DE4023260A1 - Waermetauschersystem mit einem querstromluefter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Wärmetauschersystem mit einem Quer­ stromlüfter, bestehend aus einem Laufrad, das teilweise von einem Leitblech umgeben ist sowie aus einer Trennwand zwischen dem Eintritts- und dem Austrittskanal, an die eine Zunge an­ schließt, wobei diese Trennwand um eine zur Laufradachse par­ allele Achse schwenkbar ist.

Solche Wärmetauschersysteme sind insbesonders für Kraftfahr­ zeuge von Interesse, bei denen der vordere Abschnitt der Mo­ torhaube besonders tief herabgezogen sein soll. Üblicherweise wird das Laufrad des Querstromlüfters dabei nicht ständig an­ getrieben, sondern thermostatisch in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur geregelt. Insbesonders bei großen Ge­ schwindigkeiten reicht die durch den Staudruck verursachte Strömung durch den Wärmetauscher aus, die Motorwärme abzufüh­ ren.

Aus der EP-A 2 33 174 ist ein Wärmetauschersystem dieser Art bekannt, bei der zusätzlich der der Staudruckausnutzung entge­ genwirkende Widerstand durch Drehung der Trennwand um eine im Bereich der Zunge gelegene Achse herabgesetzt werden kann.

Nachteilig ist bei dieser Ausführungsform, daß speziell bei höheren Fahrgeschwindigkeiten große Strömungskräfte auf die Trennwand einwirken. Diese Kräfte müssen durch die Betäti­ gungsvorrichtung aufgebracht werden, die zur Durchführung des Schwenkvorganges vorgesehen ist. Solche Betätigungsvorrichtun­ gen müssen daher äußerst groß und kräftig dimensioniert sein, um auch bei höchsten Fahrgeschwindigkeiten ein sicheres Schwenken gewährleisten zu können. Deshalb sind sie aufwendig und teuer. Außerdem muß die Trennwand selbst sehr steif ausge­ führt werden, da die angreifenden Strömungskräfte sehr groß sind.

Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, daß die Schwenkachse der Trennwand in dem Bereich zwischen den zur Laufradachse paral­ lelen Kanten der Trennwand angeordnet ist. Auf diese Weise kann die Staudruckausnützung wesentlich verbessert werden, da nunmehr bei geöffneter Stellung der Trennwand auch zwischen ihr und dem Laufrad Raum für die Luftströmung zum Wärmetau­ scher zur Verfügung steht. Weiters werden durch diese Anord­ nung die für das Schwenken benötigten Kräfte wesentlich ver­ ringert.

Die Betätigungsvorrichtung zum Schwenken der Trennwand kann besonders sparsam ausgeführt werden, wenn die Schwenkachse der Trennwand in solcher Lage angeordnet ist, in der in allen Stellungen der Trennwand von der Luftströmung ein möglichst geringes resultierendes Drehmoment um die Schwenkachse auf diese Trennwand ausgeübt wird. Die jeweils günstigste Lage für die Schwenkachse muß im Einzelfall durch Versuche ermittelt werden. Man kann jedoch davon ausgehen, daß die Schwenkachse auf jeden Fall im mittleren Drittel des Profiles der Trennwand liegen soll.

Besonders günstig ist es, wenn die Trennwand als doppelwandi­ ges Profil ausgebildet ist, wobei im einfachsten Fall die Schwenkachse im Inneren dieses Profiles liegt. Dadurch wird eine besonders steife Ausbildung der Trennwand erreicht.

Nach einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorge­ sehen, daß die Zunge gehäusefest im Bereich des Laufrades an­ gebracht ist und eine Anschlagfläche für die Trennwand auf­ weist. Der Wirkungsgrad und die Geräuschentwicklung eines Querstromlüfters werden sehr wesentlich von der Breite des Spaltes zwischen der Zunge und Laufrad bestimmt. Wenn nun die Zunge gemeinsam mit der Trennwand um eine relativ weit ent­ fernte Achse drehbar angeordnet ist, stellt die genaue Einhal­ tung der Spaltbreite während des Betriebes des Querstromlüf­ ters ein Problem dar. Aus diesem Grunde wird die Zunge bevor­ zugt nicht wie bekannt einstückig mit der Trennwand ausge­ führt, sondern stellt einen eigenen, fest in das Gehäuse ein­ gebauten Bauteil dar. Die Endstellung der Trennwand wird durch das Aufliegen an einer Anschlagfläche der Zunge bestimmt.

Um die Trennwand in beiden Endstellungen ohne Mitwirkung des Betätigungsorganes zu fixieren, ist eine Haltefeder für die schwenkbare Trennwand vorgesehen, die ein Drehmoment ausübt, welches in den beiden Endstellungen der Trennwand unterschied­ liche Richtungen aufweist. Das Betätigungsorgan wird dann nur noch für den Wechsel zwischen den beiden Endstellungen benö­ tigt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch ein erfindungsgemäßes Wärmetau­ schersystem im Querschnitt,

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Ausführungsvariante der Erfindung,

Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III in Fig. 2.

Das in Fig. 1 dargestellte Wärmetauschersystem weist ein Lauf­ rad 1 mit der Laufradachse 1a auf, das im wesentlichen die Form eines hohlen Zylinders hat. Im Inneren dieses Laufrades ist eine feststehende Strömungsleitschaufel 2 angeordnet. Das Laufrad 1 ist außen teilweise von einem Leitblech 3 umgeben. Weiters ist eine Trennwand 4 zwischen dem Zuströmraum 5 und dem Abströmraum 6 vorgesehen. Die Trennwand 4 ist in ausgezo­ genen Linien in der Arbeitsstellung des Querstromlüfters dar­ gestellt. Die unterbrochenen Linien stellen die Trennwand 4′ in geöffneter Stellung dar. Das Laufrad 1 des Querstromlüfters ist dann nicht angetrienen und wird von einer nicht darge­ stellten Bremsvorrichtung festgehalten. Die durch den Stau­ druck verursachte Luftströmung tritt sowohl oberhalb als auch unterhalb der Trennwand 4′ in den Abströmraum 6 ein und durch­ quert dann den Wärmetauscher 12. An diese Trennwand 4 schließt eine Zunge 7 an, die mit dem Laufrad 1 einen engen Spalt bil­ det. Die Trennwand 4 ist um eine Achse 8 schwenkbar ausge­ führt, wogegen die Zunge 7 gehäusefest ist. Die Schwenkachse 8 befindet sich im Inneren des doppelwandigen Profiles der Trennwand 4 etwa in der Mitte zwischen der Vorderkante 9 und der Hinterkante 10 der Trennwand 4. Die Zunge 7 weist eine An­ schlagfläche 11 auf, an der die Trennwand 4 während des Be­ triebes des Querstromlüfters anliegt. Unterhalb des Querstrom­ lüfters ist ein Wärmetauscher 12 angeordnet.

Aus der Fig. 2 ist der Betätigungsmechanismus für die Trenn­ wand 4 ersichtlich. Ein Elektromagnet 13 ist zur Verstellung der Trennwand 4 vorgesehen. Über eine Stange 14 und einen He­ bel 15 erfolgt die Verschwenkung der Trennwand 4 um die Achse 8. Oberhalb der Schwenkachse 8 ist gehäusefest ein Zap­ fen 16 vorgesehen, an den eine Haltefeder 17 angelenkt ist. An ihrem anderen Ende ist diese Haltefeder 17 an einem Betäti­ gungszapfen 18 angelenkt, der die Verbindung zwischen der Stange 14 und dem Hebel 15 darstellt. Die Haltefeder 17 muß beim Übergang von einer in die andere Endstellung der Trenn­ wand 4, 4′ gedehnt werden und hält deshalb die Trennwand 4, 4′ in jeder der beiden möglichen Endstellungen fest. Der Elektro­ magnet 13 ist dazu ausgelegt, diese Federkraft und die allen­ falls aus der Luftströmung resultierenden Kräfte zu überwin­ den. Die Betätigung dieses Elektromagneten 13 ist jedoch le­ diglich zum Wechsel zwischen den beiden Endstellungen erfor­ derlich. Anstelle des Elektromagneten 13 können natürlich auch andere Einrichtungen, wie z.B. ein mit Öldruck beaufschlagter Kolben, vorgesehen sein.

Claims (6)

1. Wärmetauschersystem mit einem Querstromlüfter, bestehend aus einem Laufrad, das teilweise von einem Leitblech umge­ ben ist sowie aus einer Trennwand zwischen dem Eintritts- und dem Austrittskanal, an die sich eine Zunge anschließt, wobei diese Trennwand um eine zur Laufradachse parallele Achse schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (8) der Trennwand (4) in dem Bereich zwischen den zur Laufradachse (1a) parallelen Kanten (9, 10) der Trennwand (4) angeordnet ist.

2. Wärmetauschersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schwenkachse (8) der Trennwand (4) in solcher Lage angeordnet ist, in der in allen Stellungen der Trenn­ wand (4) von der Luftströmung ein möglichst geringes re­ sultierendes Drehmoment um die Schwenkachse (8) auf diese Trennwand (4) ausgeübt wird.

3. Wärmetauschersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Trennwand (4) als doppelwandiges Profil ausgebildet ist.

4. Wärmetauschersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schwenkachse (8) der Trennwand (4) im Inneren dieses Profiles liegt.

5. Wärmetauschersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Zunge (7) gehäusefest im Be­ reich des Laufrades (1) angebracht ist und eine Anschlag­ fläche (11) für die Trennwand (4) aufweist.

6. Wärmetauschersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Haltefeder (17) für die schwenkbare Trennwand (4) vorgesehen ist, die ein Drehmo­ ment ausübt, welches in den beiden Endstellungen der Trennwand (4) unterschiedliche Richtungen aufweist.