DE10044484A1 - Gebläse - Google Patents

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Gebläse mit einem drehbaren Gasfördermittel (10). DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, daß das Gasfördermittel (10) eine Massenverteilung aufweist, die bei rotierendem Gasfördermittel (10) ein vordefiniertes Drehmoment senkrecht zur Rotationsachse (26) erzeugt.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Gebläse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Gattungsbildende Gebläse sind in zahlreichen Ausführungen be­ kannt und werden zur Kühlung, Beheizung oder Belüftung einge­ setzt. Als drehbare Gasfördermittel finden dabei Ventilato­ ren, Lüfterräder oder Turbinen Anwendung. Bei Motorkühlgeblä­ sen werden in der Regel Lüfterräder eingesetzt. Durch Brenn­ kraftmaschinenkühlgebläse treten störende Geräusche infolge von Schwingungsanregungen erster Ordnung auf, die als Luft- oder Körperschall in eine Fahrgastzelle übertragen werden und den Fahrkomfort beeinträchtigen. Gegenwärtig werden diese Ge­ räusche durch 1-Ebenen-Wuchten der fertig komplettierten Brennkraftmaschinenkühlgebläse, d. h. durch Ausgleich der statischen Unwucht möglichst klein gehalten. Dabei wird der Wuchtausgleich der statischen Unwucht mittels Wuchtklammern manuell durchgeführt. Bei derart ausgewuchteten Lüfterrädern wird zwar ein unwuchtbedingter Höhenschlag und damit eine Ge­ räuschbildung durch unrundes Laufen vermieden, das Lüfterrad kann sich jedoch im Rahmen seines Lagerspiels zwischen seinen beiden Lagerendlagen hin und her bewegen.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung geht aus von einem Gebläse mit einem drehbaren Gasfördermittel.

Es wird vorgeschlagen, daß das Gasfördermittel eine Massen­ verteilung aufweist, die bei rotierendem Gasfördermittel ein vordefiniertes Drehmoment senkrecht zur Rotationsachse er­ zeugt. Wirkt auf das Gasfördermittel ein Drehmoment im Mas­ senschwerpunkt senkrecht zur Rotationsachse, wird das Gasför­ dermittel im Rahmen seines Lagerspiels verkippt. Damit kann vermieden werden, daß das Gasfördermittel sich innerhalb des Lagerspiels frei bewegen und zwischen den Endlagen des Lagers hin und her schlagen kann. Es kann eine Verspannung des Gas­ fördermittels erreicht und eine vom Gasfördermittel ausgehen­ de Geräuschemission kann reduziert werden.

Vorzugsweise ist bei dem erfindungsgemäßen Gebläse eine auf eine Ebene senkrecht zur Rotationsachse des Gasfördermittels projizierte Massenbelegung des Gasfördermittels innerhalb des Toleranzbereichs fertigungsbedingter Unwucht in der Wucht. Ein durch die gewählte Massenverteilung bedingter Höhenschlag bzw. ein Auf- und Abschlagen des Gasfördermittels in radialer Richtung und eine damit verbundene Geräuschemission wird ver­ mieden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Drehmoment durch zumindest zwei in Umfangsrichtung versetzt angeordnete Wuchtmassen bewirkt, von denen in axialer Rich­ tung eine vor und eine nach einem Schwerpunkt des Gasförder­ mittels angeordnet ist. Das Drehmoment kann besonders kon­ struktiv einfach und kostengünstig erreicht werden.

Vorteilhaft sind zwei axial beabstandete Wuchtmassen um 180° versetzt angeordnet, wodurch die Wuchtmassen gleich ausge­ führt werden können. Sind die Wuchtmassen gleich groß, und ist ihr radialer Abstand zur Rotationsachse gleich, ist das Gasfördermittel in der Ebene senkrecht zu seiner Rotati­ onsachse mit Ausnahme von durch Fertigungstoleranzen beding­ ter Unwucht in der Wucht. Die Drehmomentanteile der einzelnen Wuchtmassen addieren sich nicht nur vektoriell, sondern bei dieser Geometrie auch ihrem Betrag nach.

Die Wuchtmassen sind vorzugsweise an einer zentralen Aufnahme von Flügeln des Gasfördermittels angeordnet. Hier ist bei ei­ ner großen axialen Baulänge ein weiter axialer Abstand der Wuchtmassen möglich. Ein hinreichend großes Drehmoment kann leicht bewirkt werden. Das Gasfördermittel ist an dieser zen­ tralen Aufnahme der Flügel besonders stabil. Störende Verwin­ dungen des Gasfördermittels infolge der Krafteinwirkung auf die Wuchtmassen können vermieden werden. Darüber hinaus ist die Anbringung an einer zentralen Aufnahme der Flügel strö­ mungstechnisch besonders günstig.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Wuchtmassen am Gasfördermittel verschiebbar angeordnet, und zwar insbesondere axial. Grundsätzlich könnten die Wuchtmas­ sen auch radial und/oder in Umfangsrichtung verschiebbar aus­ geführt sein. Durch verschiebbare Wuchtmassen wird eine Nach­ einstellung des Drehmoments während der Lebensdauer des Ge­ bläses ermöglicht. Das Gebläse kann je nach seinem Abnut­ zungszustand stets geräuschminimierend eingestellt werden.

Die das Drehmoment bewirkende Massenverteilung kann jedoch auch vorteilhaft an das Gasfördermittel angeformt sein. Ein eigener Arbeitsgang, wie beispielsweise das Anbringen von Wuchtmassen; wird eingespart. Dies ist vorzugsweise ferti­ gungstechnisch möglich, wenn das Gasfördermittel ein Spritz­ gußteil ist, und die Massenverteilung an dem Gasfördermittel angespritzt ist. Dabei können auch - analog zum Anbringen einzelner Wuchtmassen - abgegrenzte Bereiche als Wuchtmassen an dem Gasfördermittel angespritzt sein.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Gasfördermittel als Lüfterrad ausgebildet. Lüfterräder haben gegenüber Ventilatoren den Vorzug, daß sie einen gleichmäßi­ gen Luftstrom erzeugen, und gegenüber Turbinen zeichnen sie sich durch vergleichsweise einfachen Aufbau aus.

Die erfindungsgemäße Lösung kann bei zahlreich verschiedenen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Gebläsen eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft eignet sich jedoch die erfin­ dungsgemäße Lösung bei einem Gebläse für einen Brennkraftma­ schinenkühler, der in der Regel eine starke Körperschallan­ kopplung aufweist.

Zeichnung

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbe­ schreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombinati­ on. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Lüfterrad eines Brennkraftmaschinenkühlge­ bläses mit zwei an der Lüfterradnabe angeord­ neten Wuchtmassen von vorn,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 eine Prinzipskizze der Wuchtmassenanordnung in einer die Lüfterradachse beinhaltenden Ebene.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Fig. 1 zeigt ein Gasfördermittel in der Form eines Lüfterrads 10 eines Brennkraftmaschinenkühlgebläses. An einer zentralen Radnabe 12 sind sieben Flügel 14 angeordnet. An ihren radial äußeren Enden sind die Flügel 14 durch einen Ring 16 verbun­ den. Die sieben Flügel 14 erzeugen durch ihre Profilgebung einen gleichmäßigen Luftstrom durch einen nicht dargestellten Kühler einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs.

An der Radnabe 12 sind an einer Zylindermantelfläche 18 zwei Wuchtmassen 20, 22 angeordnet. Die Wuchtmassen 20, 22 sind in axialer Richtung betrachtet diametral gegenüberliegend ange­ ordnet bzw. sind in Umfangsrichtung um 180° zueinander ver­ setzt angeordnet. Dies hat zur Folge, daß das Lüfterrad 10 in einer Ebene senkrecht zu seiner Rotationsachse 26 mit Ausnah­ me von durch Fertigungstoleranzen bedingter Unwucht in der Wucht ist, d. h. der Schwerpunkt 24 des Lüfterrads 10 liegt auf dessen Achse. Damit wird vermieden, daß das Lüfterrad 10 beim Rotieren in radialer Richtung hin und her schlägt. Eine Wuchtmasse 20 liegt in axialer Richtung vor und eine Wucht­ masse 22 liegt in axialer Richtung nach dem Schwerpunkt 24 des Lüfterrads 10 (Fig. 2).

Dreht sich das Lüfterrad 10, wirken auf die Wuchtmassen 20, 22 Zentrifugalkräfte. ₁ und ₂. Das Vektorprodukt des Orts­ vektors₁ bzw. ₂ des Abstands der jeweiligen Wuchtmasse 20, 22 vom Schwerpunkt 24 mit dieser Kraft₁, ₂ ergibt ein durch die jeweilige Wuchtmasse 20, 22 bedingtes Drehmoment ₁ bzw. ₂. Das gesamte Drehmoment beider Wuchtmassen 20, 22 berechnet sich demnach folgendermaßen:

= ₁ + ₂ = ₁ × ₁ + ₂ × ₂

Das Drehmoment steht - wie aus Fig. 3 ersichtlich - senkrecht zur Rotationsachse 26 des Lüfterrads 10. Das Lüfterrad 10 er­ fährt dadurch innerhalb seines Lagerspiels eine leichte Ver­ kippung. Das Lager des Lüfterrads 10 steht daher während ei­ ner Drehbewegung stets unter einer Vorspannung. Eine Ge­ räuschemission ausgehend vom Lüfterrad 10 wird reduziert.

Bezugszeichen

10

Lüfterrad

12

Radnabe

14

Flügel

16

Ring

18

Zylindermantelfläche

20

Wuchtmasse

22

Wuchtmasse

24

Schwerpunkt

26

Rotationsachse
₁

Zentrifugalkraft
₂

Zentrifugalkraft
₁

Ortsvektor
₂

Ortsvektor
₁

Drehmoment
₂

Drehmoment
Drehmoment

Claims (9)

1. Gebläse mit einem drehbaren Gasfördermittel (10), da­ durch gekennzeichnet, daß das Gasfördermittel (10) eine Mas­ senverteilung aufweist, die bei rotierendem Gasfördermittel (10) ein vordefiniertes Drehmoment senkrecht zur Rotati­ onsachse (26) erzeugt.

2. Gebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ei­ ne auf eine Ebene senkrecht zur Rotationsachse (26) des Gas­ fördermittels (10) projizierte Massenbelegung des Gasförder­ mittels (10) innerhalb des Toleranzbereichs fertigungsbeding­ ter Unwucht in der Wucht ist.

3. Gebläse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmoment durch zumindest zwei in Umfangsrichtung versetzt angeordnete Wuchtmassen (20, 22) bewirkt ist, von denen in axialer Richtung eine vor und eine nach einem Schwerpunkt (24) des Gasfördermittels (10) angeordnet ist.

4. Gebläse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wuchtmassen (20, 22) um 180° versetzt angeordnet sind.

5. Gebläse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wuchtmassen (20, 22) an einer zentralen Aufnahme von Flügeln (14) des Gasfördermittels (10) angeordnet sind.

6. Gebläse nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Wuchtmassen (20, 22) verschiebbar ange­ ordnet sind.

7. Gebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die das Drehmoment bewirkende Massenver­ teilung an das Gasfördermittel (10) angeformt ist.

8. Gebläse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasfördermittel (10) ein Spritzgußteil ist und die Massenver­ teilung an dem Gasfördermittel (10) angespritzt ist.

9. Gebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasfördermittel (10) ein Lüfterrad ist.