DE3036212A1

DE3036212A1 - Fahrzeugventilator

Info

Publication number: DE3036212A1
Application number: DE19803036212
Authority: DE
Inventors: Nobuyoshi Anjo Aichi Kozawa; Hiroto Toyota Aichi Masai; Ken-Ichiro Mizutani
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1979-09-28
Filing date: 1980-09-25
Publication date: 1981-04-02
Also published as: JPS5650213A; DE3036212C2; JPS6120694B2; GB2058943A; US4487551A; AU531311B2; GB2058943B; AU6276780A

Description

ϊ I/ujι ι_Μλ α ft' IMVC Patentanwälte und

ROHLING ^α fcilNfcE Vertreter beim EPA

Grupe - Pell

hann

q Π O C O 1 9 Dipl.-Ing. R. Kinne _4_ JUOOZIZ, Dipl.-ing. R Grupe

Dipl.-Ing. B. Pellmann

Bavariaring 4, Postfach 20 2403 8000 München 2

Tel.: O 89 - 53 96 53

Telex: 5-24 845 ti pat

cable: Germaniapatent München

5. September 1980 DE 06-1 / case AS-251

:-j η Seiki Kabushiki Kai."ha

Kariyn city / Japan

Fahrzeucrventilator

Die Erfindung bezieht sich auf einen ventilator und insbesondere auf einen Kühlventilator für ein Fahrzeug, der speziell ein Ventilatorrad sowie eine diesem zugeordnete, temperaturempfindliche Einrichtung umfaßt, die auf einer treibenden Welle eines Kraftfahrzeuges drehbar gela/ert ist.

Bei herkömmlicher Ausbildung des Ventilators ist das Ventilatorrad mit Hilfe von Schrauben starr ;,n der temperaturempfindlichen, drehbaren Einrichtung montier;,- bei der es sich beispielsweise um eine mit zäh- bzw. dic.flüssiger Flüssigkeit arbeitende Flüssigkeitskupplung handeln kann. Aufgrund der starren Verbindung zwischen dem Ventilatorrad und der Flüssigkeit skupolung treten dann Schwierigkeiten auf, wenn die Flüssigkeitsspülung nicht genau auf der treibenden Welle montiert ist. Die Drehung des Ventilatorrades, das starr mit der Flüssigkeitskupplung verbunden ist, c"Ue beispielsweise exzen-

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Deulscde Bank iMuncln η Mu 51/610Γ0 Dresdner Hank (München) Kto. 3939 844 y,. -scheck (München) KIo. 670-43-804

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trisch auf der treibenden Welle sitzt, kann zu einem Moment auf die Lagereinrichtung bzw. das Lag· r zwischen der Flüssigkeitskupplung und der VJelle führen, d<\ 3 eine Beschädigung des Lagers hervorruft. Dieses Moment wird hauptsächlich durch das Trägheitsmoment bei der Ventilatordrer.ung hervorgerufen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrurde, einen Ventilator ohne den vorstehend beschriebenen Nachteil zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den in den Patentansprüchen gekennzeichneten Ventilator ·.;elöst.

Beim erfindungsgemäßen Ventilator ist das Ventilatorrad nachgiebig bzw. elastisch mit der temperauurempfindlichen drehbaren Einrichtung, beispielsweise einer rait dickflüssiger Flüssigkeit arbeitenden Flüssigkeitskupplung_/ über eine in Axialrichtung nachgiebige bzw. elastische Linrichtung verbunden, die beispielsweise als große Tellerfecer, Blattfedern, Schraubenfedern oder kleine Tellerfedern ausgebildet sein kann. Wenn die Flüssigkeitskupplung zufällig mittels ihres Lagers auf der treibenden Wells nicht korrekt ausgerichtet montiert ist, verhindert das Trägheitsmoment bei der Vi_ntilatordrehung störende Vibrationen des Ventilators aufgrund der in Axialrichtung nachgiebigen Einrichtung, so daß dadurch das Lager vor Beschädigung geschützt ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Ventilator kompensiert das in Axialrichtung nachgiebige bzw. elastische Ulement, das das Ventilatorrad mit der temperaturempfindlichen drehbaren Einrichtung verbindet, mögliche Ausrichtungsfehler oder Exzentrizitäten der temperaturempfindlichen drehbaren Einrichtung bezüglich der treibenden Welle. Der erfindungsgemäß ausgebildete Ventilator ist konstruktiv einfach und in der Herstellung billig.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus

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der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeisnielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:

Figur 1

Figur 2

Figur 3

Figur 4

einen Längsschnitt durc/t einen Teil eines erfindungsgemäß ausgebildeter. Ventilators mit einem Ventilatorrad, das mit ..dner Flüssigkeitskupplung verbunden ist;

eine Vorderansicht des Ventilators gemäß Figur 2, wobei jedoch lediglich einige wesentliche Teile gezeigt sind;

eine Figur 2 ähnliche Darstellung, die eine weitere Ausführungsform zeigt;

eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Figur 5

eine Figur 4 ähnliche Darstellung, die jedoch eine weitere Ausführungsform ausschnittweise zeigt;

Figur 6

einen Längsschnitt durch einen Teil eines Ventilators, bei dem die Ausiührungsform gemäß Figur 5 angewendet ist;

Figur 7

eine Figur 6 ähnliche Darstellung, die eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Figur 8

Figur 9

eine Figur 6 ähnliche Darstellung, die eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt; und

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Figur 10 eine Figur 6 ähnliche Darstellung, die eine

weitere Ausführungsfor..i der Erfindung zeigt.

Im folgenden wird zunächst auf die Figuren 1 und 2 eingegangen. In Figur 1 ist eine treibende Welle 10 erkennbar, die von einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges angetrieben wird. Auf der Welle 10 ist drehbar eine mit einer dickflüssigen Flüssigkeit arbeitende Flüssigkeitskupplung 14 angebracht, zu der eine Gehäuseplatte 12, die auf einem Kugellager 11 gelagert ist, sow:2 ein Gehäuse 13 gehören, das fest an der Gehäuseplatte 12 angebracht ist. Eine Trennplatte 15 unterteilt das Innere L.es Gehäuses 13 in eine Reservoirkammer 16 und eine Arbeitskammer 17. Die Trennplatte 15 ist am Gehäuse 13 befestigt. Ein ar der Welle 10 befestigter Rotor 18 befindet sich in der Arbeitskammer 17 und weist auf seiner der Gehäuseplatte 12 zugewandten Seite Labyrinthnuten 19 auf.

In der Trennplatte 15 befindet sich ein Loch 20, durch das eine Strömungsverbindung zwischen der Reservoirkammer 16 und der Arbeitskammer 17 bestehen kann, drmit die dickflüssige Flüssigkeit aus der Reservoirkammer 1ύ in die Arbeitskammer 17 gelangen kann. An der Trennplatte '¹S ist drehbar eine Ventilplatte 2 2 angebracht, die das Loch 2 0 in Abhängigkeit von der Bewegung eines spiralig gebogenen Bimetalls 21 öffnet und schließt, das am Gehäuse 13 angebracht ist. Das Gehäuse 13 ist mit einem Rückströmkanal 24 versehen, zu dem ein Pumpmechanismus 23 gehört, damit die dickflüss.·.je Flüssigkeit aus der Arbeitskammer 17 zur Reservoirkammer ',6 zurückkehren kann.

Wenn im Betrieb die Temperatur der Brennkraftmaschine auf einen bestimmten Wert ansteigt, wird die Ventilplatte 22 so verdreht, daß sie das Loch 20 öffnet. Die dadurch in die Arbeitskammer 17 eingelassene dickflüssige Flüssigkeit, die insbesondere auch in die Labyrinthnuten 19 eintritt, dreht dann die

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Gehäuseplatte 12 und das Gehäuse 13 aufgrund von in der zähen Flüssigkeit wirkenden Scherkräften.

Wenn die Temperatur der Brennkraftmaschine unterhalb des bestimmten Wertes liegt, hält die Ventilnlatte 22 das Loch 20

geschlossen, damit die Menge der in de: Arbeitskammer 17 enthaltenen dickflüssigen E'lüssigkeit minimal ist, d.h. damit die die Gehäuseplatte 12 und das Gehäuse 13 bei der Drehung mitnehmenden Scherkräfte der Flüssigkeit möglichst klein sind. 10

Die vorstehend beschriebene Ausbildung und Funktionsweise der Flüssigkeitskupplung 14 sind an sich bekannt und werden daher nicht weiter erläutert.

In den Figuren 1 und 2 ist ferner ein Gebläse- bzw. Ventilatorrad 25 erkennbar, das mehrere flexible Flügel 26 sowie eine ringförmige Nabe 27 umfaßt, die ebenso wie die Flügel aus Kunststoff besteht. Die Nabe 27 ist mit vier nach innen ragenden Vorsprüngen 28 versehen, die jeweils mit einer im wesentliehen ringförmigen Tellerfeder 30 mit Hilfe einer Buchse 29 verbunden sind, wie dies in Figur 2 erkennbar ist. Die Tellerfeder 30 ist einstückig aus einem Metallblech hergestellt und besteht aus einem flachen Ring 31, vier Vorsprüngen 32, die vom Ring 31 aus radial nach außen verlaufen und jeweils zwisehen benachbarten, nach innen gerichteten VorSprüngen 28 des Ventilatorrades 25 angeordnet sind, sowie vier in Umfangsrichtung verlaufenden Zungen 33, die in A:-;ialrichtung auslenkbar sind und jeweils von einem der VorsprLnge 32 ausgehen und an ihrem freien Ende mit einem der nach innen gerichteten Vorsprünge 28 verbunden sind. Jeder der Vorsprünge 32 der Tellerfeder 30 weist ein Loch 34 auf, durch das eine Schraube 35 verläuft. Mittels der Schrauben 35 ist die Tellerfeder 30 fest am Gehäuse 13 der Flüssigkeitskupplung 14 angebracht (siehe Figur 1).

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Falls die Gehäuseplatte 12 der Flüssigkeitskupplung 14 auf der Welle 10 exzentrisch angebracht sein sollte oder in Axialrichtung relativ zur Welle verschoben sein sollte, kompensiert die Tellerfelder 30 diese exzentrische Anbringung oder axiale Verlagerung des Ventilatorrades 25, so daß verhindert ist, daß das Ventilatorrad 25 sich relativ zur treibenden Welle 10 exzentrisch dreht. Wenn beispielsweise die Flüssigkeitskupplung 14 unbeabsichtigt auf der treibenden Welle 10 so angebracht ist, daß sie im Gegenuhrzeigersinn (in Figur 1) geneigt ist, wirkt am Ventilatorrad 25 ein Trägheitsmoment, das das Ventilatorrad 25 im Uhrzeigersinn (in Figur 1) aufzurichten versucht, so daß dieses Trägheitsmoment nicht vom Kugellager 11 aufgenommen zu werden braucht. Folge ist, daß sich Montagefehler der Flüssigkeitskupplung 14 nicht auf das Ventilator- rad 25 auswirken können und daß keine Resonanz auftritt.

Statt der Tellerfeder 30 mit vier in Umfangsrichtung verlaufenden Zungen 33 können vier einzelne Blattfedern 30a mit im wesentlichen rechteckiger Form vorgesehen sein, um die axiale Nachgiebigkeit bzw. Elastizität zu gewährleisten, wie dies in Figur 3 gezeigt ist, in der gleiche Bozugszeichen für gleiche bzw. entsprechende Teile wie in den Figuren 1 und 2 verwendet sind.

Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Tellerfeder. Die darin dargestellte Tellerfeder 30b hat im wesentlichen Ringform und ist mit mehreren Buchsenlöchern 29b sowie mehreren Schraubenlöchem34b versehen. Die Anzahl der Buchsenlöcher 29b ist größer als die Anzahl der Buchsenlöcher bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen, was zur Folge hat, daß die Tellerfeder 30b auch als Verstärkungselement gegen mögliche Verformungen oder Beschädigungen der Nabe des Ventilatorrades bei dessen Drehung dienen kann.

Die Tellerfeder 30b ist ferner mit mehreren bogenförmigen Aus-

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nehmungen 50 versehen, die die axiale Flexibilität der Tellerfeder erhöhen. Ferner weist die Tellerfeder 30b nach innen gerichtete Vorsprünge 51 auf, die das Einsetzen der Tellerfeder beim Zusammenbau erleichtern.
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Die Figuren 5 und 6 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Gemäß dieser Ausführungsform sind mehrere im wesentlichen T-förmige Blattfedern 3 0c ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel· gemäß Figur 3 angeordnet. Jede Blattfeder 30c weist ein .Schraubenloch 34c in ihrem mittleren Bereich sowie ein Buchsenloch 29c in jedem Arm 60 auf. Die Blattfedern 30c sind an den nach innen ragenaen VorSprüngen 28c der Nabe 27c über Abstandshalter 70 befestigt, wie dies in Figur 6 gezeigt ist. Genauer heißt dies, daß jede Blattfeder 30c an den nach innen ragenden Vorsprüngen 2&c des Ventilatorrades mit Hilfe von Buchsen 31 und Abstandshaltern 70 aus Metall befestigt ist, die zwischen der Blattfeder 3 0c und den Vorsprüngen 28c angeordnet sind. Die Abstandshalter 70 aus Metall verhindern daher eine sonst mögliche Verformung oder Be-Schädigung der Nabe bei deren Drehung und sorgen für Verstärkung der Nabe.

In Figur 7 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der ein metallisches Zwischenstück bzw. ein Ab-Standshalter 83 am Gehäuse 13d der Flussigkeitskuppiung mit Hilfe von Schrauben 35d über Buchsen 30 aus Metall, elastische Elemente 81 aus Gummi oder Federmetall und Buchsenabschlußflansche 82 verbunden ist. Jede der Buchsen 80 aus Metail· weist auf ihrer Außenseite ein Gewinde 84 auf, das in Eingriff mit einem Innengewinde am zugehörigen Buchsenabschiußflansch 82 steht. Der Abstandshalter 33 ist mit Hilfe geeigneter Buchsen an den erforderlichen Stellen mit der Nabe des Ventilatorrades fest verbunden. Zwischen jeder metallischen Buchse 80 und dem Abstandshalter 83 ist eine gewölbte Tellerfeder 85 angeordnet. Diese Tellerfedern erfü^en die gleiche

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Funktion wie die Tellerfedern und Blattfedern der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele, ir.dem sie Montagefehler der Flüssigkeitskupplung kompensieren. Der Abstandshalter 8 3 wirkt wiederum auch als Verstärkungselement wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 5 und 6.

Die in Figur 8 dargestellte Ausführunc;sf orm ähnelt der Ausführungsform gemäß Figur 7, wobei lediglich der Unterschied besteht, daß ein Vorsprung 90 des Buchsenabschlußflansches 82e aus Metall in die metallische Buchse 8Oe gepreßt ist.

Bei der Ausführungsform gemäß Figur 9 ist ein Zwischenstück bzw. Abstandshalter 100, der an der N._.be des Ventilatorrades befestigt ist, am Gehäuse 13f der Flüssigkeitskupplung mit Hilfe von Schrauben 35f über Gummieleiaente 101 und Schraubenfedern 102 angebracht. Die Schraubenfedern 102 erfüllen die gleiche Funktion wie die Teller- und Blattfedern der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele, und der Abstandshalter 100 aus Metall hat wiederum verstärkende Wirkung. Die Schraubenfeder 102 kann durch eine kleine Tellerfeder ersetzt sein.

Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1ΰ unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel gemäß Figur 9 lediglich darin, daß das Gummielement 101 gemäß Figur 9 durch eine Schraubenfeder 110 ersetzt ist. Die beiden Schraubenfedern 102 und 110 ermöglichen eine einwandfreie Drehung des Ventilatorrades auch bei nicht einwandfrei montierter Flüssigkeitskupplung auf der treibenden Welle.

Bei der Erfindung ist somit das aus Kunststoff gefertigte Ventilatorrad, das aus mehreren Flügeln und einer Nabe besteht, mit einer mit dickflüssiger Flüssigkeit arbeitenden Flüssigkeitskupplung verbunden, die mittels eines Lagers drehbar auf einer treibenden Welle eines Kraftfahrzeuges montiert ist. Ein

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in Axialrichbung elastisches bzw. nachgiebiges Verbindungselement in Form einer Blatt- oder Tellerfeder ist an einem Ende an der Nabe des Ventilatorrades "-und. am anderen Ende an der Flüssigkeitskupplung befestigt, so daß das Trägheitsmoment bei der Ventilatorraddrehung trotz möglicher Montagefehler der Flüssigkeitskupplung auf der treibenden Welle für einwandfreie Drehung des Ventilatorrades sorgt, so daß dadurch das Lager vor Beschädigung geschützt v.ird. Statt der Teller- oder Blattfedern können zwischen der I'abe und der Flüssigkeitskupplung Schraubenfedern oder gev.'ölbte Federn angeordnet sein. · ■

Vorstehend sind bestimmte Ausführungsbeispiele der Erfindung zur Erläuterung von deren Anwendungsmöglichkeiten und Prinzipien ausführlich erläutert. Es versceht sich jedoch, daß die Erfindung auch auf andere Weise realisiert werden kann, ohne diese Prinzipien zu verlassen. Beispielsweise kann eine elektromagnetische Kupplung statt der mit dickflüssiger Flüssigkeit arbeitenden Flüssigkeitskupplung benutzt werden.

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Claims

Patentansprüche

/i J Ventilator mit einem Ventilatorrad, das Flügel und eine Nabe aufweist, und mit einer temperatarempfinnlieben, drehbaren Einrichtung, die mittels eine..; Lagers auf einer treibenden Welle gelagert ist,
gekennzeichnet

durch eine in Axialrichtung nachgiebige Einrichtung (30, 30a, 30b, 30c, 85, 102, 110), die mit der Nabe (27, 27c) des Ventilatorrades (25) und der dranbaren Einrichtung

(14) verbunden ist, so daß eine mögliche fehlerhafte Ausrichtung des Ventilatorrades aufgrund fehlerhafter Ausrichtung der drehbaren Einrichtung bezüglich der treibenden Welle (10) bei sich drehendem Ventilatorrad aufgrund von dessen Trägheitsmoment kompensiert wird·
2. Ventilator nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß die in Axialrichtung nachgiebige Einrichtung eine im wesentlichen kreisförmige Tellerfed^r (30) umfaßt, die an

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Deutsche Bank (München! KIo. 51/61070 Dresdner Bank (Munchpn) KIo. 3939 844

P-.-'.scheck (München) Kto. 670-43-8D4

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der drehbaren Einrichtung (14) befestigte Vorsprünge (32) sowie in Umfangsrichtung verlaufende Zungen (33) aufweist, die an der Nabe (27) des Ventilatorrades (25) befestigt sind.
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3. Ventilator nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß die in Axialrichtung nachgiebig^ Einrichtung mehrere Blattfedern (3 0a) umfaßt, die jeweils rechtwinkelige Form haben und mit ihrem einen Ende an der Nabe (27) und mit ihrem anderen Ende an der drehbaren Einrichtung (14) befestigt sind.
4. Ventilator nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die in Axialrichtung nachgiebige Einrichtung eine im wesentlichen ringförmige Tellerfeder (30b) umfaßt, in der mehrere bogenförmige Ausnehmungen (50) ausgebildet sind, die die Flexibilität der Tellerfeder erhöhen.
5. Ventilator nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die in Axialrichtung nachgiebig.2 Einrichtung mehrere im wesentlichen T-förmige Blattfedern (30c) umfaßt, die jeweils einen Mittelabschnitt, der an der drehbaren Einrichtung (14) befestigt ist, sowie Arme (60) aufweisen, die an der Nabe (27) des Ventilatorrades (25) befestigt sind.
6. Ventilator nach Anspruch 1 oder 5,
gekennzeichnet

durch einen metallischen Abstandshalter (70, 83, 100), der an der Nabe (27, 2 7c) des Ventilatorrades (25) befestigt ist und bezüglich der drehbaren Einrichtung (14) in Stellung gehalten wird.
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7. Ventilator nach Anspruch 6_f

dadurch gekennzeichnet , daß mehrere Schrauben (35d, 35f) durch den metallischen Abstandshalter (83, 100) verlaufen unci diesen mit der drehbaren Einrichtung (14) drehfest verbinden und daß die in Axialrichtung nachgiebige Einrichtung (85, 102, 110) zwischen dem Abstandshalter und der drehbaren Einrichtung angeordnet ist.
8. Ventilator nach Anspruch,7,

dadurch gekennzeichnet , daß die in Axialrichtung nachgiebige. Einrichtung mehrere gewölbte Tellerfedern (85) umfaßt.
9. Ventilator nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet , daß die in Axialrichtung nachgiebige Einrichtung mehrere Gummielemente (101), die zwischen den Köpfen der Schrauben (35f) und dem Abstandshalter (100) angeordnet sind, sowie mehrere Schraubenfedern (102) umfaß:, die zwischen dem Abstandshalter und der drehbaren Einrichtung (14) angeordnet sind.
10. Ventilator nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet , daß die in Axialrichtung nachgiebig^ Einrichtung mehrere Schraubenfedern (102, 110) umfaßt, die zwischen den Köpfen der Schrauben (35f) und dem Abstandshalter (100) sowie zwi- sehen dem Abstandshalter und der drehbaren Einrichtung (14) angeordnet sind.

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