DE102012209199A1

DE102012209199A1 - Lüftersystem für ein Kühlsystem einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE102012209199A1
Application number: DE102012209199A
Authority: DE
Inventors: Harold Bitzer; Andreas Mueller; Michael Schermann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2012-05-31
Publication date: 2013-12-05
Also published as: CN103452889A; US9062591B2; CN103452889B; US20130319353A1

Abstract

Lüftersystem 1 für ein Kühlsystem einer Brennkraftmaschine mit einer elektrischen Maschine 2 und einem Lüfterrad 3, wobei die elektrische Maschine 2 ein mittels eines Lagers 21, 22 drehbar gelagertes Polgehäuse 20 umfasst, wobei das Lüfterrad 3 mit dem Polgehäuse 20 der elektrischen Maschine 2 gekoppelt ist, wobei das Lüfterrad 3 ein erstes Eingriffselement 40 und das Polgehäuse 20 ein zum ersten Eingriffselement 40 korrespondierend ausgebildetes zweites Eingriffselement 50 aufweist, wobei die beiden Eingriffselemente 40, 50 derart ausgebildet sind, dass sie ineinander eingreifen, dass sie einen Lagersitz 221 für das Lager 21 des Polgehäuses 20 ausbilden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lüftersystem für ein Kühlsystem einer Brennkraftmaschine mit einer elektrischen Maschine und einem Lüfterrad, wobei die elektrische Maschine ein mittels eines Lagers drehbar gelagertes Polgehäuse umfasst, und wobei das Lüfterrad mit dem Polgehäuse der elektrischen Maschine gekoppelt ist.
Stand der Technik
Es sind Lüftersysteme mit einer als Außenläufer ausgebildeten elektrischen Maschine bekannt. Um ein Lüfterrad an einem Polgehäuse der elektrischen Maschine zu befestigen, ist üblicherweise ein sogenannter Fügedorn in der Montage der elektrischen Maschine zwischen einer Achse des Polgehäuses und dem Lüfter einzustecken, der nach einem Verschrauben des Lüfters mit dem Polgehäuse wieder abgezogen wird. Zwischen dem Fügedorn und der Achse bzw. zwischen dem Fügedorn und dem Lüfter ist hierfür ein Fügespiel notwendig. Dieses Fügespiel ist zusätzlich zu den Bauteiltoleranzen des Lüftersystems zu berücksichtigen und erhöht somit gleichzeitig das Radialspiel zwischen dem Lüfter und der Achse.
Offenbarung der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Lüftersystem mit geringeren Bauteiltoleranzen sowie mit einer verbesserten Befestigung des Lüfters an der elektrischen Maschine bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mittels Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Entsprechend weist das Lüfterrad ein erstes Eingriffselement und das Polgehäuse ein zum ersten Eingriffselement korrespondierend ausgebildetes zweites Eingriffselement auf, wobei die beiden Eingriffselemente derart ausgebildet sind, dass sie ineinander eingreifen, zumindest teilweise das Polgehäuse und das Lüfterrad miteinander koppeln und einen Lagersitz für das Lager des Polgehäuses der elektrischen Maschine bilden.
Dies hat den Vorteil, dass der Lüfter in seiner Montage einfach montiert und gleichzeitig auf den Montageprozess des Festschraubens des Lüfterrads am Polgehäuse der elektrischen Maschine verzichtet werden kann. Ferner kann das Lüfterrad leicht zentriert werden, so dass das Lüfterrad exakt in Richtung einer Rotationsachse der elektrischen Maschine ausgerichtet ist und somit eine geringe Geräuschanfälligkeit durch eine mögliche Umwucht aufweist. Auch wird die Gefahr des Anlaufens des Polgehäuses oder des Lüfters an weiteren Komponenten des Lüfters vermieden.
In einer weiteren Ausführungsform bilden die Eingriffselemente des Polgehäuses bzw. des Lüfterrads einen ringförmigen Lagersitz aus, der ausgelegt ist, ein Wälzlager oder ein Gleitlager aufzunehmen. Dies hat den Vorteil, dass ein Spritzgussprozess zur Befestigung des Gleitlagers vermieden wird und das Lüftersystem einfach und kostengünstig herstellbar ist.
Bevorzugterweise weist das Lüfterrad einen Anschlag auf, der ausgelegt ist, eine axiale Position des Lagers in wenigstens eine Richtung festzulegen.
In einer weiteren Ausführungsform weist die elektrische Maschine ein weiteres Lager auf, das im Polgehäuse angeordnet ist, wobei das weitere Lager zu dem oben genannten Lager derart angeordnet und ausgelegt ist, dass das Polgehäuse und das Lüfterrad drehbar gelagert und in ihren Positionen sowohl radial als auch axial festgelegt sind. Auf diese Weise kann auf einfache Weise die Position der drehbaren Elemente Polgehäuse und Lüfterrad bestimmt werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist das erste Eingriffselement als Aussparung oder Einbuchtung im Polgehäuse ausgebildet. Auf diese Weise kann das Polgehäuse bzw. das erste Eingriffselement einfach in einem Tiefziehverfahren bzw. in einem Spritzgussverfahren ausgebildet werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist das zweite Eingriffselement wenigstens eine Rippe auf, die ausgebildet ist, in das erste Eingriffselement, insbesondere in die Ausbuchtung oder Aussparung des ersten Eingriffselements, einzugreifen. Auf diese Weise kann eine einfache Kopplung des Lüfterrads mit dem Polgehäuse erfolgen.
In einer weiteren Ausführungsform sind wenigstens zwei Rippen vorgesehen, die in einem oberen Bereich durch wenigstens einen teilringförmigen Abschnitt verbunden sind. Auf diese Weise kann ein besonders stabiles zweites Eingriffselement bereitgestellt werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist eine Kopplungseinrichtung vorgesehen, die ein erstes Kopplungselement und ein zum ersten korrespondierend ausgebildetes zweites Kopplungselement umfasst, wobei das erste Kopplungselement am Polgehäuse und das zweite Kopplungselement am Lüfterrad angeordnet ist, wobei die Kopplungselemente ausgelegt sind, ineinander einzugreifen und ein Drehmoment zu übertragen. Auf diese Weise kann während des Startvorgangs des Lüftersystems die Gefahr eines Berührvorgangs zwischen dem Polgehäuse und tangential angeordneten weiteren Anlaufstegen deutlich reduziert bzw. vermieden werden.
Besonders gut hat sich zur Gefahrenreduzierung des Berührvorgangs erwiesen, wenn das erste Kopplungselement wenigstens einen Steg umfasst und das zweite Kopplungselement als Ausnehmung ausgebildet ist, wobei der Steg verspannt in die Ausnehmung eingreift.
In einer weiteren Ausführungsform ist das zweite Kopplungselement als teilringförmig ausgebildete Ausnehmung ausgebildet und umfasst eine Gleitkontur mit wenigstens einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt, wobei der erste Abschnitt einen ersten Radius und der zweite Abschnitt einen zweiten Radius aufweist, wobei der zweite Radius kleiner ist als der erste Radius. Auf diese Weise kann beim Anlaufvorgang des Lüftersystems die Geräuschemission besonders vorteilhaft reduziert werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht des Lüftersystems;
2 eine Schnittansicht durch das in 1 gezeigte Lüftersystem;
3 eine perspektivische Schnittansicht durch das in 1 und 2 gezeigte Lüftersystem;
4 einen Ausschnitt des in 2 gezeigten Schnitts;
5 eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts eines Polgehäuses des in 1 bis 4 gezeigten Lüftersystems;
6 eine Variante zu der in 5 gezeigten Ausführungsform des Polgehäuses;
7 eine perspektivische Teilansicht eines Lüfterrads des Lüftersystems;
8 und 9 perspektivische Ansichten von zwei Kopplungselementen in unterschiedlicher Ausführungsform;
10 eine räumliche Ansicht auf eine Aufnahme des Kopplungselements; und
11 eine Draufsicht auf eine Aufnahme des Kopplungselements. Nachfolgend sollen die 1 bis 7 aufgrund des Gesamtzusammenhangs der einzelnen Komponenten gemeinsam erläutert werden.
1 bis 7 zeigen ein Lüftersystem 1 mit einer elektrischen Maschine 2 und einem Lüfterrad 3. Das Lüfterrad 3 umfasst mehrere Lüfterschaufeln 4, die ausgelegt sind, bei Rotation des Lüfterrads 3 Kühlluft zu einem Wasser- und/oder Ölkühler einer Brennkraftmaschine (nicht dargestellt) zu fördern. Die elektrische Maschine 2 umfasst ein Polgehäuse 20, das topfförmig ausgebildet und auf einer stehenden Welle 30 gelagert ist. Die elektrische Maschine 2 ist in der Ausführungsform als Außenläufer ausgebildet, wobei in den Figuren auf eine Darstellung von Magneten und Spulen aus Anschaulichkeitsgründen verzichtet wurde. Die Magnete sind an einer inneren Umfangsfläche 39 des Polgehäuses 20 angeordnet. Radial außenseitig wird das Polgehäuse 20 durch einen Lüftertopf 32 des Lüfterrads 3 umgriffen. Sowohl das Lüfterrad 3 als auch das Polgehäuse 20 sind um eine Rotationsachse 31, die einer Längsachse der Welle 30 entspricht, durch die Lager 21, 22 (siehe 2 und 3) drehbar gelagert.
Zur Lagerung des Polgehäuses 20 ist ein erstes Lager 21 am axialen oberen Ende und das zweite Lager 22 an einem unteren Ende der Welle 30 vorgesehen. Das obere erste Lager 21 ist auf der Welle 30 in Richtung des oberen Endes (2) durch einen Sicherungsring 33 in seiner axialen Beweglichkeit begrenzt. Die Welle 30 weist ferner an einem unteren Ende (vgl. 2) einen Absatz 34 auf, an dem eine Druckfeder 35 angeordnet ist. Die Druckfeder 35 liegt mit einem Ende an einer Stirnseite 36 des Absatzes 34 der Welle 30 an. Mit dem anderen Ende liegt die Druckfeder 35 an dem zweiten Lager 22 an. Das zweite Lager 22 wird dabei vollständig sowohl radial als auch axial durch das Polgehäuse 20 umgriffen. Das Polgehäuse 20 weist unterhalb des zweiten Lagers 22 in 2 am zweiten Lager 22 einen Anschlag 23 auf, der eine axiale Verschiebung des zweiten Lagers 22 in Richtung des Absatzes 34 der Welle 30 (in 2 nach unten hin) verhindert. Sowohl das erste Lager 21 als auch das zweite Lager 22 sind als Wälzlager, hier als Kugellager, ausgebildet. Alternativ wären auch Gleitlager denkbar.
Das erste Lager 21 bzw. das zweite Lager 22 weisen jeweils einen Innenring 210, 220 und einen Außenring 211 bzw. 221 auf. Im Gegensatz zum radial äußeren Lagersitz 222 des zweiten Lagers 22, der vollständig durch das Polgehäuse 20 gebildet wird, weist das erste Lager 21 einen radial außen liegenden Lagersitz 212 auf, der durch das Polgehäuse 20 und das Lüfterrad 3 gebildet wird. Dazu weist das Lüfterrad 3 ein erstes Eingriffselement 40 auf (vgl. 4, 7). Das Polgehäuse 20 weist ein zweites Eingriffselement 50 auf. Das zweite Eingriffselement 50 ist korrespondierend zum ersten Eingriffselement 40 ausgebildet, so dass die beiden Eingriffselemente 40, 50 im montierten Zustand des Lüftersystems 1 ineinander greifen. Ferner bilden die Innenseite 41 des ersten Eingriffselements 40 bzw. die Innenseite 51 des zweiten Eingriffselements 50 zusammen den ringförmigen Lagersitz 212 für das erste Lager 21 aus. In der Ausführungsform sind die Toleranzen derart gewählt, dass der Lagersitz 212 zu dem Außenring 211 des ersten Lagers 21 eine Spielpassung aufweist. Ferner sitzt auch der Innenring 210 auf der Welle 30 mit einer Spielpassung.
Das erste Eingriffselement 40 weist, wie in 7 dargestellt, mehrere Rippen 42 auf, die parallel zur Rotationsachse 31 des Lüfterrads 3 bzw. des Polgehäuses 20 ausgerichtet sind. Die Rippen 42 sind in Umfangsrichtung gleichmäßig um die Rotationsachse 31 am Lüfterrad 3 verteilt. Eine ungleichmäßige Anordnung zur Festlegung einer vordefinierten Ausrichtung des Lüfterrads 3 zu dem Polgehäuse 20 ist auch denkbar. Die Rippen 42 sind in einem oberen Abschnitt durch einen ringförmigen Abschnitt 43 verbunden. Der ringförmige Abschnitt 43 sorgt dadurch für eine axiale Stabilisierung der Rippen 42 und bildet gleichzeitig einen Anschlag 44 aus, der radial nach innen zur Rotationsachse 31 der Welle 30 hin ausgerichtet ist. An dem Anschlag 44 liegt eine Seitenfläche 213 des äußeren Lagerrings 211 des ersten Lagers 21 an. Der ringförmige Abschnitt 43 kann alternativ auch als teilringförmiger Abschnitt 43 ausgebildet sein und nur einen Teil der Rippen 42 jeweils miteinander verbinden. Ferner ist an einer oberen äußeren Außenkante des ringförmigen Abschnitts 43 eine Fase 45 vorgesehen, um das erste Eingriffselement 40 in der Montage der elektrischen Maschine einfach in das zweite Eingriffselement 50 einführen zu können. Die Rippen 42 sind in der Ausführungsform teilringförmig in Umfangsrichtung ausgebildet und ausgerichtet. Ferner erstrecken sie sich in axialer Richtung parallel zur Rotationsachse 31. Es sind aber auch andere Querschnitte, wie dreieckig, rechteckig oder kreisförmig, denkbar.
Das zweite Eingriffselement 50 ist als Aussparung 53 (vgl. 5) bzw. als Einbuchtung 52 (vgl. 6) ausgebildet. Die Einbuchtungen 52 bzw. Aussparungen 53 sind derart ausgestaltet, dass die korrespondierenden Rippen 42 in die Einbuchtung 52 bzw. Aussparung 53 eingreifen. Dabei weist jede Rippe 42 eine Außenfläche 46 und jeweils in Umfangsrichtung eine Seitenfläche 55 auf. Dabei wird unter der Außenfläche 46 der Rippe 42 eine äußere Umfangsfläche verstanden. Unter der Seitenfläche 55 werden ausschließlich die in Umfangsrichtung ausgerichteten Flächen der Rippen 42 verstanden. Die Einbuchtung 52 umfasst ferner eine radial außen liegende Innenfläche 522. Zwischen der Innenfläche 522 und der Innenseite 51 weist die Einbuchtung 52 korrespondierend zur Seitenfläche 55 der Rippe 42 eine ausgebildete Seitenfläche 54 auf. Je nach Einsatzzweck sind verschiedene Ausgestaltungen der Eingriffselemente 40, 50 denkbar. In der in den 1 bis 7 gezeigten Ausführungsform ist die Rippe 42 derart zu der Einbuchtung 52 bzw. Aussparung 53 ausgebildet, dass die Rippe 42 zwar in die Einbuchtung 52 bzw. Aussparung 53 eingreift, jedoch beabstandet an der Außenfläche 46 zu der korrespondierenden Innenfläche 522 bzw. an den Seitenflächen 55 zu den korrespondierenden Seitenflächen 54 der Einbuchtung 52 bzw. 53 ist. Diese Ausgestaltung gewährleistet eine hohe Lebensdauer und eine leichte Montierbarkeit des Lüftersystems 1.
Alternativ ist denkbar, dass die Geometrie der Rippen 42 und der Einbuchtungen 53 derart gewählt sind, dass die Rippen 42 mit ihrer Außenfläche 46 beabstandet zu einer korrespondierenden Innenfläche 522 der Einbuchtungen 52 sind, jedoch die Seitenflächen 54, 55 der Rippe 42 bzw. der Einbuchtung 52 bzw. Aussparung 52 aneinander anliegen. Auch der umgekehrte Fall ist denkbar, dass die Seitenflächen 54, 55 beabstandet zueinander sind, jedoch die Außenfläche 46 an der Innenfläche 522 der Einbuchtung 52 anliegt. Auf diese Weise wird ein leichtes Ineinanderschieben des Lüfterrads 3 und des Polgehäuses 20 bei gleichzeitig exakter Ausrichtung gewährleistet. Ferner ist denkbar, dass die Rippe 42 sowohl an der Seitenfläche 55 als auch an der Außenfläche 46 an der Einbuchtung 52 bzw. Aussparung 53 anliegt.
Im montierten Zustand und somit durch die Bildung des Lagersitzes 212 (vgl. 2 und 3) liegt das erste Lager 21 sowohl an der Innenseite 41 des Lüfterrads 3 als auch an der Innenseite 52 des Polgehäuses 20 an. Axial wird die Position des ersten Lagers 21 durch den Sicherungsring 33, der in eine Nut 34 der Welle 30 eingreift, am Innenring 210 des ersten Lagers 21 in eine erste axiale Richtung festgelegt. Eine zweite axiale Richtung, die entgegengesetzt zur ersten axialen Richtung ist, wird durch den vom Lüfterrad 3 ausgebildeten Anschlag 44 des ersten Eingriffselements 40, der am Außenring 211 des ersten Lagers 21 anliegt, begrenzt. Dabei ist der Anschlag 44 auf der gegenüberliegenden Seite zum Sicherungsring 33 angeordnet. Durch diese Anordnung kann das erste Lager 21 mittels einer Spielpassung sowohl auf der Welle 30 als auch an der Innenseite 41, 51 des Polgehäuses 20 bzw. des Lüfterrads 3 befestigt werden. Ein aufwändiger Spritzgussvorgang zur Befestigung des Lagers 21 ist somit nicht notwendig, so dass das erste Lager 21 einfach und kostengünstig in dem Lüfterradsystem 1 angeordnet werden kann.
Das zweite Lager 22 ist radial außenseitig in seinem Lagersitz 222 des Polgehäuses 20 mittels einer Presspassung am Außenring 221 radial außenseitig befestigt. Der Innenring 220 des zweiten Lagers sitzt auf der Welle 30 mittels einer Spielpassung. An einer Seitenfläche 223 des Innenrings 220 des zweiten Lagers 22, die dem Absatz 34 der Welle 30 zugewandt ist, liegt das eine Ende der Druckfeder 35 an.
Die Druckfeder 35 ist zur Positionsfestlegung des Lüfterrads 3 bzw. des Polgehäuses 20 vorgesehen. Dabei baut die Druckfeder 35 eine Druckkraft zwischen dem Absatz 34 der Welle 30 und dem Innenring 220 des zweiten Lagers 22 auf. Aufgrund der Spielpassung zwischen dem Innenring 222 und der Welle 30 kann dabei der Innenring 222 in seiner axialen Position entlang der Welle 30 verschoben werden. Die Druckkraft wird über Rollkörper 224 des zweiten Lagers 22 an den Außenring 221 des zweiten Lagers 22 weitergeleitet. Aufgrund des Presssitzes des Außenrings 221 in seinem Lagersitz 222 im Polgehäuse 20 wird die Druckkraft der Druckfeder 35 weiter an das Polgehäuse 20 geleitet. Das Polgehäuse 20 leitet die Druckkraft über eine Stirnfläche 24 des Polgehäuses 20, an der das Polgehäuse 20 an einer Stirnfläche 37 des Lüfterrads 3 aneinander liegt, an das Lüfterrad 3 weiter. Über die Stirnfläche 37 des Lüfterrads 3 wird die Druckkraft der Druckfeder 35 in den Anschlag 33 des ersten Eingriffselements 40 weitergeleitet. Der Anschlag 44 drückt dabei gegen eine Seitenfläche 213 des Außenrings 211 des ersten Lagers 21, die dem Anschlag 44 zugeordnet ist. Über Rollkörper 214 des ersten Lagers 21 wird die Druckkraft der Druckfeder 35 an den Innenring 210 des ersten Lagers 21 weitergeleitet, der sich dann gegenüberliegend zum Anschlag 44 an dem Sicherungsring 33 abstützt und so die Druckkraft in die Welle 30 einleitet, so dass der Druckkraftfluss zur Druckfeder 35 über die Welle 30 geschlossen wird. Durch diese Ausgestaltung wird die axiale, aber auch die radiale Position des Lüfterrads 3 bzw. des Polgehäuses 20 festgelegt. Ferner ist die Herstellung bzw. die Montage des Lüfterrads 3 bzw. des Polgehäuses 20 durch diese Lageranordnung vereinfacht.
8 und 9 zeigen perspektivische Ansichten einer Kopplungseinrichtung 70 gemäß einer ersten Ausführungsform. Die Kopplungseinrichtung 70 umfasst ein erstes Kopplungselement 80, das jeweils zwei in Umfangsrichtung gegenüberliegend ausgerichtete Stege 81 aufweist, an deren Enden jeweils ein Federabschnitt 82 vorgesehen ist. Der Federabschnitt 82 ist dabei quer zum Steg 81 und somit in Richtung des Längsachse 31 der Welle 30 ausgerichtet. Die Federelemente 82 greifen in ein zweites Kopplungselement 90 ein, das als teilringförmige Ausnehmung im Polgehäuse 20 ausgebildet ist. Dabei sind die Federabschnitte 82 derartig ausgebildet, dass sie in montiertem Zustand unter Spannung in das zweite Kopplungselement 90 eingreifen und an jeweils korrespondierend zugeordneten Kontaktflächen 91 des zweiten Kopplungselements 90 anliegen. Bevorzugterweise ist die Kopplungseinrichtung 70 radial außen liegend an der Stirnfläche 24 des Polgehäuses 20 angeordnet. Auf diese Weise kann ein besonders hohes Drehmoment über die Kopplungseinrichtung 70 vom Polgehäuse 20 auf das Lüfterrad 3 übertragen werden. Es ist aber auch denkbar, die Kopplungseinrichtung 70 an anderen Positionen am Polgehäuse 20 bzw. am Lüftertopf 32 anzuordnen. Die Kopplungseinrichtung 70 hat den Vorteil, dass durch die Federabschnitte 82 das Drehmoment der elektrischen Maschine 2 sanft vom Polgehäuse 20 auf das Lüfterrad 3 übertragen wird. Ferner wird durch das Verklemmen der Federabschnitte 82 in dem zweiten Kopplungselement 90 die Montage durch ein einfaches Ineinanderstecken des Polgehäuses 20 und des Lüfterrads 3 erleichtert. Für ein einfaches Ineinanderstecken weisen die Federabschnitte 82 an ihrem jeweiligen Ende eine Fase 83 auf, die an den der Kontaktfläche 91 zugeordneten Kanten angeordnet sind.
10 zeigt eine perspektivische Ansicht und 11 eine Draufsicht auf eine Kopplungseinrichtung 75 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Die Kopplungseinrichtung 75 weist ein erstes Kopplungselement 100 und ein zweites Kopplungselement 110 auf. Das erste Kopplungselement 100 umfasst einen Steg 101, der teilringförmig ausgebildet ist und parallel zur Längsachse 31 der Welle 30 ausgerichtet ist. Der Steg 101 ist dabei selbst als Federelement ausgebildet und weist an der radial außen liegenden Endkante des freien Endes des Stegs 101 eine Fase 102 auf. Ferner ist an einer radial außen liegenden Umfangsfläche eine Gleitfläche 103 vorgesehen.
Das zweite Kopplungselement 110 ist als Ausnehmung im Polgehäuse 20 ausgebildet. In montiertem Zustand greift das erste Kopplungselement 100 in das zweite Kopplungselement 110 ein. Das zweite Kopplungselement 110 umfasst eine radial außen liegend angeordnete Gleitkontur 111, die der Gleitfläche 103 des ersten Kopplungselements 100 gegenüberliegend angeordnet ist. Die Gleitkontur 111 weist drei Abschnitte 112, 113, 114 auf, die aneinander grenzend angeordnet sind. In der Ausführungsform ist ein erster Abschnitt 113 zwischen einem zweiten Abschnitt 112 und einem dritten Abschnitt 114 angeordnet. Der erste Abschnitt 113 weist dabei einen Radius R₁ auf, der bezogen auf die Längsachse 31 der Welle 30 größer ist als ein Radius R₂ des zweiten Abschnitts 112 bzw. der Radius R₃ des dritten Abschnitts 114. Ferner ist eine Breite des zweiten Abschnitts 112 größer als eine Breite des dritten Abschnitts 114. Unter der Breite des jeweiligen Abschnitts wird eine Erstreckung des jeweiligen Abschnitts in Umfangsrichtung verstanden. Die Breite des ersten Abschnitts 113 entspricht dabei einer Breite des Stegs 101 des ersten Kopplungselements 100 und ist größer als die Breite des zweiten Abschnitts 112 bzw. des dritten Abschnitts 114. Denkbar ist allerdings auch, dass der zweite Abschnitt 112 die gleiche Breite aufweist wie der dritte Abschnitt 114.
Die Hauptdrehrichtung des Lüftersystems 1 wird durch die Förderrichtung des Lüfterrads 3 vorgegeben. In der Ausführungsform ist die Drehrichtung entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn und in 11 mittels eines Pfeils dargestellt.
Läuft die elektrische Maschine 2 an, so wird das Polgehäuse 20 der elektrischen Maschine 2 in Rotation versetzt. Um das Lüfterrad 3 mitzunehmen verdreht sich das Polgehäuse 20 gegenüber dem Lüfterrad 3. Dabei liegt die Gleitfläche 103 des Stegs 101 am ersten Abschnitt 113 der Gleitkontur 111 des zweiten Kopplungselements 110 an. Beim Anlaufen des Polgehäuses 20 verdreht sich das Polgehäuse gegenüber dem Lüfterrad 3, so dass die Gleitfläche 103 zumindest teilweise im zweiten Abschnitt 112 der Gleitkontur 111 anliegt. Durch den geringeren Radius R₂ des zweiten Abschnitts 112 wird der Steg 101 bei der Verdrehung des Polgehäuses 20 gegenüber dem Lüfterrad 3 radial nach innen gedrückt, so dass sich der Steg 101 gegenüber der Gleitkontur 111 verspannt und eine Reibkraft zwischen der Gleitfläche 103 und der Gleitkontur 111 erhöht wird. Das Polgehäuse 20 verdreht sich dabei soweit gegenüber dem Lüfterrad 3, bis die Reibkraft zwischen der Gleitfläche 103 und der Gleitkontur 111 hoch genug ist, dass das durch die Kopplungseinrichtung 75 zu übertragende Drehmoment mittels der Reibkraft vom Polgehäuse 20 auf das Lüfterrad übertragbar ist. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass das Lüfterrad 3 sanft anläuft und somit das Anschlagen des Lüfterrads 3 an weiteren Bauteilen beim Anlaufvorgang vermieden wird.
Wird das Lüfterrad 3 abgebremst oder die elektrische Maschine 2 abgeschalten, so erfolgt ebenso eine Verdrehung des Lüfterrads 3 gegenüber dem Polgehäuse 20, jedoch umgekehrt zu der oben beschrieben Drehrichtung. Der Gleitvorgang entspricht dem oben beschriebenen Gleitvorgang in umgekehrter Richtung, wobei die Rückstellung des Lüfterrads 3 bzw. des Stegs 101 aus dem zweiten Abschnitt 112 in den ersten Abschnitt 113 durch den geringeren Radius R₂ gegenüber dem ersten Radius R₁ des ersten Abschnitts 113 unterstützt wird. Nach dem Durchgleiten des ersten Abschnitts 113 verdreht sich das Lüfterrad 3 derartig gegenüber dem Polgehäuse 20, dass der Steg 101 an der Gleitkontur 111 im Abschnitt 114 anliegt und durch die Gleitkontur 111 des dritten Abschnitts 114 radial nach innen gedrückt wird und somit der Steg 10 an der Gleitkontur 111 abermals verspannt wird. Aufgrund des geringeren zu übertragenden Drehmoments ist in der Ausführungsform die Breite des dritten Abschnitts 114 geringer als die Breite des zweiten Abschnitts 112 gewählt, so dass sich bei gleichen Radien der beiden Abschnitte 112, 114 der Steg 101 im dritten Abschnitt geringer verspannt. Es ist auch denkbar, dass der dritte Abschnitt 114 einen kleineren Radius R₃ aufweist als der zweite Abschnitt 112, um die kürzere Gleitstrecke bzw. geringere Breite gegenüber dem zweiten Abschnitt 112 auszugleichen.

Claims

Lüftersystem (1) für ein Kühlsystem einer Brennkraftmaschine – mit einer elektrischen Maschine (2) und einem Lüfterrad (3), – wobei die elektrische Maschine (2) ein mittels eines Lagers (21, 22) drehbar gelagertes Polgehäuse (20) umfasst, – wobei das Lüfterrad (3) mit dem Polgehäuse (20) der elektrischen Maschine (2) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass – das Lüfterrad (3) ein erstes Eingriffselement (40) und das Polgehäuse (20) ein zum ersten Eingriffselement (40) korrespondierend ausgebildetes zweites Eingriffselement (50) aufweist, – wobei die beiden Eingriffselemente (40, 50) derart ausgebildet sind, dass sie ineinander eingreifen, dass sie einen Lagersitz (221) für das Lager (21) des Polgehäuses (20) ausbilden.
Lüftersystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffselemente (40, 50) einen ringförmigen Lagersitz (221) ausbilden, der ausgelegt ist, das Lager (21) aufzunehmen.
Lüftersystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad (3) einen Anschlag (44) aufweist, der ausgelegt ist, eine axiale Position des Lagers (21) in wenigstens eine Richtung festzulegen.
Lüftersystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingriffselement (40) des Polgehäuses (20) als Aussparung (53) oder Einbuchtung (52) ausgebildet ist.
Lüftersystem (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad (3) wenigstens eine Rippe (42) aufweist, die ausgebildet ist, in die Einbuchtung (52) oder Aussparung (53) des Polgehäuses (20) einzugreifen.
Lüftersystem (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Rippen (42) vorgesehen sind, die in einem oberen Bereich durch einen teilringförmigen Abschnitt (40) verbunden sind.
Lüftersystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kopplungseinrichtung (70; 75) vorgesehen ist, die ein erstes Kopplungselement (80; 100) und ein zum ersten korrespondierend ausgebildetes zweites Kopplungselement (90; 110) umfasst, wobei das erste Kopplungselement (80; 100) am Polgehäuse (20) und das zweite Kopplungselement (90; 110) am Lüfterrad (3) angeordnet ist, wobei die Kopplungselemente (80; 100, 90; 110) ausgelegt sind, ineinander einzugreifen und ein Drehmoment zu übertragen.
Lüftersystem (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kopplungselement (80; 100) wenigstens einen Steg (81; 101) umfasst und das zweite Kopplungselement (90; 110) als Ausnehmung ausgebildet ist, wobei der Steg (81; 101) verspannt in die Ausnehmung eingreift.
Lüftersystem (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Kopplungselement (110) als teilringförmig ausgebildete Ausnehmung ausgebildet ist und eine Gleitkontur (110) mit wenigstens einem ersten Abschnitt (113) und einem zweiten Abschnitt (112, 114) umfasst, wobei der erste Abschnitt einen ersten Radius (R₁) und der zweite Abschnitt einen zweiten Radius (R₂, R₃) aufweist, wobei der zweite Radius (R₂, R₃) kleiner ist als der erste Radius (R₁).