DE2046816A1 - Kuhlventilator fur wassergekühlte Kraftfahrzeugmotoren - Google Patents

Description

• Kühlventilator für wassergehühlte Kraftfahrzeugmotoren Die Erfindung betrifft einen Kühlventilator für wassergekühlte Kraftfahrzeugmotoren, der mit einem auf die Kühlwassertemperatur ansprechenden Regelglied anagestattet ist.
• Bekannte derartige Ventilatoren sind itt starren Flügeln ausgestattet. Das ihnen zugeordnete Regelglied, z.B. in Thermostat, steuert eine Kupplung, über welche der Ventilator beim Erreichen einer vorbestimmten Kühlwassertemperatur mit einen Antriebsmittel, in der Regel mit einer Keilriemenscheibe in Verbindung gebracht wird, deren Rienen auch die Lichtmaschine antrebt. Solche Anordnung weisen verschiedene Mängel auf. Insbesondere ist es bei ihnen ungünstig, daß eine ausschließlich das Ein- oder Ausschalten des Ventilators bewirkende Regelung in den meisten Betriebsbereichen noch immer ein unwirtschaftliches Mitlaufen und somit das Auftreten von Verlusten bewirkt. Um die Einschalttemperatur möglichst hoch wählen zu können, wird oft die Kühlerfläche überdimensioniert, damit es seltener zum Einschalten kommt und somit diese Verluste weniger häufig auftreten. Durch diese Maßnahne werden jedoch wieder andere Verluste vergrößert, denn mit der Vergrößerung der Kühlerfläche kommt es in vielen Fahrbereichen zu einer zu starken Abkühlung, also zu unnötigen Wärmeverlusten. Aus diesen Grunde verwendet man im Winter oft eine Abdeckung des Kühlers, was dann bei kurzzeitig wärmeren Wetter zum unnötigen Mitlaufen des Ventilators führt. Kaum jemand paßt nämlich ständig die Öffnung der Abdeckung der Außentemperatur baw. seinen Fahrverhalten an. line derartige ständige Anpassung wird selbst dann als zu mühsam empfunden und deshalb oft unterlassen, wo eine von Armaturenbrett aus bedienbaren Kühlerjalousie vorhanden ist.
• Ziel der Erfindung ist es, eine selbsttätige und stufenlose Regelung der Kühlung so vorzusehen, daß die Summe aus den Antriebsverlusten des Ventilators und den Wärmeverlusten auf ein Minimum reduziert wird. Die Baulänge soll dabei nicht vergrößert werden. Außerdem soll der Aufwand in Engsten Grenzen gehalten werden.
• Erfindungsgemäß wird zur Erreichung dieses Zieles vorgeschlagen, einen Kühlventilator der eingangs erwähnten Art in an sich bekannter Weise itt Mitteln zur Änderung der Flügelstellung während des Betriebes auszustatten ind diese Mittel itt den auf die Kühlwassertemperatur ansprechenden Regelglied derart in Verbindung zu bringen, daß der Austellwinkel der Ventilatorflüge bei steigender Kühlwassertemperatur größer wird und beim Ahsinken der Kühlwassertemperatur unter ein vorbestimmte Maß ein Minimum erreicht. Weiterhin kann selbstverständlich auch noch eine Kupplung vorgesehen sein die den Ventilator bei noch weitergehenden Temperaturabfall von seinem Antrieb trennt.
• Es ist klar, daß damit eine stufenlose Regelung möglich ist, die es gestattet, die Ventilatorleistung Jeder im Betrieb verkommenden Situation anzupassen.
• Weiter, eine zweckmäßige bauliche Ausgestaltung betreffende Merkmale der Erfindung sind in den Ansprüchen niedergelegt und werden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert.
• In der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen erfindungsgemäß Ventilator hälftig im Längsschnitt nach der Linie I-I in Fig. 2 in einer Stellung, die seine Teile bei niedriger Kühlwassertemperatur einnehmen und hälftig in Ansicht bei höherer Kühlwassertemperatur.
• Fig. 2 zeigt , nach Wegnahme des vorderen Abdeckbleches, den Ventilator in ############# Frontansicht, und Fig. 3 ist ein Schnitt nach der gebrochenen Linie III-III der Fig. 2.
• Der Ventilator weist eine Nabe 1 auf, die itt einer Kupplungshälfte 2 verschraubt ist. Die Gegenkupplungshälfte 3 ist mit einer Keilriemenscheibe 4 verbunden, deren Nabe 5 auf der Welle 6 sitzt und auf deren nit einem Gleitbelag versehenen Mantel die Ventilatornabe 2 sowohl drehbar als auoh längsverschiebbar gelagert ist. In der hohlen Welle 6 ist ein Dehnkörper, z.B. ein Bimetall-Faltenbalg 7, so angeordnet, daß Kühlwasser aus dem Kanal 8, in den es mittels einen auf der Welle sitzenden Pumpenrads 9 gefördert wird, in des Innere des Faltenbalges 7 eintritt. Das eingedrungene Wasser tritt bei 10 ans dem Faltenbalg wieder aus, umspült diesen von außen und gelangt bei 11 wieder in den Kreislauf zurück. Der Bimetall-Faltenblag nimmt stets die jeweilige Kühlwassertemperatur an und längt bzw. kürzt sich entsprechend. An seinem freien Ende ist ein Achszapfen 12 befestigt, der durch den Faltenbalg innerhalb der Hohlwelle 6 verschoben werden kann. Sein auS letzterer herausragendes Ende trägt frei drehbar ein als Scheibe ausgebildete Verstellglied 13 mit einer Stirnfläohe, deren plane, konkave oder konvexe Form von jeden Durchschnittsfachmann entsprechend der gewünschten Verstellcharakteristik leicht zu bestimmen ist.
• Die Nabe 1 trägt, gleichmäßig über ihren Unfang verteilt, vier radiale Achsstummel 14, auf denen hülsenförmige Glieder 15 drehbar sind, welche die Ventilatorflügel 16 tragen.
• Rückholfedern 17 in Form von Schraubenfedern mit Ösen 18, 19, welche in schlitzartige Öffnungen 20 der Achsstummel 14 bzw. abgeplattete Teile 21 der Hülsen 15 eingreifen, suchen die Flügel 16 in einer Stellung zu halten, in der ihr Anstellwinkel seinen insbesondere aus Fig. 2 und 3 ersichtlichen Minimalwert erreicht. Eine Verstellung über den Minimalwert hinaus ist durch in dem Ausführungsbeispiel nicht dargestellte Anschlagbolzen verhindert.
• Mit den hülsenartigen Gliedern 15 sind Mitnehmerteile 22 rest verbunden, deren freie Inden 23 an der Stirnfläche des Verstellgliedes 13 anliegen.
• Steigt in diesem System die Kühlwassertemperatur an, so dehnt sich der Faltenbalg 7 aus und verschiebt den Achszapfen 12 nit den Verstellglied 13 nach links. Das Verstellglied nimmt die an ihm anliegenden Mitnehmerteile 22 mit, die ihrerseits die hülsenförmigen Glieder 15 nnd über diese die Nabe 1 mitnehmen, bis die mit letzterer verschraubte@ Kupplungshälfte 2 in Eingriff nit der an der Rienenscheibe 4 befestigten Kupplungshälfte 3 kommt, was zur Folge hat, daß der Ventilator jetzt die Drehung der Rienenscheibe 4 mitmacht. Dabei haben die Rückholfedern bis jetzt verhindert, daß die Ventilatorflügel aus ihrer Ruhestellung bewegt wurden. Der Ventilator läuft also mit geringer Förderleistung und entsprechend geringen Kraftaufwand. Erst wenn die Kühlwassertemperatur weiter ansteigt und das Verstellglied 13 infolgedessen weiter im Sinne des Pfeiles i in Pig. 1 verschoben wird, erfolgt entgegen der Kraft der Rückholfedern 17 eine Schwenkung der Mitnehmerteile 22 und damit der hülsenförmigen Glieder 15 und der itt ihnen verbundenen Ventilatorflügel 16 in Sinne des Pfeiles 3, was eine Vergrößerung des Anstellwinkels und der Förderleistung zur Folge hat.
• Umgekehrt zieht sich bei sinkender Kühlwassertemperatur der Faltenbalg 7 wieder zusammen, sodaß entsprechend der Rückwärtsbewegung des Verstellgliedes 13, bewirkt duroh die Rückholfedern 17, die Flügel 16 wieder in einen kleineren Anstellwinkel gedreht werden. Kommt es zu einen weiteren Absinken der Kühlwassertemperatur, so gelangen die Flügel 16 in ihre Minimalstellung und verbleiben dort.
• Bei weiteren Absinken heben die Mitnehmerteile 22 baw.
• ihre Enden 23 von den Verstellglied 13 ab. Die Kupplung bleibt dabei solange ia Eingriff, bis die Abdeckkappe 24, befestigt durch di. Bolzen 25, gegen die Enden 23 der Mitnehmerteile 22 drückt und die Nabe 1 mit der Kupplungshälfte 2 außer Eingriff der Gegenkupplungshälfte 3 bringt.
• Babei besteht ein etwas, z.3. 1-3 s, größerer Abstand zwischen der Abdeckkappe 24 und den Verstellglied 13 als die Enden 23 der Mitnehmerteile 22 stark sind sodaß aut einfachste Weise ein Flattern vermieden ist, weil zuerst wieder eine Erwärmung um mehrere Temperaturgrade erforderlich ist, bevor die Kupplung wieder in Eingriff konnt.
• Der zusätzliche Einbau einer bekannten Einrastfeder zur Vergroßerung der Temperaturspanne zwischen Ein- und Ausrücken der Kupplung bzw. zur Vermeidung des "Flatterns" bei im Einrückbereich verharrender Wassertemperatur ist selbstverständlich möglich, erscheint jedoch nicht als unumgänglich und ist daher in der Darstellung des Ausführungsbeispieles weggelassen.

Claims (11)

Patentansprüche

1. Kühlenventilator für wassergekühlte Kraftfahrzeugsmotoren mit einen auf die Kühlwassertemperatur ansprechenden Regelglied, dadurch gekennzeichnet, daß er in an sich bekennter Weise itt Mitteln zur Änderung der Flügelstellung während des Betriebes ausgestattet ist und daß diese Mittel mit den auf die Kühlwassertemperatur ansprechenden Regelglied derart in Wirkverbindung stehen, daß der Anstellwinkel der Ventilatorflügel bei steigender Kühlwasser temperatur größer wird.

2. Kühlenventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilatorflügel (16) mit hülsenartigen Gliedern(15) an radialen Auhsstunneln (14) der Ventilatornabe (1) gelagert sind, und daß itt den hülsenartigen Gliedern (15) fest verbundene Mitnehmerteile (22) itt einem durch das Regelglied (7) in Achsrichtung verschiebbaren Verstellglied (13) derart in Eingriff stehen, daß eine Längsverschiebung des Verstellgliedes (13) eine Schwenkbewegung der Mitnehmerteile (22) und der mit ihnen verbundenen hülsenartigen Glieder (15) zur Folge hat.

3. Kühl#####ventilator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Ventilatorflügeln Rückstellfedern (17) sugeordnet sind, welche sie gegenüber den Achsstunneln (14) in einer Drehstellung zu halten zuchen, in der der Anstellwinkel sein Minimum erreicht und welche gleichzeitig bewirken, daß die mit den hülsenartigen Gliedern (15) verbundenen Mitnehmerteile (22) in kraftschlüssigen Ein@ griff mit dem Verstellglied (13) bleiben.

4. Kühlventilator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückholfedern (17) als an ihren Enden mit Ösen (18, 19) ausgestattete Schraubenfedern ausgebildet rind, wobei die Ösen (18, 19) einerseits in schlitzartige Öffnungen (20) der Achsstunnel (14) und andererseits in abgeplattete Teile der hülsonartigen Glieder (15) eingreifen.

5. Kühlventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle des Ventilators als Hohlwelle (6) ausgebildet ist und in ihrem Inneren ein auf die Kühlwassertemperatur durch Längenänderung ansprechendes Regelglied und einen mit dessen freien Ende verbundenen Achszapfen (12) aufnimmt, der auch das Verstellglied (13) trägt.

6. Kühlventilator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelglied als Bimetall-Faltenbalg (7) ausgebildet ist.

7. tffhlsentilator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (6) ao Flügelrad (9) einer Kühlwasserpumpe (trägt und derart angeordnet ist, daß ein Teil des umgewälzten Kühlwassers durch sein Inneres fließt und dabei das Regelglied (7) umspült.

8. Kühlventilator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Vesteilglied (13) als auf dem Achszapfen (12) frei drehbar gelagerte Scheibe ausgebildet ist.

9. Kühlventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (1) in an sich bekannter ### Weise mit einer zu ihren Antrieb vorgesehenen Riemenscheibe (4) über eine Kupplung (2, 3) in Verbindung steht, die durch das Regelglied (7) ein--und ausrückbar ist.

10. Kühlventilator naoh anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (1) bis zum Einrücken der Kupplung (2, 3) mit den Verstellglied (13) über die Mitnehmerteile (22) duroh das Regelglied (7) längsverschiebbar ist.

11. Kühlventilator nach einem der Ansprüche 1-bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine an sich bekannte Schnappfeder vorgesehen ist, die die Kupplung in der Jeweiligen Stellung so lange festhält, bis ein so hoher Temperaturanstieg bzw. Temperaturrückgang auftritt, der den Schnappfederwiderstand in beiden Richtungen zu überwinden vermag.