DE102009002030A1

DE102009002030A1 - Doppelgebläse für einen Wärmeübertrager,insbesondere Kühlmittelkühler eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102009002030A1
Application number: DE102009002030A
Authority: DE
Inventors: Jochen Goehre; Asli Arslan-Huerst; Klaus Linnenbrock; Joerg Eigenmann; Thomas Helming
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2010-10-07
Also published as: EP2414651A1; JP2012522167A; WO2010112248A1; US20120063887A1; CN102369342A

Abstract

Es ist bekannt, zur Motorkühlung von Kraftfahrzeugen Doppelgebläse einzusetzen. Diese erzeugen einen Luftstrom, der dann zur Kühlung eines Wärmeübertragers, insbesondere Kühlmittelkühler für Kraftfahrzeuge, dient. Das Doppelgebläse zeichnet sich dabei durch eine optimale Ausnutzung der zu kühlenden Fläche des Kühlmittelkühlers aus, um so eine möglichst hohe Kühlleistung erreichen zu können. Der Aufbau des Doppelgebläses erfolgt bisher so, dass für einen jeden Lüfter ein eigener elektrischer Motor vorgesehen ist. Das Doppelgebläse (1) für einen Wärmeübertrager (2), insbesondere Kühlmittelkühler eines Kraftfahrzeugs, weist einen ersten Lüfter (4) und einen zweiten Lüfter (5) auf. Erfindungsgemäß treibt der erste angetriebene Lüfter (4) über ein an seiner Mantelfläche (11) und einer Mantelfläche (12) des zweiten Lüfters (5) vorgesehenes Übertragungselement (10) den zweiten Lüfter (5) an. Das Doppelgebläse ist für einen Wärmeübertrager, insbesondere Kühlmittelkühler eines Kraftfahrzeugs, vorgesehen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Doppelgebläse für einen Wärmeübertrager, insbesondere Kühlmittelkühler eines Kraftfahrzeugs, das einen ersten Lüfter und einen zweiten Lüfter aufweist.
Stand der Technik
Es ist bekannt, zur Motorkühlung von Kraftfahrzeugen Doppelgebläse einzusetzen. Diese erzeugen einen Luftstrom, der dann zur Kühlung eines Wärmeübertragers, insbesondere Kühlmittelkühler für Kraftfahrzeuge, dient. Das Doppelgebläse zeichnet sich dabei durch eine optimale Ausnutzung der zu kühlenden Fläche des Kühlmittelkühlers aus, um so eine möglichst hohe Kühlleistung erreichen zu können. Der Aufbau des Doppelgebläses erfolgt bisher so, dass für einen jeden Lüfter ein eigener elektrischer Motor vorgesehen ist.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Doppelgebläse für einen Wärmeübertrager, insbesondere Kühlmittelkühler eines Kraftfahrzeugs hat demgegenüber den Vorteil eines deutlich vereinfachten und kompakteren Aufbaus und insbesondere, dass sich die Herstellungskosten stark reduzieren lassen. So kann auf einen bisher notwendigen zweiten elektrischen Motor verzichtet werden. Vorteilhafterweise lässt sich überdies auch die Geräuschentwicklung des Doppelgebläses insgesamt verringern.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.
So kann in einfacher Art und Weise ein Übertragungselement von einer an der Mantelfläche des ersten Lüfters ausgebildeten ersten Verzahnung und einer an der Mantelfläche des zweiten Lüfters entsprechend ausgebildeten zweiten Verzahnung gebildet sein, die beide zur Drehmomentübertragung ineinander eingreifen.
Eine gute Drehmomentübertragung kann auch erzielt werden, wenn das Übertragungselement von einem die erste Mantelfläche umgebenden ersten Umfangselement und einem die zweite Mantelfläche umgebenden zweiten Umfangselement gebildet ist, welche beide mittels Reibschluss und/oder mittels Formschluss eine Drehmomentübertragung ermöglichen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann das erste und zweite Umfangselement aus Riemen- bzw. Gummielementen bestehen, die über die Mantelfläche der Lüfter gespannt sind und beide aneinander anliegend durch Reibschluss eine Drehmomentübertragung ermöglichen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das erste und zweite Umfangselement aus Reibbeschichtungen bestehen, die auf den Mantelflächen der Lüfter entsprechend aufgetragen sind und durch Reibschluss eine Drehmomentübertragung ermöglichen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das erste und zweite Umfangselement aus Zahnriemen bestehen, die über die Mantelfläche der Lüfter gespannt sind und außenseitig mit ihrem Profil ineinander eingreifen und durch Formschluss eine Drehmomentübertragung ermöglichen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das erste und zweite Umfangselement aus Profilbeschichtungen bestehen, die auf den Mantelflächen der Lüfter aufgetragen sind und durch Formschluss eine Drehmomentübertragung ermöglichen.
Produktionstechnisch vorteilhaft ist es, die Profilbeschichtungen einfach auf die Mantelflächen aufzusprühen.
Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert und anhand der Zeichnung weiter verdeutlicht.
Es zeigen:
1 eine vereinfachte Draufsicht auf das erfindungsgemäße Doppelgebläse, wobei mit A gestrichelt umrandet eingezeichnet ein Übertragungsbereich angedeutet wird,
2 in vergrößerter Darstellung den Übertragungsbereich A mit Blickrichtung von vorn auf die Zähne einer vorgesehenen Verzahnung für die Lüfter,
3 den Übertragungsbereich A mit Blickrichtung auf die Mantelfläche bzw. dem Lüfterband des Lüfters gemäß einer alternativen Ausführung,
4 den Übertragungsbereich A mit Blickrichtung auf die Mantelfläche bzw. dem Lüfterband des Lüfters gemäß einer weiteren alternativen Ausführung,
5 eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen Doppelgebläses, bei dem Riemen- bzw. Gummielemente vorgesehen sind und
6 eine weitere Ausführung des erfindungsgemäßen Doppelgebläses, bei dem Zahnriemen vorgesehen sind.
Ausführungsformen der Erfindung
In 1 ist in Draufsicht ein erfindungsgemäßes Doppelgebläse 1 für einen Wärmeübertrager 2 gezeigt. Der Wärmeübertrager 2, auch Wärmetauscher genannt, ist beispielsweise ein konventioneller Kühlmittelkühler eines Kraftfahrzeugs, wie er üblicherweise zur Motorkühlung vorgesehen ist. Das Doppelgebläse 1 weist zwei Lüfter 4, 5 auf, wobei ein angetriebener erster Lüfter 4 in bekannter Weise auf einem elektrischen Motor montiert ist. Der elektrische Motor ist in 1 durch ein Quadrat 6 schematisch gekennzeichnet. Der zweite Lüfter 5 ist auf einen vorgesehenen Lagerbock 7 montiert, der in 1 durch einen Kreis schematisch gekennzeichnet ist. Beide Lüfter 4, 5 sind so angeordnet, dass sie sich vorzugsweise in der Mitte (Schnittpunkt der Diagonale) des rechteckförmigen Wärmeübertrages 2 umfangsseitig an einer einzigen Stelle berühren. Diese Stelle bzw. der Übertragungsbereich ist in 1 gestrichelt umrandet mit A gekennzeichnet.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, den zweiten Lüfter 5 direkt über den vom elektrischen Motor 6 angetriebenen ersten Lüfter 4 anzutreiben, so dass für den zweiten Lüfter 5 ein Zwangsantrieb gegeben ist. Der zweite Lüfter 5 läuft mit dem ersten Lüfter 4 einfach mit. Durch das Mitlaufen des zweiten freilaufenden Lüfters 5 ist es nun möglich, auf einen bisher notwendigen separaten elektrischen Antrieb bzw. Motor für den zweiten Lüfter 5 zu verzichten und diesen durch eine einfache Lagerstelle zu ersetzen. Durch diese Konstruktion können ca. ¾ der Kosten für einen ansonsten notwendigen zweiten elektrischen Motor des zweiten Lüfters 5 eingespart werden. Ca. ¼ der eingesparten Kosten nehmen jedoch die Zusatzaufwendungen für den Lagerbock 7 und die konstruktiven Maßnahmen an beiden Lüftern 4, 5 auf. Vorteilhaft ist außerdem, dass auf eine Konstruktion der beiden Gebläse 4, 5 in einer gemeinsamen Zarge verzichtet werden kann.
Für den Zwangsantrieb des zweiten Lüfters 5 sind hierzu mehrere Möglichkeiten gegeben. Gemeinsam ist ein Übertragungselement 10 zwischen den Lüftern 4, 5, welches die Übertragung des Drehmoments des ersten Lüfters 4 auf den zweiten Lüfter 5 übernimmt. Das Übertragungselement 10 ist dabei erfindungsgemäß an einer Mantelfläche 11 des ersten Lüfters 4 und einer Mantelfläche 12 des zweiten Lüfters 5 vorgesehen bzw. ausgebildet. Wie die 2 in vergrößerter Darstellung den Übertragungsbereich A mit Blickrichtung von vorn näher zeigt, kann das Übertragungselement 10 in Form einer Verzahnung, einer ersten Verzahnung 15 für den ersten Lüfter 4 und einer zweiten Verzahnung 16 für den zweiten Lüfter 5, ausgebildet sein. Mittels des Übertragungselements 10 bzw. der Verzahnung 15, 16 kann eine Umfangskraft und eine Normalkraft vom ersten Lüfter 4 auf den zweiten Lüfter 5 möglichst geräuschfrei übertragen werden. Sowohl an der Mantelfläche 11 des ersten Lüfters 4 als auch an der Mantelfläche 12 des zweiten Lüfters 5 ist jeweils eine Verzahnung 15, 16 ausgebildet, wonach zwei ineinandergreifende Zahnräder eines Getriebes vorliegen.
Das Profil der Verzahnung 15, 16 kann dabei dem eines Zahnrades entsprechen, wie es die 3, einer Darstellung des Übertragungsbereich A mit Blickrichtung auf die Mantelfläche 11 des Lüfters 4, näher zeigt. Möglich ist aber auch, wie es die 2, einer Darstellung des Übertragungsbereich A mit Blickrichtung auf die Mantelfläche 11 des Lüfters 4 näher zeigt, für das Profil eine wechselnde, in Umfangsrichtung versetzte Verzahnung 15 mit entsprechend versetzten Zähnen vorzusehen. In komplementärer Weise wäre dann auch die Verzahnung 16 für den zweiten Lüfter 5 auszubilden.
Die zumindest abschnittsweise zylindrische Mantelfläche 11, 12 eines jeden Lüfters 4, 5 umgibt seine Schaufeln 7, 8 außenseitig, die daher auch als Außenband oder Lüfterband bezeichnet werden kann. Bei den Lüftern 4, 5 handelt es sich vorzugsweise um Axiallüfter, die aufgrund der zylindrischen Mantelfläche 11, 12 auch als Mantellüfter bezeichnet werden können. Das die Schaufeln 7, 8 umgebende Außenband 11, 12 ist üblicherweise vorgesehen, um Luftturbulenzen der Lüfterblätter bzw. Schaufeln 7, 8 reduzieren zu können.
In einer Abwandlung kann das Übertragungselement 10 auch von einem die erste Mantelfläche 11 umgebenden ersten Umfangselement 21 und einem die zweite Mantelfläche 12 übergebenden zweiten Umfangselement 22 gebildet sein, welche dann mittels Reibschluss und/oder mittels Formschluss eine Drehmomentübertragung ermöglichen. So kann in einer Ausführung gemäß 5 das erste und zweite Umfangselement 21, 22 aus Riemen- bzw. Gummielementen 25, 26 bestehen, die jeweils über die Mantelfläche 11, 12 der Lüfter 4, 5 gespannt sind und die dann aneinander leicht angepresst anliegend durch Reibschluss eine Drehmomentübertragung vom angetriebenen ersten Lüfter 4 hin zu dem zweiten Lüfter 5 bewerkstelligen.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das erste und zweite Umfangselement 21, 22 in Form einer nicht näher dargestellten Reibbeschichtung auszubilden, die auf die Mantelflächen 11, 12 quasi als zweite Schicht entsprechend aufgetragen sind und dann ebenfalls durch Anpressen beider Mantelflächen 11, 12 einen Reibschluss und damit eine Drehmomentübertragung vom angetriebenen ersten Lüfter 4 hin zu dem zweiten Lüfter 5 bewirken. Üblicherweise sind die Lüfter 4, 5 samt Außenband aus Kunststoff hergestellt. Die Reibbeschichtung kann beispielsweise einfach auf die Mantelflächen 11, 12 aufgesprüht sein.
Auch ist es denkbar, wie es die 6 zeigt, für das erste und das zweite Umfangselement 21, 22 Zahnriemen 27, 28 vorzusehen, die über die Mantelfläche 11, 12 der Lüfter 4, 5 gespannt sind und außenseitig mit ihrem Zahnprofil ineinander eingreifen, um durch Formschluss eine Drehmomentübertragung zu ermöglichen. Möglich ist auch, anstelle des Zahnriemens das entsprechende Profil selbst direkt auf die Mantelflächen 11, 12 aufzubringen. Hierzu können in 3 und 4 exemplarisch dargestellte Profilbeschichtungen als Verzahnung 15, 16 vorgesehen sein, die auf der Mantelfläche 11, 12 aufgetragen sind und durch Formschluss eine Drehmomentübertragung ermöglichen. In einfacher Art und Weise können die Profilbeschichtungen auf die Mantelflächen 11, 12 aufgesprüht sein, die danach zum Beispiel Strukturen gemäß 3 und 4 aufweisen.

Claims

Doppelgebläse für einen Wärmeübertrager, insbesondere Kühlmittelkühler eines Kraftfahrzeugs, das einen ersten Lüfter und einen zweiten Lüfter aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lüfter (4) angetrieben ist und über ein an seiner Mantelfläche (11) und einer Mantelfläche (12) des zweiten Lüfters (5) vorgesehenes Übertragungselement (10) den zweiten Lüfter (5) antreibt.
Doppelgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (10) von einer an der Mantelfläche (11) des ersten Lüfters (4) ausgebildeten ersten Verzahnung (15) und einer an der Mantelfläche (12) des zweiten Lüfters (5) entsprechend ausgebildeten zweiten Verzahnung (16) gebildet ist, die beide zur Drehmomentübertragung ineinander eingreifen.
Doppelgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungselement (10) von einem die erste Mantelfläche (11) umgebenden ersten Umfangselement (21) und einem die zweite Mantelfläche (12) umgebenden zweiten Umfangselement (22) gebildet ist, welche beide mittels Reibschluss und/oder mittels Formschluss eine Drehmomentübertragung ermöglichen.
Doppelgebläse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Umfangselement (21, 22) aus Riemen- bzw. Gummielementen (25, 26) bestehen, die über die Mantelfläche (11, 12) der Lüfter (4, 5) gespannt sind und beide aneinander anliegend durch Reibschluss eine Drehmomentübertragung ermöglichen.
Doppelgebläse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Umfangselement (21, 22) aus Reibbeschichtungen bestehen, die auf den Mantelflächen (11, 12) der Lüfter (4, 5) aufgetragen sind und durch Reibschluss eine Drehmomentübertragung ermöglichen.
Doppelgebläse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Umfangselement (21, 22) aus Zahnriemen (27, 28) bestehen, die über die Mantelfläche (11, 12) der Lüfter (4, 5) gespannt sind und außenseitig mit ihrem Profil ineinander eingreifen und durch Formschluss eine Drehmomentübertragung ermöglichen.
Doppelgebläse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Umfangselement (21, 22) aus Profilbeschichtungen bestehen, die auf den Mantelflächen (11, 12) der Lüfter (4, 5) aufgetragen sind und durch Formschluss eine Drehmomentübertragung ermöglichen.
Doppelgebläse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilbeschichtungen auf die Mantelflächen (11, 12) aufgesprüht sind.