft Coupling half formed.

Um bei gelöster Kupplung nach der Erfindung auch eine radiale Führung des Pumpenrades zur Antriebswelle zu schaffen, wurde in vorteilhafter Weise die Anordnung nach Patentanspruch 7 getroffen.In order to also have a radial guide when the clutch is released according to the invention To create the impeller to the drive shaft, the Arrangement according to claim 7 taken.

Wie eine Supplung;nach der Erfindung beispielsweise im einzelnen ausgebildet sein kann, ist im folgenden anhand einer in der Zeichnung dargestellten vorteilhaften Ausführungsform näher beschrieben.Like a supplement; according to the invention, for example, designed in detail can be, is advantageous below with reference to one shown in the drawing Embodiment described in more detail.

In der Zeichnung - die einen Axialhalbschnitt durch ein unter Zwischenschaltung einer erfindungsgemäßen Kupplung auf einer Antriebswelle angeordnetes Pumpenrad darstellt - sind lediglich die für das Verständnis der Erfindung notwendigen Einzelheiten gezeichnet. Auf das Ende 3 einer Antriebswelle ist eine Führungshülse 13 aufgepreßt, die einen Bund 17 mit einer zylindrischen Gleitlagerfläche 14 zur Zentrierung einer Nabe 12 eines Pumpenrades 2 gegenüber der Achse 16-16 der Antriebswelle aufweist.In the drawing - the one axial half-section through an interposition a coupling according to the invention arranged on a drive shaft represents - are only the details necessary for an understanding of the invention drawn. A guide sleeve 13 is pressed onto the end 3 of a drive shaft, the one collar 17 with a cylindrical sliding bearing surface 14 for centering a Hub 12 of a pump wheel 2 opposite the axis 16-16 of the drive shaft.

Die mit der Fläche 14 des Bundes 17 zusammenarbeitende Zentrierfläche der Nabe 12 ist mit 15 bezeichnet. Während der Bund 17 zusätzlich zur Axialfixierung der Nabe 12 in der einen Richtung der Achse 16-16 dient, ist die Nabe 12 in der anderen Achsrichtung über eine Anlaufscheibe 18 durch einen in eine Nut der Führungshülse 13 eingesetzten Sicherungsring 19 fixiert, In einen freibelassenen Ringraum zwischen der Nabe 12 und der Führungshülse 13 ist ein Ringzylinder 4 aus Kunststoff eingefügt, dessen in sich geschlossener Hohlraum eine Dehnstoffüllung 5 enthält. Die zylindrischen Wände 6 und 7 des Ringzylinders 4 sind elastisch nachgiebig, wobei ihre zylindrischen Außenflächen jeweils eine Eingriffsfläche 10 bzw. 11 bilden.The centering surface cooperating with the surface 14 of the federal 17 the hub 12 is designated by 15. While the collar 17 in addition to the axial fixation the hub 12 serves in one direction of the axis 16-16, the hub 12 is in the other axial direction via a thrust washer 18 through one in a groove of the Guide sleeve 13 inserted locking ring 19 fixed, In a free annular space between the hub 12 and the guide sleeve 13, a ring cylinder 4 made of plastic is inserted, whose self-contained cavity contains an expansion material filling 5. The cylindrical Walls 6 and 7 of the ring cylinder 4 are elastically resilient, with their cylindrical Outer surfaces each form an engagement surface 10 and 11, respectively.

Die äußere Eingriffsfläche 10 arbeitet mit einer zylindrischen Eingriffsfläche 8 an der Nabe 12 zusammen, während die innere Eingriffsfläche 11 mit dem als Eingriffsfläche 9 dienenden Außenmantel der Führungshülse 13 in kraftschlüssigen Kontakt gelangt, wenn die Dehnstoffüllung 5 ihr Volumen vergrößert. Der Ringzylinder 4 der auf diese Art gebildeten erfindungsgemäßen Eupplung 1 nimmt seine gezeichnete Gestalt an, wenn die Kühlwassertemperaturen unter dem Grenzwert liegen. In diesem Fall hat der Ringzylinder 4 gegenüber der Nabe 12 Spiel, so daß sich das Pumpenrad 2 olme größere Widerstände relativ zur Antriebswelle 3 drehen kann.The outer engagement surface 10 works with a cylindrical engagement surface 8 on the hub 12 together, while the inner engagement surface 11 with the as the engagement surface 9 serving outer jacket of the guide sleeve 13 comes into frictional contact, when the expansion material 5 increases its volume. The ring cylinder 4 of the on this Type formed Eupplung 1 according to the invention assumes its drawn shape, if the cooling water temperatures are below the limit value. In this case the Ring cylinder 4 against the hub 12 game, so that the pump wheel 2 olme larger Resistors can rotate relative to the drive shaft 3.

Wenn die Kühlwassertemperatur über den Grenzwert ansteigt, dehnt sich das Gehäuse 4 sowohl zentrifugal als auch zentripetal zur Achse 16-16 aus. Dadurch gelangen die beiden Eingriffsflächen-Paare 8, 10 und 9, 11 jeweils in gegenscitigen kraftschlüssigen Eingriff, so daß das Pumpenrad 2 mit der Antriebswelle 3 drehfest gekoppelt ist.When the cooling water temperature rises above the limit, it expands the housing 4 both centrifugally and centripetal to the axis 16-16. Through this get the two pairs of engagement surfaces 8, 10 and 9, 11 in each case in opposite frictional engagement, so that the pump wheel 2 rotatably with the drive shaft 3 is coupled.

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Claims

Thermostatic non-positive coupling for releasing the drive connection between an impeller and a drive shaft in a cooling water pump for liquid-cooled Internal combustion engines Patent claims: WThermostatic non-positive coupling for Loosen the drive connection between a pump wheel and a drive shaft a cooling water pump for liquid-cooled internal combustion engines, in which a responsive to changes in the cooling water temperature with volume changes and in a housing enclosed expansion material a pressure surface of a movable Wall of the housing acted upon and from the compressive force resulting on the pressure surface the expansion material filling the frictional connection between the cooperating engagement surfaces of the two coupling halves is derived, d u r c h e k e n n n z e i c h n e t that the movable wall (6 or 7) itself has a non-positive engagement surface (10 or 11), with which it is directly connected to an engagement surface (10 or 9) a coupling half (hub 12 or guide sleeve 13) cooperates.

2. Coupling according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t that the housing (4) opposite both coupling halves (hub 12 or guide sleeve 13) is arranged to be relatively movable and at least one more with one of the Dchnstoffullung (S) pressurized pressure surface give away movable wall (7 resp. 6), which with one with the engagement surface (9 or 8) of the other coupling half (Guide sleeve 13 or hub 12) directly frictionally cooperating engagement surface (11 resp.

10) is provided.

3. Coupling according to one or both of claims 1 and 2, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the housing (4) is designed as a ring cylinder and concentrically between the hub (12) of the pump wheel (2) and the drive shaft (3) is arranged.

4. Coupling according to one or more of claims 1-3, d a d u r e k e k e n n n n e i n e t that at least the cylindrical walls (6 and 7) of the ring cylinder (4) are flexible or elastic.

5. Coupling according to one or more of claims 1-4, d a d u it is noted that the outer cylindrical wall (6) of the ring cylinder (4) cooperates in a force-locking manner with a cylindrical engagement surface (8) of the hub (12).

6. Coupling according to one or more of claims 1-5, d a d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that the inner cylindrical wall (7) with the Outer jacket (9) of a guide sleeve that is concentric to the drive shaft (3) and is fixed in motion (13) for the axial fixation of the hub (12) with respect to the drive shaft (3) in a non-positive manner cooperates.

7. Coupling according to one or more of claims 1-6, g e k e n n z e i c h n e t by a radial bearing that is independent of the housing (4) (Centering surfaces 14 and 15) between pump wheel (2) and drive shaft (3).