DE2112261A1 - Kuehlerventilator - Google Patents

Description

386-69 - 5/71 9. März 1971

ASO/MPR

Battelle-Institut e.V., Frankfurt am Main

Kühlerventilator

In den kühleren Jahreszeiten ist der ständig mitlaufende Kühlerventilator in Kraftfahrzeugen die Ursache für folgende Mißstände:

a) zu langsames Aufwärmen der Maschine und ständige Unterkühlung

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b) Mehrverbrauch an Kraftstoff

c) Geräuschbelästigung.

Andererseits muß der Kühlerventilator so ausgelegt werden, daß der Motor unter starker Belastung in der heißen Jahreszeit sich nicht überhitzt.

Bisher wurden diese Probleme damit gelöst, daß Kühlerventilatorkupplungen zum Einbau kamen. Diese basieren entweder auf einer temperaturabhängigen Erregung einer elektromagnetischen Kupplung oder auf der kraftschlüssigen Verbindung von rotierenden Flächen mit einem zähen Silikonöl.

Beide Verfahren haben den Nachteil, daß ein erheblicher zusätzlicher Aufwand geleistet werden muß und in den meisten Fällen eine nachträgliche Umrüstung eines Kraftfahrzeuges kaum möglich ist.

Gegenstand der folgenden Erfindung ist daher ein Kühlerventilator insbesondere aus Kunststoff mit verstellbaren Blättern, die unterhalb einer bestimmten Temperatur nicht ansprechen, oberhalb dieser Temperatur sich aber sofort ohne Zwischenstufen in ihre Endstellung bewegen.

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Beim Unterschreiten dieser Temperatur springt das Blatt sofort wieder in die Ausgangsstellung zurück. In dieser Ausgangsstellung fördert der Ventilator nur wenig oder gar keine Kühlluft; entsprechend gering ist daher auch der erforderliche Energieaufwand.

Dieser Vorgang kann sich heliebig und ermüdungsfrei wiederholen. Im Gegensatz zu den konventionellen Kühlerventila- " torkupplungen erfordert diese Vorrichtung keinen zusätzlichen Aufwand an Inspektionen und Instandsetzungen. Zudem unterscheidet sich diese Vorrichtung im Preis nur unwesentlich von den heute üblichen insbesondere aus Kunststoffen bestehenden Kühlerventilatoren.

Im System Nickel-Titan existiert oberhalb von etwa 430°C die intermetallische Phase NiTi mit einem kubisch raumzentrierten Gitter. Nach dem Abschrecken bleibt diese Struk- d tür auch bei Raumtemperatur erhalten. Bei plastischer Verformung bis zu etwa 10% bleibender Dehnung klappt das raumzentrierte Gitter in zwei martensitische, dichtestgepackte monokline Gitter um.Dabei finden keine irreversiblen Gleitvorgänge statt. Durch eine Wärmebehandlung bei einer definierten, von der Zusammensetzung abhängigen Temperatur wird dieser Umklappvorgang wieder rückgängig gemacht. Bei diesem

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Vorgang werden bedeutende Kräfte frei, die 50 kp/mm erreichen können. Die Temperatur, bei der dieser Vorgang stattfindet, kann durch kleine Variationen in der Zusammensetzung in einem weiten Temperaturbereich genau fixiert werden. Der Vorgang kann beliebig of wiederholt werden.

Erfindungsgemäß werden insbesondere Streifen dieser Legierung, die oberhalb einer Grenztemperatur, die besonders zwischen 50°C und 70°C auf eine ganz bestimmte Temperatur fixiert anspricht, ist in die Hinterkante des Profils eines Kunststoffventilators eingearbeitet.

Unterhalb dieser Grenztemperatur sind diese Streifen relativ leicht verformbar, und beeinflussen die Symmetrie des Profils wenig oder gar nicht ( Bild la ).

Oberhalb der Grenztemperatur "erinnern" sich die Streifen mit großer Kraftentfaltung an ihre ursprünglich durch die erwähnte Wärmebehandlung eingeprägte gebogene Form, und krümmen dabei die Hinterkante des Profils derart, daß ein kräftiger Luftstrom durch den Kühler gesaugt wird (Bild Ib).

Dieser Vorgang ist reversibel und kann beliebig wiederholt werden. In der kühlen Jahreszeit oder bei rascher Fahrt

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sowie beim Anfahren wird daher mit einem Mindestaufwand an Energie der Kühlerventilator in Rotation gehalten ohne ständig Luft in größerem Maße durch den Kühler zu saugen. Nur im Bedarfsfalle erfolgt ein kräftiger Kühlluftdurchsatz.

Die Rückstellkräfte beim Unterschreiten der Grenztemperatur \irerden im wesentlichen durch den rückfedernden Kunststoff sowie durch die an der Hinterkante angreifenden Luftkräfte erzeugt. Diese biegen den in diesem Temperaturbereich relativ weichen Streifen aus der intermetallischen Verbindung NiTi in die gerade Lage ( Bild la ) zurück. Zur Unterstützung dieses Vorganges können aber auch elastische Stahlstreifen in die Hinterkante des Kunststoffprofils eingelegt werden.

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Claims (4)

Pat entansprüche

1. Kühlerventilator mit automatischer Blattverstellung, die sich oberhalb einer bestimmten Temperatur sofort voll ausbildet, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stellglied aus einer Legierung auf der Basis der intermetallischen Verbindung NiTi oder einer anderen ähnlich sich verhaltenden Legierung insbesondere die Hinterkante des Blattprofiles krümmt.

2. Kühlerventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb dieser bestimmten Temperatur die Krümmung des Stellgliedes durch das elastisch verformte Blattprofil oder durch eingelagerte elastische Metall- insbesondere Stahlstreifen wieder rückgängig gemacht wird.

3. Kühlerventilator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieser im wesentlichen aus einem Kunststoff angefertigt ist.

4. Kühlerventilator nach Anspruch 1 bis o, dadurch gekennzeichnet , daß damit Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen ausgerüstet werden.

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