-
Die
Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung
für einen
Kühler
eines Kraftrads, mit der abluftbedingte Geräusche reduziert werden können, gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
-
Eine
Kühlvorrichtung
für einen
Kühler
eines Kraftrads gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 ist aus der
US
5 183 382 A bekannt.
-
Das
offengelegte japanische Gebrauchsmuster
JP 01-162 033 U offenbart
eine weitere Kühlvorrichtung
für einen
Kühler
eines Kraftrads, bei der ein Lüfter
an einem Kühlluftauslaß des Kühlers angeordnet
ist und ein Laufrad des Lüfters
von einem ringförmigen
Mantel umgeben ist. Das vordere offene Ende des Mantels ist mit
dem rückseitigen
Umfang des Kühlers
verbunden. In seinem hinteren Teil nimmt der Mantel den Lüfter auf.
Ein Auslaß des Mantels
besitzt Trichterform.
-
In
der weiteren Beschreibung bezeichnen die Richtungen "vorne, hinten, links
und rechts" Richtungen,
die in einer dem Strom der Kühlluft
zum Kühler
gegenüberstehenden
Ebene gesehen werden. Die Richtungen "nach oben und nach unten" bezeichnen Richtungen,
die von der Position aus gesehen werden, wo der Kühler eingebaut
ist.
-
Ein
Mantel, der einen Lüfter
für einen
Kühler umgibt,
ist insofern wirksam, als er zuverlässig eine gewisse Kühlluftmenge
aufrechterhält,
wenn das Kraftrad steht und im Leerlauf ist oder wenn es mit niedriger
Geschwindigkeit fährt.
Die durch den Mantel strömende
Kühlluft
erzeugt allerdings Geräusche. Diese
Geräusche
können
bis zu einem gewissen Grad reduziert werden, wenn der Mantel eine Trichterstruktur
besitzt. Angesichts des in jüngerer Zeit
zunehmenden Wunsches nach Ruhe im Verkehr ist es notwendig geworden,
die durch die Kühlabluft (verbrauchte
Kühlluft)
erzeugten Geräusche
zu reduzieren, weil die Kühlvorrichtung
eines Kraftrads üblicher weise
freiliegt. Die Kühlvorrichtung
für den
Kühler
eines Kraftrads soll daher nicht nur eine notwendige Kühlluftmenge
aufrechterhalten, sondern auch die aus der Kühlabluft resultierenden Geräusche reduzieren.
-
Der
Kühler
wird üblicherweise
durch die Luftströme
gekühlt,
die beim Fahren des Kraftrads entstehen. Wenn die Rückseite
des Kühlers
von dem Mantel abgedeckt ist, wie dies in dem angesprochenen Dokument
der Fall ist, kann die den Kühler durchströmende Kühlluft nicht
immer problemlos abströmen.
Eine Verbesserung des Kühlwirkungsgrads bei
fahrendem Kraftrad wird so erforderlich.
-
Zudem
beeinflußt
das Vorhandensein von Streben zur Befestigung eines Lüftermotors
die Geräuschentwicklung.
-
Hauptsächliche
Aufgabe der Erfindung ist es demnach, eine Kühlvorrichtung für einen
Kühler
eines Kraftrads bereitzustellen, die die abluftbedingten Geräusche reduzieren
kann. Eine weitere Aufgabe ist es, die Kühleffizienz des Kühlers bei
fahrendem Kraftrad zu verbessern.
-
Diese
Aufgabe wird durch eine Kühlvorrichtung
für einen
Kühler
eines Kraftrads mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
-
Erfindungsgemäß ist eine
Kühlvorrichtung für einen
Kühler
eines Kraftrads vorgesehen, umfassend einen an einem Kühlluftauslaß des Kühlers angeordneten
Lüfter
sowie einen ein Laufrad des Lüfters
umgebenden ringförmigen
Mantel, wobei der ringförmige
Mantel einen Einlaß und
einen Auslaß aufweist,
die Trichterform besitzen, wobei der trichterförmige Einlaß nahe einer Rückseite
des Kühlers unter
Einhaltung eines Abstands zu diesem angeordnet ist und wobei zwischen
dem trichterförmigen
Einlaß und
der Rückseite
des Kühlers
ein Freiraum vorgesehen ist, der rund um den Mantel offen ist.
-
Einlaß und Auslaß des Mantels
besitzen demnach Trichterform. Der trichterförmige Einlaß des Mantels besitzt Abstand
von der Rückseite
des Kühlers,
wobei der offene Raum rund um den Mantel vorgesehen ist. Dies ermöglicht es,
die erforderliche Kühlluftmenge
bei fahrendem Kraftrad zu erhalten und zugleich bei stehendem, leerlaufendem
Kraftrad – oder
wenn es mit niedriger Geschwindigkeit fährt – die durch die verbrauchte
Kühlluft
hervorgerufenen Geräusche
zu reduzieren und ebenso die erforderliche Kühlluftmenge zu erhalten.
-
Ein
Teil der bei fahrendem Kraftrad den Kühler durchströmenden Kühlluft,
der den Mantel "überflutet", wird durch den
offenen Raum hindurch nach außen
abgegeben. Dies unterstützt
unabhängig
von dem Mantel einen weichen, glatten Strom der Kühlluft und
wirkt sich im Hinblick auf eine Verbesserung des Wirkungsgrads und
eine Reduzierung der durch die verbrauchte Kühlluft hervorgerufenen Geräusche aus.
Bei stationärem
und leerlaufendem Kraftrad oder bei langsam fahrendem Kraftrad kann
die erforderliche Kühlluftmenge
erhalten werden. Der Einlaß und
der Auslaß des
Mantels mit Trichterform tragen zur Reduzierung der durch die verbrauchte
Kühlluft hervorgerufenen
Geräusche
bei.
-
Erfindungsgemäß ist darüber hinaus
vorgesehen, daß die
Differenz zwischen dem maximalen Durchmesser und dem minimalen Durchmesser
des trichterförmigen
Auslasses des Mantels und die Länge
des Mantels in einem gegenseitigen Verhältnis von 1:3–5 stehen.
Dieses Verhältnis
wirkt sich vorteilhaft aus, um die erforderliche Kühlluftmenge
zu erhalten und die durch die verbrauchte Kühlluft hervorgerufenen Geräusche zu
reduzieren; es kann in einem für
die Fertigung der Kühlvorrichtung
optimalen Bereich gewählt
werden.
-
Nach
einem weiteren Aspekt ist erfindungsgemäß eine Kühlvorrichtung für einen
Kühler
eines Kraftrads vorgesehen, umfassend einen an einem Kühlluftauslaß des Kühlers angeordneten
Lüfter
sowie einen ein Laufrad des Lüfters
umgebenden ringförmigen
Mantel, wobei ein trichterförmiger
Einlaß des
Mantels nahe einer Rückseite
des Kühlers
unter Einhaltung eines Abstands zu diesem angeordnet ist und der
Mantel zur gemeinsamen Drehung mit dem Laufrad des Lüfters ausgebildet
ist.
-
Der
Mantel dreht sich hierbei gemeinsam mit dem Laufrad des Lüfters, wobei
zwischen dem Mantel und dem Laufrad kein Zwischenraum vorhanden ist.
Dies fördert
in erheblichem Maße
die Reduzierung der durch die verbrauchte Kühlluft hervorgerufenen Geräusche und
beschleunigt die verbrauchte Kühlluft.
Da zudem der trichterförmige
Einlaß des Mantels
Abstand von der Rückseite
des Kühlers
aufweist, ist es möglich,
auch solche Kühlluft
abzuführen,
die den Mantel "überflutet", und den Mantel
gemeinsam mit dem Laufrad rotieren zu lassen. Ferner können die
Motorbefestigungsstreben den Motor an dem Kühler ohne Zwischenschaltung
des Mantels halten, was die Befestigungskonstruktion einfach und leicht-gewichtig macht.
-
Es
kann vorgesehen sein, daß der
Einlaß oder/und
der Auslaß des
Mantels Trichterform besitzen. Dies wirkt sich im Hinblick auf eine
Reduzierung der durch die verbrauchte Kühlluft hervorgerufenen Geräusche aus.
-
Die
Differenz zwischen dem maximalen Durchmesser und dem minimalen Durchmesser
des trichterförmigen
Auslasses des Mantels und die Länge
des Mantels können
in einem Verhältnis
zueinander von 1:3–5
stehen. Dieses Verhältnis
wirkt sich im Hinblick darauf vorteilhaft aus, die erforderliche
Kühlluftmenge
zu erhalten und die durch die verbrauchte Kühlluft verursachten Geräusche zu
reduzieren; es kann in einem für
die Fertigung der Kühlvorrichtung optimalen
Bereich gewählt
werden.
-
Nach
einem weiteren Aspekt ist erfindungsgemäß eine Kühlvorrichtung für einen
Kühler
eines Kraftrads vorgesehen, umfassend einen an einem Kühlluftauslaß des Kühlers angeordneten
Lüfter
sowie einen an dem Kühler
mittels einer Mehrzahl von Motorbefestigungsstreben gehaltenen Motor
zum Antrieb des Lüfters,
wobei alle Streben in Drehrichtung eines Laufrads des Lüfters geneigt
sind.
-
Durch
die Schrägstellung
sämtlicher
Streben in Drehrichtung des Laufrads gelangt die Abluft vom Lüfter in
weichen, strömungsgünstigen
Kontakt mit den Streben. Dies ist wirksam im Hinblick auf die Reduzierung
der durch die verbrauchte Kühlluft
hervorgerufenen Geräusche.
-
Nach
einem weiteren Aspekt ist erfindungsgemäß schließlich eine Kühlvorrichtung
für einen Kühler eines
Kraftrads vorgesehen, umfassend einen an einem Kühlluftauslaß des Kühlers angeordneten Lüfter sowie
einen an dem Kühler
mittels einer Mehrzahl von Motorbefestigungsstreben gehaltenen Motor
zum Antrieb des Lüfters,
wobei alle Motorbefestigungsstreben die Form einer flachen Platte
besitzen und in eine Richtung geneigt sind, in der die verbrauchte
Kühlluft
abgegeben wird.
-
Die
Ausführung
der Streben in Form flacher Platten und ihre Schrägstellung
in derjenigen Richtung, in der die verbrauchte Kühlluft vom Kühler abströmt, ermöglichen,
daß die
Kühlluft
in weichen, strömungsgünstigen
Kontakt mit den Streben kommt, die durch die verbrauchte Kühlluft hervorgerufenen Geräusche reduziert
werden und die verbrauchte Kühlluft
in eine vorbestimmte Richtung geleitet wird.
-
Die
Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es
stellen dar:
-
1 eine
schematische Querschnittsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung
für den
Kühler
eines Kraftrads,
-
2 eine
Rückansicht
der Kühlvorrichtung der 1,
-
3 eine
Perspektivansicht eines Mantels,
-
4 eine
längs der
Linie 4-4 der 2 genommene Schnittansicht,
-
5 in
graphischer Form die Änderung
der Kühlluftgeschwindigkeit
und des Schalldrucks in Abhängigkeit
von der Länge
des Mantels,
-
6 in
graphischer Form die Änderung
der Kühlluftmenge
und die Verringerung des Schalldrucks in Abhängigkeit von einem Abmessungsverhältnis A/B,
-
7 in
graphischer Form die Änderung
der Kühlluftgeschwindigkeit
und des Schalldrucks in Abhängigkeit
vom Abstand zwischen einem Laufrad und einem geraden Mantelabschnitt,
-
8 in
graphischer Form die Wirkung der erfindungsgemäßen Ausbildung in Abhängigkeit
von einer einem Drehmotor eines Lüfters zugeführten Spannung,
-
9 den
zeitlichen Verlauf der Wassertemperatur des Kühlers,
-
10(A) und (B) in graphischer Form einen Vergleich
der durch die Kühlung
verursachten Geräusche,
wenn sich das Kraftrad im Leerlauf befindet und der Lüfter arbeitet,
-
11(A) und (B) einen Hauptteil der Kühlvorrichtung
bei einem zweiten Ausführungsbeispiel,
-
12(A) und (B) einen Hauptteil der Kühlvorrichtung
bei einem dritten Ausführungsbeispiel,
-
13(A) und (B) einen Hauptteil der Kühlvorrichtung
bei einem vierten Ausführungsbeispiel,
-
14(A) und (B) einen Hauptteil der Kühlvorrichtung
bei einem fünften
Ausführungsbeispiel,
-
15 einen
Hauptteil der Kühlvorrichtung bei
einem sechsten Ausführungsbeispiel,
-
16 einen
Hauptteil der Kühlvorrichtung bei
einem siebten Ausführungsbeispiel
und
-
17 eine
längs der
Linie 17-17 der 16 genommene Schnittansicht.
-
Ein
erstes Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nun mit Bezug auf die 1 bis 4 erläutert. Darin
ist ein Kühler 1 wohlbekannter
Art zu erkennen, der einen oberen Behälter 2, einen unteren Behälter 3 sowie
an einer Rückseite
einen Lüfter 4 umfaßt. Der
Lüfter 4 umfaßt einen
Motor 5 sowie ein über
eine Drehwelle 6 mit diesem gekoppeltes Laufrad 7.
Das Laufrad 7 ist von einem ringförmigen Mantel 8 umschlossen.
Dieser Mantel 8 weist einen Einlaß 10 und einen Auslaß 11 auf,
die beide die Form eines Schalltrichters besitzen, sowie ferner
einen geraden Abschnitt 12, der sich zwischen dem Einlaß 10 und
dem Auslaß 11 erstreckt.
Der trichterartige Einlaß 10 und
der trichterartige Auslaß 11 tragen
zur Reduzierung der durch die Kühlluft
und deren Beschleunigung verursachten Geräusche bei. Der gerade Abschnitt 12 ist
in die Länge
gezogen, damit der trichterartige Auslaß 11 auch bei einem
beengten Raum hinter dem Laufrad 7 die Kühlluft weich
und "flüssig" zum hinteren Teil
des Kraftrads hin streuen kann.
-
Um
den vorderen Umfang des Mantels 8 herum sind mehrere Streben 13 beispielsweise
mit einem gegenseitigen Abstand von 120° angeordnet, die mit Hilfe von
Bolzen oder dergleichen an der Hinterseite des oberen Behälters 2 oder
des unteren Behälters 3 angebracht
sind. Außerdem
sind um den hinteren Umfang des Mantels 8 herum mehrere
Streben 14 (bei diesem Ausführungsbeispiel drei Streben)
angeordnet, beispielsweise mit einem gegenseitigen Abstand von 120°. Diese Streben 14 erstrecken
sich mit ihren Mittelteilen um den trichterförmigen Auslaß 11 und
sind durch Schweißen
oder dergleichen an der Hinterseite des Motors 5 befestigt.
-
In 1 erkennt
man, daß der
vordere Rand des trichterförmigen
Einlasses 10 einen Abstand D von der hinteren Seite des
Kühlers 1 besitzt.
Dies läßt das Vorhandensein
eines Zwischenraums 15 längs des vorderen Rands des
Einlasses 10 und die Bildung eines mit diesem Zwischenraum 15 in
Verbindung stehenden Raums 16 innerhalb des Einlasses 10 zu.
Der Raum 16 öffnet
sich rund um den Mantel 8.
-
Ein
Trichtermaß A
des Auslasses 11 ist so groß wie das Trichtermaß des Einlasses 10.
Dieses Maß A
steht in einer festen Beziehung zu einer Länge B des Mantels 8 und
steht bevorzugt annähernd
im Verhältnis
1:4 hierzu.
-
Das
Laufrad 7 besitzt eine Tiefe, die im wesentlichen gleich
der Länge
des geraden Abschnitts 12 ist. Von der Hinterseite des
Kühlers 1 weist
es an seinen vorderen Rändern
einen Abstand G (G > D) auf.
Zudem besitzt das Laufrad 7 einen Abstand F von den Motorbefestigungsstreben 14,
der größer als die
mit E bezeichnete Länge
des trichterförmigen Auslasses 11 ist.
Zwischen der Innenseite des geraden Abschnitts 12 und dem
Laufrad 7 besteht ein Zwischenraum C.
-
In
den 2 und 4 erkennt man, daß die Motorbefestigungsstreben 14 im
wesentlichen die Form des Buchstabens U (am besten in 4 zu
sehen) besitzen, dessen freie Enden nach hinten weisen. Zwei der
drei im Abstand von 120° angeordneten
Motorbefestigungsstreben 14 sind schmäler als die verbleibende. In
den U-förmigen
Abschnitt der breiteren Motorbefestigungsstrebe 14 sind
Energieversorgungskabel 17 eingelegt, derart, daß sie nicht aus
dieser Motorbefestigungsstrebe 14 herausstehen (siehe 4).
-
Die
Motorbefestigungsstreben 14 sollten so angeordnet sein,
daß sie
die von dem Lüfter
nach hinten geförderte
Kühlluft
nicht ungünstig
beeinflussen. Der Abstand F zwischen dem hinteren Ende des Laufrads 7 und
den Motorbefestigungsstreben 14 sollte so groß wie möglich sein.
Die Motorbe festigungsstreben 14 sind daher bevorzugt am
Außenumfang
des Mantels 8 befestigt.
-
Von
Bedeutung ist die zur Strömungsrichtung
der Kühlabluft
orthogonale Querschnittsfläche der
Motorbefestigungsstreben 14. Sie sollte so klein wie möglich sein.
Diesbezüglich
können
die Motorbefestigungsstreben 14 die Form einer flachen
Platte besitzen. Alternativ können
die Motorbefestigungsstreben 14 zylindrisch sein oder einen
U-förmigen Querschnitt
besitzen. Wenn die Motorbefestigungsstreben 14 U-förmig sind,
weisen ihre freien Enden vorzugsweise nach hinten, wie dies bei
dem gezeigten Ausführungsbeispiel
der Fall ist.
-
Die
Parameter A bis G, die zur Reduzierung der durch die verbrauchte
Kühlluft
verursachten Geräusche
beitragen, werden in der folgenden Weise bestimmt. Die nachstehende
Erläuterung
basiert auf Ergebnissen, die bei Messungen der Geschwindigkeit und
des Schalldrucks der durch den Mantel hindurchgegangenen verbrauchten
Kühlluft
erhalten wurden, und zwar unter der Voraussetzung, daß die Messungen
für jede
Komponente unter den gleichen Bedingungen durchgeführt wurden.
-
5 ist
eine graphische Darstellung, die die grundsätzliche Tendenz der Geschwindigkeits-
und Schalldruckänderung
der durch den Mantel 8 hindurchgehenden Kühlluft in
Abhängigkeit
von dessen Länge
aufzeigt. Je länger
der Mantel 8 ist, umso wirksamer werden der Schalldruck 8 reduziert
und die Geschwindigkeit der Kühlluft
verringert. Dabei ist die wirksamste Reduzierung des Schalldrucks
und der Geschwindigkeit der Kühlluft
festzustellen, wenn der Mantel 8 ungefähr 40 mm lang ist, also dort,
wo sich die beiden Linien schneiden.
-
6 zeigt
die Wirkung des Trichters. Die Länge
B des Mantels 8 beträgt
in diesem Fall 40 mm. Speziell ist 4 eine graphische
Darstellung, die die Grundtendenz der Änderung der Kühlluftmenge (wobei
bei A = 0 von 100% einer gewöhnlichen
Luftmenge ausgegangen wird und die Kühlluftmenge proportional zur
Geschwindigkeit der Kühlluft
ist) und der Verringerung des Schalldrucks (die bei A = 0 mit 0
db angenommen wird) bei Änderung
des Verhältnisses
von A zu B aufzeigt. Der Schalldruck kann am wirksamsten in einem
Bereich zwischen einem Punkt, wo A:B ungefähr 1:10 beträgt (entsprechend ungefähr 0,1 auf
der Abszisse der 6) und wo sich die beiden Kurven
schneiden, und einem Punkt, wo A:B ungefähr 1:3–5 beträgt (entsprechend ungefähr 0,33 – 0,2 auf
der Abszisse der 6), reduziert werden.
-
Der
Bereich, wo das Verhältnis
A/B 1:3–5
beträgt,
ist am effektivsten, um die gewünschte
Kühlluftmenge
mit Hilfe des Mantels zu erhalten und die von der verbrauchten Kühlluft hervorgerufenen
Geräusche
zu reduzieren. Dieser Bereich ist für die Praxis von Vorteil. Je
schwächer
nämlich
der Trichterabschnitt gekrümmt
ist, umso schwieriger ist dessen Herstellung. Das Verhältnis A:B
von 1:5 (entsprechend 0,2 in 6) ist dann
eine untere Grenze für denjenigen
Bereich, der für
den Herstellungsprozeß vorteilhaft
ist. Der Geräuschreduktionseffekt
bleibt dagegen im wesentlichen gleich, wenn das Verhältnis A:B
ungefähr
1:3 oder mehr beträgt.
Lediglich der trichterförmige
Abschnitt wird größer, was
nachteilig für
Größe und Gewicht
des Mantels ist. Am meisten bevorzugt ist daher ein Verhältnis von
ungefähr
1:4 (entsprechend 0,25 in 6), wo der
Schalldruck höchst
wirksam reduziert werden kann und die gewünschte Kühlluftmenge erhalten werden
kann.
-
Es
ist überflüssig zu
sagen, daß der
trichterförmige
Auslaß 11 von
großer
Bedeutung ist. Wenn der trichterförmige Auslaß 11 an seinem hinteren Ende
breiter gemacht wird, kann die verbrauchte Kühlluft weicher nach hinten
verteilt werden. Ansonsten werden die Windgeräusche zunehmen.
-
7 ist
eine graphische Darstellung, die die Grundtendenz der Geschwindigkeits-
und Schalldruckänderung
aufzeigt, wenn der Zwischenraum C zwischen dem Rand des Laufrads 7 und
dem geraden Abschnitt 12 verändert wird. Je kleiner dieser Zwischenraum
C ist, umso mehr nehmen die Geschwindigkeit der verbrauchten Kühlluft zu
und ihr Schalldruck ab. Daher sollte der Zwischenraum C so klein
wie möglich
sein. Er wird von Faktoren wie der Formgebungsgenauigkeit usw. abhängen. Die
Verwendung eines präzisionsgeformten
Harzmantels ist vorteilhaft, um den Zwischenraum C so klein wie möglich zu
machen.
-
Wenn
der Abstand D zwischen dem trichterförmigen Einlaß 10 und
der Rückseite
des Kühlers 1 zu
klein ist, werden durch die verbrauchte Kühlluft Geräusche hervorgerufen. Je größer dagegen
dieser Abstand D ist, umso stärker
nimmt die Kühlluftmenge ab.
Der Abstand D sollte daher einige Millimeter betragen, vorzugsweise
2 bis 3 mm.
-
Der
Abstand E zwischen dem hinteren Rand des Laufrads 7 und
dem hinteren Rand des trichterförmigen
Auslasses 11 sollte gleich oder größer 0 sein. Wenn der hintere
Rand des Laufrads 7 über
den hinteren Rand des Auslasses 11 hinaussteht, können die
Windgeräusche
zunehmen.
-
Je
größer der
Zwischenraum G zwischen dem vorderen Rand des Laufrads 7 und
der Hinterseite des Kühlers 1 ist,
umso besser können
die Kühlluftgeräusche reduziert
werden. Wenn der vordere Rand des Laufrads 7 über den
durch den geraden Abschnitt 12 des Mantels 8 definierten
Bereich hinausragt, können
die Kühlluftgeräusche stark
werden. Es sollten daher Maßnahmen
getroffen werden, um zu vermeiden, daß der vordere Rand des Laufrads 7 in
den trichterförmigen
Einlaß 10 ragt.
-
Die
Wirkungsweise der Kühlvorrichtung
bei diesem Ausführungsbeispiel
wird nachstehend erläutert. 8 ist
eine graphische Darstellung, die die Änderung der Menge an verbrauchter
Kühlluft
und des Schalldrucks hinter dem Mantel zeigt, wenn bei einem mit
dem erfindungsgemäßen Kühler ausgerüsteten fertigen
Kraftrad eine an den Motor 5 angelegte Spannung verändert wird.
Speziell zeigt 8 diese Änderung zum Vergleich bei der
erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung,
bei einem Beispiel einer bekannten Kühlvorrichtung ohne trichterförmige Abschnitte
und bei einem Beispiel einer bekannten Kühlvorrichtung mit Trichterabschnitt,
bei der jedoch die Rückseite
des Kühlers
durch den Mantel abgedeckt ist. Man kann in 8 erkennen,
daß die
den Kühler
durchströmende
Luftmenge bei der Erfindung im wesentlichen gleich der bei den bekannten
Kühlvorrichtungen
ist. Allerdings ist der Schalldruck erheblich abgesenkt, und zwar
auf ein Niveau, das für den
Fahrer nicht unangenehm ist. Somit kann unter Beibehaltung der üblichen
Kühlluftmenge
der Schalldruck deutlich reduziert werden.
-
9 ist
eine weitere graphische Darstellung, die die Temperaturänderung
des Kühlwassers am
Einlaß und
am Auslaß des
erfindungsgemäßen Kühlers bei
einem fertigen Kraftrad zeigt, verglichen mit der Temperaturänderung
bei einem herkömmlichen
Kühler
ohne trichterartig geformten Mantel. Wie man in 9 deutlich
erkennen kann, gewährleistet die
erfindungsgemäße Ausbildung
ein verbessertes Kühlvermögen.
-
Die
graphischen Darstellungen in den 10(A) und
(B) zeigen die Frequenzverteilung des Schalldrucks der durch die
verbrauchte Kühlluft verursachten
Geräusche,
wenn der Lüfter 4 bei
leerlaufendem Kraftradmotor arbeitet. Der Gesamtschalldruck ist
auf der rechten Seite dieser Zeichnungen aufgetragen. 10(A) betrifft die Erfindung, wogegen 10(B) den Stand der Technik betrifft. Man kann
aus den Zeichnungen erkennen, daß gemäß 10(A) die
Erfindung – verglichen
mit dem Stand der Technik gemäß 10(B) – die
durch die verbrauchte Kühlluft
erzeugten Geräusche
deutlich reduzieren kann. Durch sensorische Überprüfung kann festgestellt werden,
daß der
Geräuschpegel
bis zu einem Pegel abgesunken ist, bei dem Geräusche hörbar sind, sie jedoch ignoriert
werden können.
-
Die 8 bis 10(B) zeigen deutlich, daß bei der Erfindung die erforderliche
Kühlluftmenge
erhalten und die Geräusche,
die beim Stand der Technik durch die verbrauchte Kühlluft hervorgerufen
werden, reduziert werden können,
wenn das Kraftrad stationär
und im Leerlauf ist oder es mit niedriger Geschwindigkeit fährt. Dies
wird aus den folgenden Gründen
erreicht: Das vordere und das hintere Ende des Mantels besitzen
die Form eines Trichters; der trichterförmige Einlaß 10 besitzt Abstand
von der Rückseite
des Kühlers 1;
der Raum 16 ist zum vorderen Umfangsrand des Mantels 8 hin
offen.
-
Der
trichterförmige
Auslaß 11 ist
dahingehend wirksam, daß er
die verbrauchte Kühlluft
gleichmäßig und
sanft nach hinten verteilt bzw. zerstreut. Die Differenz zwischen
dem maximalen und dem minimalen Durchmesser des trichterförmigen Auslasses 11 und
die Länge
B des Mantels 8 sind im Verhältnis 1:3–5, vorzugsweise ungefähr 1:4 gewählt. Dies
ist am wirkungsvollsten, um bei Verwendung des Mantels die erforderliche
Kühlluftmenge
zu erhalten und die durch die verbrauchte Kühlluft hervorgerufenen Geräusche zu
reduzieren. Das angegebene Verhältnis
eignet sich zudem am besten für
den Herstellungsprozeß.
-
Obwohl
dies aus den 8 bis 10(B) nicht
deutlich hervorgeht, ermöglicht
es das Vorhandensein der trichterförmigen Abschnitte, des offenen Raums 16 und
des Freiraums 15, daß Kühlluft,
die für den
Mantel 8 überreichlich
ist, durch den Raum 16 und den Freiraum 15 hindurch
nach hinten geht, ohne durch den Mantel 8 hindurchzugehen.
Außerdem
kann Kühlluft,
die im Bereich um den Mantel 8 herum den Kühler 1 durchströmt, nach
hinten gehen, ohne hierbei durch den Mantel 8 hindurchzugehen. Selbst
wenn daher bei schnell fahrendem Kraftrad starke Luftströme erzeugt
werden, können
diese als Kühlluft
sanft und gleichmäßig durch
den Kühler
und den Raum 16 hindurchgehen. Auch wenn dabei der Mantel 8 nahe
des Kühlers 1 angeordnet
ist, können diese
Luftströme
trotz des Vorhandenseins des Mantels 8 weich durch den
Raum 16 nach hinten gehen. Die erfindungsgemäße Kühlvorrichtung
kann den Kühlwirkungsgrad
bei fahrendem Kraftrad im Vergleich zu dem Fall verbessern, daß der Mantel
die Rückseite
des Kühlers
vollständig überdeckt.
-
Daß die erforderliche
Kühlluftmenge
beibehalten oder sogar vergrößert wird
und die durch die verbrauchte Kühlluft
hervorgerufenen Geräusche
reduziert werden, kann zudem durch die folgenden Maßnahmen
erreicht werden: Der Abstand C zwischen dem geraden Abschnitt 12 und
dem Seitenrand des Laufrads 7 wird kleiner gemacht; der
Abstand D zwischen dem Rand des trichterförmigen Einlasses 10 und
der Rückseite
des Kühlers 1 wird bei
einigen Millimetern gehalten, vorzugsweise bei 2 bis 3 mm; der Abstand
E zwischen dem Rand des trichterförmigen Auslasses 11 und
den rückseitigen Rändern des
Laufrads 7 wird gleich oder größer 0 gehalten; zwischen dem
hinteren Rand des Laufrads 7 und den Motorbefestigungsstreben 14 wird
ein hinreichender Zwischenraum F eingestellt; der Abstand G zwischen
dem vorderen Rand des Laufrads 7 und der Rückseite
des Kühlers 1 wird
so groß eingestellt,
daß das
Laufrad 7 nicht zum trichterförmigen Einlaß 11 vorragt.
Außerdem
werden die Streben 13 und die Motorbefestigungsstreben 14 am
Außenumfangsrand
des Mantels 8 befestigt, wodurch die durch die verbrauchte
Kühlluft
hervorgerufenen Geräusche wirksam
reduziert wird.
-
Die 11(A) und (B) zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung.
Sie sind ähnlich
der 3 bzw. 1. Gleiche Komponenten wie beim
vorhergehenden Ausführungsbeispiel
werden in der nachfolgenden Beschreibung mit gleichen Bezugszeichen
gekennzeichnet.
-
Beim
zweiten Ausführungsbeispiel
ist der Mantel 8 mit seinem Einlaß und seinem Auslaß in Trichterform
integral, also zumindest baueinheitlich, mit dem Seitenrand des
Laufrads 7 ausgeführt.
Zudem ist der Motor 5 direkt am Kühler 1 angebracht, und
zwar mit Hilfe der Motorbefestigungsstreben 14. Der Mantel 8 dreht
sich daher zusammen mit dem Laufrad 7. Im übrigen ist
die Kühlvorrichtung
nach dem zweiten Ausführungsbeispiel
im wesentlichen identisch zu der nach dem ersten Ausführungsbeispiel,
inklusive der Trichterstrukur des Einlasses und des Auslasses des
Mantels 8. Sie wird deswegen nicht im einzelnen erläutert.
-
Zwischen
dem Mantel 8 und dem Seitenrand des Laufrads 7 ist
demnach kein Zwischenraum vorhanden, was für die Reduzierung des Geräuschdrucks
und die Beschleunigung der verbrauchten Kühlluft wirkungsvoll ist. Der
Effekt der Trichterstruktur des Mantels 8 wird weiterhin
beibehalten. Als Alternative kann der Mantel 8 statt am
Laufrad 7 an der Drehwelle 6 befestigt werden.
Die Motorbefestigungsstreben 14 können den Motor 5 des
Lüfters 4 ohne
weiteres direkt mit dem Kühler 1 koppeln,
also nicht über
den Mantel 8. Dies wirkt sich auf eine Vereinfachung der
Konstruktion und eine Senkung des Gewichts der Kühlvorrichtung aus.
-
Die 12(A) bis 14(B) zeigen
modifizierte Beispiele der in den 11(A) und
(B) gezeigten Kühlvorrichtung.
Sie sind insofern identisch, als sich der Mantel 8 gemeinsam
mit dem Laufrad 7 dreht. Die Kühlvorrichtung wird in diesen
Zeichnungen in ähnlicher
Weise wie in den 11(A) und (B) gezeigt.
-
Bei
einem dritten Ausführungsbeispiel,
das in den 12(A) und (B) gezeigt ist,
ist lediglich der Einlaß 10 des
Mantels 8 in Trichterform. Vom trichterförmigen Einlaß 10 wird
erwartet, daß er
die verbrauchte Kühlluft
weich führt
und streut.
-
Die 13(A) und (B) zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel,
bei dem lediglich der Auslaß 11 des
Mantels 8 Trichterform besitzt, während der Einlaß 10 gerade
ist. Diese Konstruktion ist dahingehend wirksam, daß sie den
Schalldruck senkt und die erforderliche Kühlluftmenge bis zu einem gewissen
Grad wahrt.
-
Bei
den in den 11(A) bis 13(B) gezeigten Ausführungsbeispielen
beträgt
das Verhältnis
A/B 1:3–5,
vorzugsweise 1:4, wobei A die Differenz zwischen dem maximalen und
dem minimalen Durchmesser des Trichterabschnitts (also des Auslasses, wenn
sowohl der Auslaß als
auch der Einlaß des Mantels
Trichterform besitzen) des Mantels 8 bezeichnet und B die
Länge des
Mantels 8 bezeichnet. Diese Ausführungsbeispiele gewährleisten
nicht nur die durch die Integration des Mantels 8 mit dem
Laufrad 7 erhaltenen Vorteile, sondern sind durch Verwendung
des Mantels mit Trichterstruktur auch dahingehend wirksam, daß die erforderliche
Kühlluftmenge
erhalten wird und die durch die verbrauchte Kühlluft hervorgerufenen Geräusche reduziert
werden. Das angegebene Verhältnis
kann in einem Bereich eingestellt werden, der für die Fertigung der Kühlvorrichtung
von Vorteil ist.
-
In
den 14(A) und (B) ist ein fünftes Ausführungsbeispiel
gezeigt, bei dem der Mantel 8 nur den geraden Abschnitt 12 aufweist.
Dieses Ausführungsbeispiel
hat nicht die Vorteile, die durch die Trichterstruktur erreicht
werden, und ist insofern nicht wie die vorhergehenden Ausführungsbeispiele
wirksam. Da allerdings der Mantel 8 integral mit dem Laufrad 7 ausgeführt ist,
also kein Zwischenraum zwischen diesen Komponenten vorhanden ist,
kann erwartet werden, daß dieses
Ausführungsbeispiel
bei der Reduzierung des Schalldrucks und bei der Wahrung der erforderlichen
Kühlluftmenge
wirksam ist.
-
15 ist
eine Rückansicht,
die die Anordnung der Motorbefestigungsstreben 14 bei einem sechsten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt. Wie man erkennen kann, sind die Motorbefestigungsstreben 14 in
Drehrichtung (gezeigt durch einen Pfeil H) des Laufrads 7 geneigt.
Diese Ausbildung wirkt sich im Hinblick auf eine Reduzierung der durch
die verbrauchte Kühlluft
erzeugten Geräusche aus,
weil der verbrauchten Kühlluft
durch das Laufrad 7 eine Drehung erteilt wird und sie nur
mit geringem Widerstand in Kontakt mit den Motorbefestigungsstreben 14 gebracht
wird.
-
Eine
Modifikation des sechsten Ausführungsbeispiels
ist in den 16 und 17 gezeigt. Die
Motorbefestigungsstreben 14 sind dabei nicht in Drehrichtung
des Laufrads 7 geneigt. Die Motorbefestigungsstreben 14 besitzen
jedoch die Form einer flachen Platte und sind in eine Richtung geneigt,
in die die aus dem trichterförmigen
Auslaß des
Mantels kommende Kühlluft
letztendlich geleitet werden soll.
-
Dieses
modifizierte Beispiel ist im Hinblick auf eine Reduzierung des Widerstands,
mit dem die Kühlluft
in Kontakt mit den Motorbefestigungsstreben 14 gelangt,
und eine Änderung
der Strömungsrichtung
der Kühlluft
wirksam, etwa wie bei einer Jalousie oder Lüftungsschlitzen.
-
Bei
einer Kühlvorrichtung
ist ein Lüfter
hinter einem Kühler
angeordnet. Ein Mantel umschließt
ein mit einem Motor und einer Drehwelle gekoppeltes Laufrad. Der
Mantel weist einen Einlaß und
einen Auslaß jeweils
mit Trichter- oder Glockenmundform auf. Der trichterförmige Einlaß weist
einen vorderen Rand auf, der einen Abstand von einer Rückseite
des Kühlers
aufweist, und bildet so um seinen vorderen Umfangsrand herum einen
Freiraum. Durch den Freiraum hindurch ist ein Raum gebildet, der
rund um den Umfang des Mantels offen ist. Ein Verhältnis A:B beträgt 1:3–5, vorzugsweise
etwa 1:4, wobei A die Differenz zwischen dem maximalen und dem minimalen
Durchmesser des trichterförmigen
Auslasses des Mantels bezeichnet und B die Länge des Mantels bezeichnet.
Mit dieser Kühlvorrichtung
können
die Geräusche
reduziert werden, die durch die verbrauchte Kühlluft hervorgerufen werden.
Ebenso kann die erforderliche Kühlluftmenge
des Lüfters
erhalten werden.