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Luftführungskasten zwischen einem Kühlgebläse und einem Kühler für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung beziehtsich auf einen Luftführungskasten zwischen einem Kühlgebläse und einem Kühler für Kraftfahrzeuge, bei dem ein gegenüber dem Kühler beweglicher Luftführungsring des Kühlgebläses durch eine elastische Manschette mit dem Kühler verbunden ist.
Es ist bekannt, die Gebläseschaufeln innerhalb eines an dem Luftführungskasten befestigten Luftführungsringes laufen zu lassen. Da der Motor bzw. Motorgetriebeblockumseine elastische Lagerung Schwingungen mit sehr grosser Amplitude ausführt und der Kühler praktisch feststeht, muss zwischen dem von den Aussenenden der Gebläseschaufel beschriebenen Mantel und dem Innendurchmesser des Luftführungsringes ein so grosser Spalt vorhanden sein, dass auch bei extremen Bewegungen, z. B. beim Abstellen des Motors, die Schaufeln nicht an den Luftführungsring anschlagen. Der Spalt muss daher breit sein und setzt den Wirkungsgrad des Kühlgebläses stark herab.
Sehr verbreitet sind Kühler, die vorne im Fahrzeug vor dem Motor liegen. Sie sind dem Fahrtwind ausgesetzt, der meist allein zur Kühlung ausreicht. Um im Stadtverkehr oder beim Befahren von längeren Steigungen mit entsprechend geringerer Geschwindigkeit, mit der die Luft den Kühler durchströmt, einen Ausgleich zu schaffen, ist ein Ventilator hinter dem Kühler angeordnet. Der Kühler hat im wesent-
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der Breite des von Luft durchströmten Teiles.
Bei einem solchen Kühler ist es auch bekannt, die elastische Manschette am Rand einer ineinerebenen Fläche befindlichen Öffnung des Luftführungskastens zu befestigen.
Um den Wirkungsgrad des Ventilators zu verbessern, z. B. die radiale Abströmung an den äusseren Enden der Ventilatorflügel zu verkleinern, ist es üblich, Luftführungsringe anzuordnen und diese mittels elastischer Manschetten mit dem Kühler zu verbinden.
Bei einer bekannten Ausführungsform gibt der Kühlerträger nur eine kreisrunde Fläche des Kühlernetzes frei. Die Ecken des etwa rechteckigen Kühlernetzes sind abgedeckt. Damit ist ein beträchtlicher Teil des Kühlernetzes nicht für den Luftstrom zugänglich und die Kühlwirkung des Kühlers deme1 ! tspre - chend geringer.
Im allgemeinen drückt eine Wasserpumpe das Wasser durch den Kühler. Der Temperaturunterschied zwischen dem Wasser, das oben in den Kühler eintritt, zu dem Wasser, das unten aus dem Kühler strömt, kann dann sehr klein gehalten werden, wenn dafür Sorge getragen wird, dass die Pumpe das Wasser mit entsprechend grosser Geschwindigkeit durch den Kühler fördert. Dazu kann infolge des reichlich zur Verfügung stehenden Raumes auch der Durchmesser des Ventilatorflügels gross sein und dementsprechend die durch den Kühler gesaugte Luftmenge für alle Betriebsverhältnisse ausreichen. Der Kühler wird durch regelbare Jalousien od. ähnl., die vor dem Kühler angebracht sind und den Luftstrom drosseln, auf der Betriebstemperatur gehalten.
Es ist auch bekannt, einen Thermostaten im Kühlwasserkreislauf anzuordnen und mit diesem die Menge des umlaufenden Wassers - statt wie vorher der durchgesaugten Luft-zu regeln.
Der Luftraum zwischen dem Kühler und dem Ventilator kann dabei verhältnismässig klein gehalten werden, denn es ist nicht notwendig, den Kühlwirkungsgrad der Anlage besonders gut zu gestalten, -also
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z. B. die ganze Kühlfläche des Kühlers gleichmässig schnell von Luft durchströmen zu lassen, da Platz für einen grossen Kühler und grosse Ventilatorflügel vorhanden ist.
Weiter ist eine Anordnung des Kühlers und des Gebläses mit den Zu- und Ableitungen des Luftstromes in einem Kraftwagen bekannt, bei dem der Luftführungskasten sehr lang ist und dementsprechend viel
Raum einnimmt. Auch liegt der Kühler vor dem Motor, was insbesondere dann nochmals zusätzlichen
Raum beansprucht, wenn der Luftführungskasten oder die Zu- und Ableitungen im Bogen aus dem Kühler hinaus-bzw. in den Kühler hineinführen.
Solche Ausführungen erlauben zwar einen kleinen Durchmesser der Ventilatorflügel bei gleichmässig durchströmten Kühlerlamellen und damit relativ kleinem Kühler, haben aber so extrem grosse Luftsamm- ler oder Zuführungskasten, dass sie für den praktischen Automobilbau unwirtschaftlich sind. Auch im
Automobilbau kostet der umbaute Raum Geld und es ist daher unwirtschaftlich, einen Raum, der etwa der Grösse des ganzen Motoraggregates entspricht, nur als Luftführungskasten auszubilden.
Bei andern Anordnungen von Kühlanlagen liegt der Kühler hinter dem Motor. Der Ventilator drückt Luft in den Kühler, die hinter dem Motorblock in den verhältnismässig kleinen, durch die Spritzwand ein- geengten Raum abströmt. Weiterhin wirkt sich erschwerend bei dieser Bauweise aus, dass Spurstangen der Lenkung, Querfedern, Lenkungsgehäuse von Zahnstangenlenkungen und die Träger dafür den Raum für den Kühler in senkrechter Richtung einengen, der Kühler also niedrig gehalten werden muss. Dafür steht aber viel Raum für seine Ausdehnung in der Breite zur Verfügung.
Infolge der beschriebenen baulichen Behinderung durch andere Teile und vor allem dann, wenn in vereinfachender Weise der Ventilator an der Lichtmaschinenwelle befestigt ist, also mit einer sehr hohen Drehzahl umläuft und auch aus diesem Grunde kleinen Durchmesser haben muss, sind die Voraussetzungen für eine gute Durchströmung eines breiten und niederen Kühlers zunächst schlecht. Der Luftstrom durchströmt je nach der Form der Ventilatorflügel einen kreis- oder kreisringförmigen Teil des Kühlers mit hoher Geschwindigkeit und nimmt dementsprechend von diesen Stellen viel Wärme ab. Im Innern des Ringes und ausserhalb des Ringes oder bei einer günstigeren Form der Ventilatorflügel ausserhalb des Kreises fällt die Luftgeschwindigkeit sehr schnell ab, so dass diese langsam durchströmten Teile das Wasser nur sehr wenig abkühlen.
Ein niedriger, breiter Kühler für Thermosiphonkühlung hat den Vorteil, dass das Gefälle für-das Wasser zwischen Motor und Kühler verhältnismässig gross ist und so eine relativ günstige Durchströmung des Kühlers mit Wasser auch bei Thermosiphonkühlung möglich ist. Eine solche Kühlanlage hat weiter den Vorteil sehr geringen Platzbedarfes und einer vorzüglichen Zugänglichkeit des Motors nicht nur von oben, sondern auch von vorn, weil der sonst störende Kühler die Zugänglichkeit nicht mehr behindett. Es kommt noch hinzu, dass man einen solchen Kühler nach dem Thermosiphonkühlungssystem arbeiten lässt, dass also keine Wasserpumpe jede gewünschte Geschwindigkeit des umlaufenden Wassers ermöglicht und dass dann die Kühlwirkung nur durch die richtige Verteilung des Luftstromes allein zu beeinflussen ist.
Schliesslich ist es für den Anschluss der Wasserleitungsrohre vom Motor an den Kühler bei Kraftfahrzeugen bekannt, dass die Muffe aus den beiden äusseren, auf die zu verbindenden Rohrenden zu schiebenden Teilen und aus einem mittleren im Durchmesser weiteren oder aufgebauchten Teile besteht, in den die Rohrenden nicht hineinreichen und der mit andern Worten aus einer einzigen Falte besteht. Stehen die Rohrenden zueinander in einem andern Winkel als 1800, dann hat die Falte im Längsschnitt ein unten mit kleinerem Radius gekrümmtes Profil als oben. Sind die Rohrenden zueinander parallel versetzt ; dann weist die Falte ein in Achsrichtung unsymmetrisches Profil auf.
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bewegenden Ventilator und dem stillstehenden Kühler eine wirkungsvolle, einfache Verteilvorrichtung für die geförderte Luft zu schaffen.
Die Erfindung geht aus von einem anfangs beschriebenen Luftführungskasten und das Neue besteht darin, dass der der Kühlerfbrm entsprechende, vorzugsweise rechteckige, niedrige Luftführungskasten einen ebenen, nach innen abgekanteten Rand hat, an dem der Bord der Manschette anliegt, an den sich ein kurzer zylindrischer Teil anschliesst, der in eine einzige Falte übergeht.
Der Luftführungskasten oder Luftsammler mit der Manschette nimmt auch in axialer Richtung sehr wenig Raum ein. Der Motorblock liegt also nahe vor dem Kühler. Der Motor ist vorn und von oben sehr leicht für Wartungsarbeiten zugänglich. Hinter dem Motor ist trotz der unmittelbaren Nähe der Spritzwand ausreichend Platz für das Abströmen der durch den Kühler geführten Luft.
Der Luftführungskasten ermöglicht also die gleichmässige Verteilung des Luftstromes vom kreisför-
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migen Querschnitt auf eine Kühlerfläche von rechteckigem Querschnitt, bei der die Höhe des Querschnittes wesentlich kleiner als die Breite ist, bei sehr geringem Platz bedarf und mit geringem baulichem Aufwand. Der Kühler wird auf der ganzen Fläche mit fast gleichmässiger Geschwindigkeit durchströmt und die Wärmeaufnahme der Luft beim Durchströmen des Kühlers ist dementsprechend gleichmässig hoch.
Die Wasserumlaufgeschwindigkeit, die, wie gesagt, bei einer Thermosiphonkühlung von dem Temperaturge fälle des Wassers beim Durchströmen des Kühlers und von der Höhe zwischen dem Kühler und dem Motorblock abhängig ist und damit praktisch nicht verändert werden kann, reicht so für alle Betriebszustände von Motoren mit hoher Literleistung aus. Es sind also eine Wasserpumpe, viel umbauter Raum und damit Gewicht sowie ein besonderer Antrieb des Ventilatorflügels eingespart, der Ventilator ist leicht und trotzdem sind Möglichkeiten, eine Heizung anzuschliessen, vorhanden.
Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Erfindung besteht darin, dass die Manschette eine unsymmetrisch zur Achse des Gebläses liegende Falte aufweist, u. zw. derart, dass der kleinere Bogenteil der Falte dem Drehpunkt des Motors bzw. des Motorgetriebeblockes in seiner elastischen Lagerung näher liegt als der Teil der Falte mit grösserem Bogen. Es ist dadurch möglich, mit andern Teilen, die um den Motor herum gruppiert sind, näher, insbesondere an den unteren Teil der Manschette heranzugehen als bei einer Ausbildung der Manschette mit einer Falte symmetrisch gleichbleibenden Profils. Die Beweglichkeit des Motors oder die Funktion der elastischen Manschette wird durch diese Ausbildung nicht behindert.
Für eine leichte Befestigung der Manschette ist es nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorteilhaft, wenn die elastische Manschette durch zwei Halteringhälften gehalten wird.
Der Wirkungsgrad des Luftführungskastens lässt sich durch die erfindungsgemässe Bauweise auch noch
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ringes abschliessend gestalten, und die Lufteintrittskante an den Schaufeln kann sich damit vor der Luftaustrittsöffnung der Lichtmaschine befinden.
Schliesslich ist es für den einfachen Gesamtaufbau des LuftfühTungskastens und des Kühlgebläses vorteilhaft, wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der Luftführungsring der Lichtmaschine, wie an sich bekannt, an dieser zentriert, aber am Lichtmaschinensattel befestigt ist. Das Spiel zwischen Ventilator und Luftführungsring lässt sich mit geringem Fertigungsaufwand sehr klein halten und es ist damit der Wirkungsgrad des Gebläses verbessert.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel.
Am nicht dargestellten Zylinderblock des Motors ist mit der Schraube 1 eine Konsole 2 befestigt, die in bekannter Weise die mit Spannbändern gehaltene Lichtmaschine 3 trägt. Ferner sind an einem Flansch der Konsole 1 Augen 4 angebracht, an die mit Schrauben 5 der Ring 6 angezogen ist. Dieser ist durch Arme 7,8 mit dem Luftführungsring 9 verbunden und auf der Lichtmaschine 3 zentriert. Der Luftführungring 9 ist also an der Lichtmaschine zentriert, aber an der Konsole befestigt. Am Luftführungsring 9 ist eine elastische Manschette 10 am Rand 11 einer in einer ebenen Fläche 12 befindlichen Öffnung 13 des Luftführungskastens 14 befestigt.
Die Manschette 10 bildet eine Falte 15. Diese liegt unsymmetrisch zur Achse des Gebläses. Der kleinere Bogenteil 16 der Falte 15 ist dem Drehpunkt 18, um den der nicht dargestellte Motor bzw. Motorgetriebeblock in seiner elastischen Lagerung in bekannter Weise schwingt, näher als der Teil der Falte 15 mit grösserem Bogen 17. Es wird auf diese Weise Raum gespart, da der kleinere Bogenteil 16bei seiner Schwingbewegung weniger zusammengedrückt und auseinandergezogen wird als der vom Drehpunkt 18 weiter entfernte grössere Bogen 17. Der dadurch gewonnene Raum kann für eine bequeme Verlegung bzw. Zugänglichkeit des Kühlwasserschlauches bzw. Kühlwasserstutzens 19 oder eines Vorwärmrohrs für die vom Vergaser angesaugte Luft ausgenutzt werden. Der LuftfUhrungsring 9 befindet sich nahe an dem Rand 11 des Luftführungskastens 14.
Die elastische Manschette 10 wird durch zwei Halteringhälften 20, 21 gehalten, die bequem seitwärts umfassend an die Manschette 10 herangeführt werden können. Die Halteringhälften 20,21 fassen die Manschette 10 an einem Bord 22 und werden mit Schrauben 23,24 an den Luftführungskasten 14 gezogen. Der Luftführungsring 9'hat denselben Durchmesser wie die Manschette innen. Die Luftaustrittskante 25 an den Schaufeln 26 schliesst ungefähr mit der Hinterkante 27 des Luftführungsringes 9 ab. Die Lufteintrittskante 28 an den Schaufeln 26 befindet sich dicht vor der Luftaustrittsöffnung 29 der Lichtmaschine 3.. Der LuftfUhrungskasten 14 ist mit Schrauben 30 am Kühler 31 befestigt. Zwischen Kühler 31 und Luftführungskasten 14 ist eine Dichtung 32 angebracht.