DE10109299B4

DE10109299B4 - Ventilator für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE10109299B4
Application number: DE2001109299
Authority: DE
Inventors: Jean-Marie Gassmann
Original assignee: Faurecia Bloc Avant SAS
Current assignee: Faurecia Cooling Systems SAS
Priority date: 2000-02-25
Filing date: 2001-02-26
Publication date: 2005-09-01
Anticipated expiration: 2021-02-27
Also published as: FR2805573A1; DE10109299A1; FR2805573B1

Abstract

Ventilator (3) für Kraftfahrzeuge, mit einem Flügelrad (5) mit zentraler Nabe (7), einer Antriebswelle (6) zur Drehung des Flügelrades (5) um eine Drehachse (A) und Mitteln (11, 30) zur Befestigung der Nabe (7) auf der Antriebswelle (6), dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel einen Träger (11), der fest mit der Antriebswelle (6) verbunden ist, und ein Axialverriegelungs-Organ (30) umfassen, daß die Nabe (7) des Flügelrades zwischen dem Träger (11) und dem Verriegelungsorgan (30) eingespannt ist und daß der Träger (11) mit exzentrischen Bolzen (15) versehen ist, die in Erweiterungen (35) von Öffnungen des Verriegelungsorgans (30) eintreten und dieses in bezug auf den Träger (11) axial festlegen, wenn das Verriegelungsorgan (30) in bezug auf den Träger (11) um die Drehachse (A) aus einer Montageposition des Verriegelungsorgans in die Verriegelungsposition des Flügelrades (5) verdreht worden ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ventilator für Kraftfahrzeuge, mit einem Flügelrad mit einer zentralen Nabe, einer Antriebswelle zur Drehung des Flügelrades um eine Drehachse und Mitteln zur Befestigung der Nabe auf der Antriebswelle.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Gruppe Ventilator-Antriebsmotor.
Eine derartige Gruppe Ventilator-Antriebsmotor umfaßt einen Ventilator der genannten Art und einen Antriebsmotor, dessen Ausgangswelle die Antriebswelle für ein Flügelrad bildet. Eine derartige Gruppe bewirkt eine Luftzirkulation im Kühler des Kühlkreises des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs.
Die Montage des Flügelrades auf der Antriebswelle wird erreicht mit Hilfe einer Aufnahme in der Nabe des Flügelrades, in die ein erstes Ende der Antriebswelle eingeschoben wird. Dieses erste Ende gewährleistet die Zentrierung des Flügelrades auf der Antriebswelle, jedoch zugleich eine Festlegung der Nabe des Flügelrades auf der Antriebswelle in Drehrichtung aufgrund von komplementären Abflachungen am Ende der Antriebswelle und der Aufnahme. Der Boden der Aufnahme wird von einer axialen Öffnung durchdrungen, durch die sich eine Befestigungsschraube erstreckt, die in eine axiale Gewindebohrung im Zentrum des ersten Endes der Antriebswelle eingeschraubt ist.
Diese Befestigungsschraube zieht den Boden der Aufnahme in Axialrichtung gegen das erste Ende der Welle und befestigt das Flügelrad in Axialrichtung in bezug auf die Antriebswelle.
Das erste Ende der Antriebswelle weist eine radial-äußere Abschrägung auf, sowie eine radial-innere Abschrägung um die Gewindebohrung herum, die die Befestigungsschraube aufnimmt.
Folglich ist die Anlagefläche des Flügelrades an der Antriebswelle klein, und bei erhöhten Drehzahlen entstehen Kippbewegungen des Flügelrades in bezug auf die Achse senkrecht zur Drehachse der Antriebswelle. Diese Kippbewegungen oder dynamischen Stöße führen zu Unwuchten, die die Gruppe Ventilator-Motor beschädigen können.

Die U.S. 5,871,335 A zeigt und beschreibt ein Kühlgebläse in Verbindung mit einem Motor, dessen Flügelrad an einer Adapterplatte mit radialen Vorsprüngen angebracht werden kann, die hinterschnittene Ausnehmungen besitzt. Das Flügelrad kann an der Adapterplatte nach Art eines Bajonett-Verschlusses festgelegt werden.

Die EP 0 826 884 A2 betrifft einen Lüfter mit einem Lüfterrad, das mit Hilfe eines Mitnahmeelements mit einer Antriebswelle drehfest verbunden werden kann. Das Mitnahmeelement soll wenigstens eine axiale und wenigstens eine radiale Anlagefläche aufweisen, an der das Lüfterrad mit wenigstens einer axialen und einer radialen Anlagefläche anliegt.

Die Erfindung ist darauf gerichtet, dieses Problem zu überwinden und einen Ventilator der zuvor genannten Art zu schaffen, bei dem die Risiken der Entstehung von Unwuchten reduziert sind.

Zu diesem Zweck hat die Erfindung einen Ventilator für Kraftfahrzeuge mit einem Flügelrad zum Gegenstand, das eine zentrale Nabe aufweist, mit einer Antriebswelle zur Drehung des Flügelrades um eine Drehachse und Befestigungsmitteln zur Befestigung der Nabe auf der Antriebswelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel einen Träger umfassen, der mit der Antriebswelle fest verbunden ist, sowie ein Axialverriegelungs-Organ, das die Nabe des Flügelrades zusammen mit dem Träger einspannt, und daß der Träger mit exzentrischen Bolzen versehen ist, die in Ausnehmungen des Verriegelungsorgans zur axialen Festlegung in bezug auf den Träger aufgenommen sind, wenn das Verriegelungsorgan um die Drehachse aus einer Montageposition in eine Verriegelungsposition des Flügelrades gedreht worden ist.

Entsprechend besonderen Ausführungsformen kann der Ventilator eines oder mehrere der folgenden Merkmale isoliert oder in allen technisch möglichen Kombinationen aufweisen:

– Der Träger kann einen Zentrierkern für die Nabe des Flügelrades in bezug auf die Drehachse aufweisen, welcher Zentrierkern durch die Nabe aufgenommen wird;
– Die Bolzen sind Antriebsbolzen zur Drehung des Flügelrades, die Durchlässe der Nabe des Flügelrades durchlaufen;
– Der Träger umfaßt eine quergerichtete Platte, gegen die die Nabe des Flügelrades in Axialrichtung anliegt, welche Platte sich radial nach außen von der Antriebswelle aus erstreckt;
– Die Vorrichtung umfaßt wenigstens ein Sperrorgan für die Drehung des Verriegelungsorgans in seiner Verriegelungsposition;
– Das Sperrorgan ist ein Anschlag, der das Verregelungsorgan automatisch sperrt, wenn dieses aus der Montageposition in die Verriegelungsposition gedreht ist;
– Der Anschlag wird automatisch angelegt, während das Verriegelungsorgan aus seiner Montageposition in die Verriegelungsposition gedreht wird, wenn einer der Bolzen in das Verriegelungsorgan eingeschoben wird, wobei der Bolzen in eine Halte-Erweiterung eintritt;
– Die Bolzen sind in Umfangsrichtung im wesentlichen gleichmäßig in bezug auf die Achse verteilt;
– Das Verriegelungsorgan ist eine im wesentlichen dreieckige Platte;
– Das Flügelrad weist eine Drehrichtung auf, die der Drehrichtung des Verriegelungsorgans aus der Montageposition in die Verriegelungsposition entspricht;

Die Erfindung soll anschließend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben werden:

1 ist eine schematische Darstellung des vorderen Blocks eines Kraftfahrzeugs mit einer Gruppe Ventilator-Motor gemäß der Erfindung;

2 ist eine schematische perspektivische Darstellung der Verbindung zwischen der Antriebswelle und dem Flügelrad der Gruppe Ventilator-Motor gemäß 1;

3 ist eine schematische perspektivische Darstellung in weiter vergrößertem Maßstab und zeigt das Ende der Antriebswelle vor der Montage des Flügelrades;

4 ist eine schematische Teildarstellung und veranschaulicht einen ersten Schritt bei der Montage des Flügelrades auf der Antriebswelle;

5 ist eine schematische Teildarstellung eines letzten Schrittes der Montage des Flügelrades auf der Antriebswelle.

In 1 ist schematisch ein vorderer Block eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor 1, einem Kühler 2 für den Motor 1 und einer Gruppe 3 Ventilator-Motor gezeigt, die einen Antriebsmotor 4 zur Drehung eines Flügelrades 5 umfaßt, das auf einer Ausgangswelle 6 des Motors befestigt ist.

Das Flügelrad 5 wird um eine Drehachse A im Drehsinne des Pfeils R in 2 gedreht.

Wie 2 zeigt, umfaßt das Flügelrad 5 eine zentrale Nabe 7, einen Außenring 8 und Flügel 9, die den Außenring 8 und die Nabe 7 verbinden. Die Flügel 9 sind in gleichen Winkelabständen um die Achse A des Flügelrades 5 herum verteilt.

Das Flügelrad 5 ist am vorderen oder ersten Ende 10 der Welle 6 befestigt, wie aus der Beschreibung des Montageverfahrens zur Montierung des Flügelrades 5 auf der Welle 6 hervorgehen wird, die unten folgen wird.

Wie in 3 gezeigt ist, trägt das vordere Ende 10 der Welle 6 einen Flügelradträger 11. Der Flügelradträger 11 umfaßt eine kreisförmige Platte 12, die mit drei Öffnungen 13 versehen ist, die zueinander um 120° versetzt angeordnet sind, einen kreisförmigen, zentralen Kern 14 und drei exzentrische Bolzen 15, die von der Platte 12 vorspringen.

Die Platte 12 und der kreisförmige Kern 14 werden durchdrungen von dem vorderen Ende 10 der Welle 6.

Die Bolzen 15 sind in gleichen Winkelabständen um 120° zueinander versetzt und jeweils in einem Winkelabstand von etwa 60° zwischen zwei Öffnungen 13 angeordnet.

Jeder Bolzen 15 weist eine im wesentlichen kreiszylindrische Form mit einer Achse parallel zur Achse A auf und besitzt eine mittlere Abflachung 16 auf der der Achse A zugewandten Seite.

Das vordere Ende jedes Bolzens 15 hat eine nach vorne abgeflachte zylindrische Form und besitzt daher einen Rand 18, der sich von der entsprechenden Abflachung 16 bis zur Achse A erstreckt.

Der Träger 11 besteht aus einem Stück, beispielsweise aus gesintertem Metall.

Das vordere Ende 10 der Welle 6 ist in den Träger 11 eingesteckt, beispielsweise eingepreßt, und zwar derart, daß beide in Axialrichtung und in Drehrichtung fest miteinander verbunden sind.

Wie 4 zeigt, umfaßt die Nabe 7 des Flügelrades 5 einen zentralen, kreisförmigen, ebenen Bereich 21, der axial hinter einem ringförmigen, umlaufenden Rand 22 liegt. Der Bereich 21 weist eine zentrale, kreisförmige Öffnung 23 auf, deren Durchmesser dem Außendurchmesser des Zentrierkerns 14 entspricht.

Der Bereich 21 bildet im übrigen drei kreisförmige, exzentrische Öffnungen 24, die in bezug aufeinander um jeweils 120° im Winkel versetzt sind.

Der Durchmesser der Öffnungen 24 entspricht dem Durchmesser der Bolzen 15.

Der Bereich 21 ist im übrigen mit einer Sperrklinke 26 versehen, die von dem Bereich 21 nach vorne vorspringt und aus dem Material des Bereichs 21 besteht. Die Sperrklinke 26 befindet sich in der Nähe der Öffnung 24, die oben in 4 gezeigt ist. Die Sperrklinke 26 befindet sich unmittelbar hinter der Öffnung 24 in bezug auf die Drehrichtung R des Flügelrades 5.

Die Sperrklinke 26 bildet nacheinander, ausgehend von der Öffnung 24 in Drehrichtung R, eine Fläche 27, die im wesentlichen senkrecht zur Achse A steht, eine Rampenfläche 28, die nach vorne geneigt ist, und eine im wesentlichen parallel zur Achse A verlaufende Fläche 29.

Zum Montieren des Flügelrades 5 an der Welle 6 wird der Kern 14 des Trägers 11 in die zentrale Öffnung 23 der Nabe 7 eingeschoben, und die Bolzen 15 werden in die Öffnungen 24 der Nabe 7 eingeführt.

Der Kern 14 gewährleistet jetzt die Zentrierung des Flügelrades 5 in bezug auf die Antriebswelle 6 und in bezug auf die Drehachse A.

Das vordere Ende 17 und ein vorderer Kegelstumpf an der Abflachung 16 jedes Bolzens 15 treten nunmehr nach vorne in bezug auf den Bereich 21 der Nabe 7 aus, wie es in 4 gezeigt ist.

Andererseits treten der Zentrierkern 14 und das vordere Ende der Welle leicht in bezug auf den Bereich 21 zurück.

Die Sperrklinke 26 befindet sich jetzt oberhalb der Abflachung 16 des oberen Bolzens 15.

Die Nabe 7 und die Welle 6 sind jetzt in Drehrichtung aufgrund der Bolzen 15 fest miteinander verbunden. Die Bolzen 15 übertragen mit der Montage des Flügelrades 5 auf der Welle 6 die Drehbewegung der Welle 6 auf das Flügelrad.

Zum Abschluß der Montage des Flügelrades 5 auf der Welle 6 und damit zur axialen Festlegung wird eine Riegelplatte 30 verwendet, die in 2 und 5 gezeigt ist.

Diese Riegelplatte 30 hat eine insgesamt dreieckige Form und weist eine kreisförmige, zentrale Öffnung 31 sowie drei exzentrische Öffnungen 32 auf, die untereinander identisch und um 120° im Winkel in bezug auf die Achse A versetzt sind.

Jede der Öffnungen 32 umfaßt eine kreisförmige Öffnung 33, die in bezug auf eine Ecke 34 der Platte 30 angeordnet ist, und eine Erweiterung 35 mit verringerter radialer Abmessung, die der Öffnung 33 im Drehsinne R des Flügelrades 5 vorausgeht. Die Öffnungen 33 sind in 2 gezeigt. Jede Öffnung 33 hat einen Durchmesser, der dem Durchmesser der Bolzen 15 entspricht.

Das Ende 36 jeder Erweiterung 35 hat einen Verlauf, der dem Profil eines halben Querschnitts der Bolzen 15 entspricht.

Zur Beendigung der Montage des Flügelrades 5 auf der Welle 6 wird die Platte 30 so angesetzt, daß die Öffnungen 33 auf die vorderen Enden 17 der Bolzen 15 ausgerichtet sind. Sodann werden die Bolzen 15 in die Öffnungen 33 eingeschoben, und die Platte 30 wird gegen den Bereich 21 der Nabe 7 des Flügelrades 5 gedrückt. Der Bereich 21 liegt jetzt zwischen der Platte 30 und der Platte 12. Dabei wird das Material des Bereichs 21 elastisch zusammengepreßt.

Die Platte 30 befindet sich nunmehr in der in 5 gezeigten Position.

Um die Platte 30 in ihre Verriegelungsposition zum Verriegeln des Flügelrades 5 zu bringen, die in 2 gezeigt ist, wird die Platte wie bei einem Bajonettverschluß in bezug auf die Welle 6 im Drehsinne R gedreht, bis die Bolzen 15 gegen das Ende 36 der Erweiterung 35 anliegen, deren Form komplementär ist.

Während der Verriegelung durch Drehung bewirkt die Rampenfläche 28 der Sperrklinke 26 eine örtliche Anhebung der Platte 30, bis die Sperrklinke 26 durch die Öffnung 33 bzw. 32, die oben in 2 und 5 gezeigt ist, aufgenommen worden ist.

Die Sperrklinke blockiert nunmehr durch Anliegen ihrer Haltefläche 29 gegen den Rand der entsprechenden Öffnung 33 die Drehung der Platte 30 in bezug auf den Träger 11 im Sinne entgegen der Drehrichtung R. Die Sperrklinke blokkiert daher die Platte 30 in ihrer Verriegelungsposition zum Verriegeln des Flügelrades 5 auf der Welle 6.

Im übrigen liegen die Ränder 18 der Bolzen 15 gegen die inneren Ränder an, die die Erweiterungen 35 der Platte 30 begrenzen, und halten diese in Axialrichtung in bezug auf die Platte 12.

Die Nabe 7 des Flügelrades wird nunmehr zwischen der Verriegelungsplatte 30 und der Platte 12 gehalten und liegt axial mit ihrem Bereich 21 gegen die Platte 12 an.

Die Nabe 7 liegt in Axialrichtung gegen einen Bereich der Platte 12 an, dessen Oberfläche leicht oberhalb der Fläche des vorderen Endes 10 der Welle 6 angeordnet ist. Dies beruht auf den exzentrischen Bolzen 15.

Das Risiko, daß es zu einer Kippbewegung des Flügelrades 5 um eine Achse senkrecht zur Achse A kommt, ist daher begrenzt. Folglich sind die Risiken dynamischer Stöße des Flügelrades, die eine Unwucht zur Folge haben können, ebenfalls gering.

Die Antriebsverbindung zur Drehung des Flügelrades 5, dessen Zentrierung und dessen Verriegelung auf der Welle 6 sind zufriedenstellend. Im übrigen benötigt das vordere Ende 10 der Welle 6 keine besondere Bearbeitung, und die Bolzen 15 und die Platte 30 befinden sich in einer begrenzten Ausnehmung, die durch den Bereich 21 und den Rand 22 eingeschlossen ist, und ragen nicht nach vorne in bezug auf den Rand 22 hinaus.

Im übrigen ist die Montage des Flügelrades 5 auf der Welle 6 relativ einfach. Die Verriegelung der Platte 30 in ihrer Position erfolgt automatisch, wenn die Platte 30 in die Verriegelungsposition gebracht wird.

Die Dreiecksform der Platte 30 gestattet es, diese gut zu erfassen, so daß die Montage des Flügelrades 5 auf der Welle 6 weiter erleichtert wird.

In einer nicht gezeigten Abwandlung können mehrere Sperrklinken 26 in der Nähe jeder Öffnung 33 der Platte 30 vorgesehen sein.

Claims

Ventilator (3) für Kraftfahrzeuge, mit einem Flügelrad (5) mit zentraler Nabe (7), einer Antriebswelle (6) zur Drehung des Flügelrades (5) um eine Drehachse (A) und Mitteln (11, 30) zur Befestigung der Nabe (7) auf der Antriebswelle (6), dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel einen Träger (11), der fest mit der Antriebswelle (6) verbunden ist, und ein Axialverriegelungs-Organ (30) umfassen, daß die Nabe (7) des Flügelrades zwischen dem Träger (11) und dem Verriegelungsorgan (30) eingespannt ist und daß der Träger (11) mit exzentrischen Bolzen (15) versehen ist, die in Erweiterungen (35) von Öffnungen des Verriegelungsorgans (30) eintreten und dieses in bezug auf den Träger (11) axial festlegen, wenn das Verriegelungsorgan (30) in bezug auf den Träger (11) um die Drehachse (A) aus einer Montageposition des Verriegelungsorgans in die Verriegelungsposition des Flügelrades (5) verdreht worden ist.
Ventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (11) einen Zentrierkern (14) für die Nabe (7) des Flügelrades zur Zentrierung in bezug auf die Achse (A) umfaßt, welcher Zentrierkern (14) von der Nabe (7) aufgenommen wird.
Ventilator gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (15) Antriebsbolzen für die Drehung des Flügelrades (5) sind, die Durchlässe (24) der Nabe (7) des Flügelrades durchlaufen.
Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (11) eine quergerichtete Platte (12) umfaßt, gegen die die Nabe (7) des Flügelrades axial anliegt, welche Platte (12) sich radial nach außen von der Antriebswelle aus erstreckt.
Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Sperrorgan (26) zur Sperrung der Drehung des Verriegelungsorgans (30) in der Verriegelungsposition vorgesehen ist.
Ventilator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrorgan (26) ein Anschlag ist, der automatisch in die Sperrposition für das Verriegelungsorgan (30) gelangt, wenn das Verriegelungsorgan aus der Montageposition in die Verriegelungsposition gedreht wird.
Ventilator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrorgan (26) aktiviert wird, während das Verriegelungsorgan (30) aus der Montageposition in die Verriegelungsposition gedreht wird, und in eine Öffnung (33) einer der Bolzen (15) im Verriegelungsorgan eingreift, welche Öffnung durch eine Erweiterung (35) verlängert ist.
Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (15) im gleichen Winkelabstand um die Achse (A) herum verteilt sind.
Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungsorgan (30) eine etwa dreieckige Platte ist.
Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Flügelrad (5) durch die Antriebswelle in Drehrichtung (R) entsprechend dem Drehsinn des Verriegelungsorgan (30) bei der Drehung von der Montageposition in die Verriegelungsposition drehbar ist.