DE4015259A1 - Luefterummantelung fuer kuehlgeblaese von kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lüfterummantelung für Kühlgebläse bei wassergekühlten Brennkraftmaschi­ nen, wobei der Lüfter hinter dem Kühler angeordnet und von der Brennkraftmaschine über ein Antriebsglied und eine Flüssigkeitsreibungskupplung angetrieben wird und wobei die Lüfterummantelung koaxial über ein Wälzlager gegenüber der Antriebs- bzw. Lüfterachse abgestützt ist.

Eine solche Lüfterummantelung wurde durch die DE-A 33 15 343 bekannt.

Bei dieser bekannten Lüfterummantelung ist der Mantel über Speichen und ein Wälzlager abgestützt, welches sich in Luftströmungrichtung gesehen vor dem Lüfter und auf dem Gehäuse einer Flüssigkeitsreibungskupplung be­ findet, welche den Lüfter antreibt. Diese Abstützung der Lüfterummantelung hat den Nachteil, daß auf die Antriebswelle des Lüfters beträchtliche Biegemomente einwirken, die sich aus den Lagerkräften der Lüfterum­ mantelung und dem beträchtlichen Hebelarm zwischen Wälzlager und Einspannung der Antriebswelle ergeben.

Es wurden auch Lüfterummantelungen bekannt (US-A-26 68 523), bei welchen der Lüftermantel über Spei­ chen direkt am Motorblock und koaxial zur Lüfterachse befestigt ist. Diese Anordnung der Lüfterummantelung hat jedoch den Nachteil, daß ein Wechsel des Keilrie­ mens, welcher sich zwischen den Befestigungspunkten der Speichen am Motorblock und dem Lüfter befindet, nur sehr umständlich möglich ist, d. h. nach Demontage der Lüfterummantelung und/oder des Lüfters.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lüfterummantelung zu schaffen, die einerseits einen möglichst geringen Spalt zwischen Lüfterspitzen und Lüftermantel ermöglicht und damit geringe Strömungsver­ luste, die andererseits leicht zu montieren und demon­ tieren ist und auch einen einfachen Wechsel des Keil­ riemens erlaubt.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1, d. h. durch eine Wälzlagerung der Lüfterummantelung zwischen Brennkraftmaschine und Lüfter bzw. bei einem Riemenan­ trieb des Lüfters zwischen diesem Riemenantrieb und dem Lüfter. Die Abstützung des Drehmoments erfolgt über eine Momentenstütze, die sich am Motorblock oder auch am Kühler abstützen kann. Durch diese Bauweise ergibt sich ein minimaler Spalt zwischen Lüfterspitzen und Lüfterummantelung, was dem Lüfterwirkungsgrad sehr zu­ gute kommt. Außerdem läßt sich ein Keilriemenwechsel in der Weise leicht durchführen, daß der Keilriemen nach vorne entfernt wird, wobei Lüfter einschließlich Kup­ plung, Lüftermantel und ggf. die Manschette zwischen Kühler und Lüftermantel zu demontieren sind, was jedoch relativ einfach möglich ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung er­ geben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 7. Eine beson­ dere Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lüfterummante­ lung ist in Anspruch 8 angegeben, wonach ein Spulenge­ häuse eines Elektromagneten für eine elektromagnetische Bremse des Lüfters bzw. der Kupplung in die Lüfterum­ mantelung integriert ist. Das vorzugsweise aus tiefge­ zogenem Stahlblech hergestellte Spulengehäuse kann da­ bei mit der Nabe für das Wälzlager integriert, d. h. aus einem Stück hergestellt werden und in seinem äußeren Bereich mit der eigentlichen Lüfterummantelung, die in Kunststoff ausgeführt sein kann, verbunden werden. Durch diese Bauweise kann der Abstand zwischen Elektro­ magnet und Ankerscheibe minimiert werden, weil nur we­ nig toleranzbehaftete Bauteile zu überbrücken sind. Dadurch kann ein kleiner und damit leichter Elektroma­ gnet verwendet werden. Die Drehmomentstütze müßte in diesem Falle - infolge der größeren Bremsreaktionskräf­ te - entsprechend stärker dimensioniert werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich­ nung dargestellt und wird im folgenden näher beschrie­ ben: Es zeigen

Fig. 1 die erfindungsgemäße Lüfterum­ mantelung im Teil-Axialschnitt;

Fig. 1a eine verkleinerte Ansicht auf die Lüfterummantelung in Luftströ­ mungsrichtung mit skizziertem Verlauf des Riementriebes;

Fig. 2 den radial innenliegenden Bereich der Lüfterummantelung mit inte­ griertem Spulengehäuse für elek­ tromagnetische Bremse;

Fig. 2a eine verkleinerte Draufsicht auf die Lüfterummantelung mit skiz­ ziertem Verlauf des Riementriebes.

Fig. 1 zeigt die Brennkraftmaschine 1 teilweise und schematisch dargestellt, an welcher die Riemenscheibe 2 mit dem Riementrieb 10 befestigt ist. In bekannter Wei­ se kann die Riemenscheibe dabei als Antrieb für die Wasserpumpe wirken, wobei der Antrieb des Keilriemens 10 von der Kurbelwelle erfolgt. Die Riemenscheibe 2 ist mit einer an sich bekannten Flüssigkeitsreibunskupp­ lung drehfest verbunden, d. h. sie treibt eine im Inne­ ren des Kupplungsgehäuses befindliche Primärscheibe an, die ihrerseits über Flüssigkeitsreibungskräfte das Ge­ häuse der Flüssigkeitsreibungskupplung 3 und damit den Lüfter 4 antreibt. Dieser Axiallüfter 4 ist in seinem radial äußeren Bereich von einem sogenannten Mantel 5 umgeben, welcher mit den Lüfterspitzen einen relativ geringen Radialspalt s bildet. Durch diesen an sich be­ kannten Mantel werden die Strömungsverluste im Bereich der Lüfterspitzen verringert, da ein Druckausgleich zwischen Saug- und Druckseite über die Lüfterspitzen weitgehend unterbunden wird. Dieser Lüftermantel 5 ist über eine Anzahl von Speichen 6, vorzugsweise drei, mit einer Nabe 7 verbunden, die ihrerseits ein Wälzlager 8 aufnimmt, welches auf der Antriebswelle der Flüssig­ keitsreibungskupplung 3 gelagert und axial fixiert ist.

Der Lüftermantel 5 und die Speichen 6 können vorzugs­ weise in Kunststoff ausgebildet sein, während die Nabe 7 zur Aufnahme des Wälzlagers 8 vorzugsweise aus Blech hergestellt ist und in geeigneter Weise mit den Spei­ chen 6 verbunden wird. Somit ist der Lüftermantel 5 koaxial gegenüber der Antriebs- bzw. Lüfterachse 2′ drehbar gelagert. Die Lagerreibungskräfte der Lüfterum­ mantelung werden über eine Drehmomentstütze 9 abgefan­ gen, die einerseits über eine elastische Buchse 9′ mit einer Speiche 6 und andererseits mit dem Motorblock 1 verbunden ist. Diese Drehmomentstütze 9 kann vorzugs­ weise auch als gabelförmiger Vorsprung des Motorblocks 1 ausgebildet sein, dessen Gabel eine Speiche 6 des Lüftermantels 5 elastisch umgreift und ihn somit gegen Verdrehen sichert. Der Lüftermantel 5 ist über eine Gummimanschette 11 mit dem Kühler 12 bzw. mit einer entsprechenden Kühlerzarge 12 verbunden, so daß der gesamte aus dem Kühler austretende Luftstrom vom Lüfter 4 erfaßt wird. Anstelle der vorgenannten Drehmoment­ stütze 9 kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Gummimanschette 11 als Drehmomentstütze dienen, wobei sie das Reaktionsmoment des Lüftermantels auf die kühlerseitige Kühlerzarge 12 übertragen würde - die motorblockseitig abgestützte Drehmomentstütze 9 könnte bei dieser Lösung entfallen.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, nämlich die Integration eines Spulengehäuses 20 in den Nabenbereich 22 der Lüfterummantelung 6/7. Dieses Spu­ lengehäuse 20 ist bereits Gegenstand des DE-GM 89 08 359 (u. Z.: 89-B-17), auf das hier ausdrücklich Bezug genommen wird - die nachfolgende Beschreibung ist daher relativ kurz gehalten. Das Spulengehäuse 20 ist vor­ zugsweise als tiefgezogenes Stahlblechteil einstückig mit dem Nabenbereich 22 ausgebildet, welcher das Wälz­ lager 23 zur Lagerung des Lüftermantels 5 auf der An­ triebswelle aufnimmt. Der radial äußere Bereich des Spulengehäuse 20 ist mit den Kunststoffspeichen 6 ver­ bunden, welche in ihrem äußersten Bereich den Lüfter­ mantel 5 (entsprechend Fig. 1) tragen. Die Drehmoment­ abstützung des Spulengehäuses 20 ist schematisch in Fig. 2a erkennbar und dort mit der Bezugsziffer 27 be­ zeichnet. Das ringförmig ausgebildete Spulengehäuse 20 nimmt einen Elektromagneten 21 auf, welcher bei Strom­ beaufschlagung eine Bremsscheibe 24 anzieht, welche ihrerseits über federnde Arme 25 mit dem Gehäuse der Flüssigkeitsreibungskupplung 3 über Schraubbolzen 26 verbunden ist. Durch diese dynamisch wirkende elektro­ magnetische Bremse kann der Lüfter in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern stillgesetzt oder abgebremst werden. Da bei Betätigung der Bremse natürlich größere Drehmomente infolge der Bremsmomente auftreten als bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1, muß die Drehmo­ mentstütze 27 entsprechend stärker dimensioniert wer­ den. Der Vorteil dieser Lagerung des Elektromagneten direkt auf der Antriebswelle der Kupplung besteht hauptsächlich darin, daß der vom Magnetfeld zu über­ brückende Luftspalt minimal gehalten werden kann. Dies ist deshalb möglich, weil nur wenig Bauteile mit engen Toleranzen berücksichtigt werden müssen. Dadurch können kleinere und leichtere Magneten verwendet werden.

Die erfindungsgemäße Lüfterummantelung hat somit noch eine zweite Funktion erhalten; weitere Funktionen sind denkbar, beispielsweise statt der hier dargestellten Bremse wäre auch eine elektromagnetische Ansteuerung des Ventilhebels der Flüssigkeitsreibungskupplung mög­ lich.

Claims (9)

1. Lüfterummantelung für Kühlgebläse bei wassergekühl­ ten Brennkraftmaschinen, wobei der Lüfter hinter dem Kühler angeordnet und von der Brennkraftmaschine über ein Antriebsglied und eine Flüssigkeitsrei­ bungskupplung angetrieben wird und wobei die Lüfter­ ummantelung koaxial über ein Wälzlager gegenüber der Antriebs- bzw. Lüfterachse abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß

• - das Wälzlager (8, 23) zwischen Lüfter (4) und Brennkraftmaschine (1) auf dem Antriebsglied (2) zur Lagerung der Lüfterummantelung (5, 6, 7) ange­ ordnet und
• - daß die Lüfterummantelung (6) gegen Verdrehen über eine Momentenstütze (9) abgestützt ist.

2. Lüfterummantelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Momen­ tenstütze (9) gegenüber der Brennkraftmaschine (1) abstützt.

3. Lüfterummantelung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Momenten­ stütze (9) eine Speiche (6) der Lüfterummantelung (5) mit einem Vorsprung an der Brennkraftmaschine (1) zusammenwirkt.

4. Lüfterummantelung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung an der Brennkraftmaschine (1) die Speiche (6) gabelför­ mig formschlüssig umgreift.

5. Lüfterummantelung nach Anspruch 1, wobei die Lüfter­ ummantelung über eine ringförmige, elastische Man­ schette an den Kühler angeschlossen ist, da­ durch gekennzeichnet, daß die Manschette (11) mit dem Lüftermantel (5) fest ver­ bunden und zugleich als Momentenstütze (9) ausgebil­ det ist.

6. Lüfterummantelung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß das Antriebsglied als Riemenscheibe (2) ausgebildet ist, welche über einen zwischen Lüf­ terummantelung (5) und Brennkraftmaschine (1) ange­ ordneten Riementrieb (10) angetrieben wird.

7. Lüfterummantelung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Lüfterummantelung (5, 6) im wesent­ lichen als Kunststoffspritzteil hergestellt ist.

8. Lüfterummantelung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß in den Bereich der Nabe (7, 22) der Lüfterummantelung (5, 6) ein Spulengehäuse (20) für eine elektromagnetische Bremse (24, 25) für den Lüf­ ter (4) bzw. die Flüssigkeitsreibungskupplung (3) integriert ist.

9. Lüfterummantelung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Spulengehäu­ se (20) mit der Nabe (22) für das Wälzlager (23) integriert und in Stahl ausgebildet ist.