DE4414893C2 - Drosseleinrichtung für den Luftdurchsatz durch einen Flüssigkeit-Luft-Wärmetauscher einer Brennkraftmaschine, insbesondere in einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Bei mit modernen Hochleistungsmotoren ausgerüsteten Kraftfahrzeugen soll der Motor möglichst schnell nach dem Start eine Mindesttemperatur erreichen. Dies trifft insbesondere, aber nicht ausschließlich, auf Dieselmotoren zu. Diese lassen sich außerdem wegen ih­ res guten Wirkungsgrades auch im Teillastbereich wirt­ schaftlich betreiben, aber dann ist die an das Kühlwas­ ser abgegebene Wärmemenge gering. Die Heizleistung reicht dann, insbesondere im Winter, nicht mehr aus, um den Motor einwandfrei laufen zu lassen. Um die Mindest­ temperatur möglichst schnell nach dem Start zu errei­ chen oder überhaupt im Teillastbereich zu gewährleisten, wird zweckmäßig die durch den Fahrzeugkühler einströmen­ de Luft so lange, bis der Motor die Mindesttemperatur erreicht hat, daran gehindert, in den Motorraum zu ge­ langen. Für sogenannte "kalte" Länder wird eine solche, auch "Kühlerabschottung" genannte Drosseleinrichtung auch vorsorglich eingebaut, um bedarfsweise verwendet zu werden.

Dies geschieht nach dem Stande der Technik durch jalousieartig radial im Kreis angeordnete trapezförmi­ ge Lamellen, die z. B. durch einen Thermostat oder einen temperatur- oder zeitabhängig gesteuerten Stellmotor gemeinsam aus einer Stellung "ganz geschlossen" stufen­ los in eine Stellung "ganz offen" verschwenkt werden können. Hierzu sind die Lamellen mit einem Innenzap­ fen in einem Innenring und mit einem achsgleich lie­ genden äußeren Zapfen in einem Außenring sowie mit einem zusätzlichen, exzentrisch zum Außenzapfen lie­ genden Verstellzapfen in einem Stellring gelagert. Dieser kann durch den Thermostat oder Stellmotor auf einer parallel zur Lamellenanordnung liegenden Ebene auf einer Kreisbahn gedreht werden, und mit der Drehung in einer Richtung werden die Lamellen in die Offenstel­ lung und in entgegengesetzter Richtung in die Schließ­ stellung verschwenkt. Hinter dem Lamellenkranz befin­ det sich eine hülsenförmige Lagerung für den Lüftermo­ tor, der durch eine "Stern" genannte Armanordnung gehal­ ten wird, die im Motorraum befestigt ist. Entgegen der Fahrtrichtung befindet sich demnach hinter dem Kühler das Lüfterrad, hinter diesem der Lamellenkranz mit Stellring und hinter diesem der Lüftermotor in seiner aus sternförmig angeordneten Armen bestehenden Lage­ rung, wobei der Lüftermotor selbst aus der Lagerung hinaus- und teilweise in den Innenring des Lamellen­ kranzes hineinragt. Der Außenring ist meist an einer Platte oder Hutze befestigt, die mit Schrauben an ge­ eigneter Stelle im Motorraum montiert ist.

Als nachteilig wird diese Anordnung deshalb angese­ hen, weil sie bei modernen Fahrzeugen für den ver­ hältnismäßig geringen Platz, der zwischen Kühler und Stirnwand des Motorblocks zur Verfügung steht (Kompaktbauweise), zu viel Platz beansprucht.

Durch die DE 43 00 577 A1 ist eine Drosseleinrich­ tung insbesondere für Kraftfahrzeuge bekannt geworden, bei der der Motor für den Ventilator in dem Innenring eines Gehäuses gelagert ist, das in Fahrtrichtung vor­ wärts des Kraftfahrzeuges einen nach hinten abstehenden Außenring aufweist, der über radiale Arme den Innenring trägt. Hinter den Außen- und Innenring verbindenden, schräg nach hinten verlaufenden Armen des Gehäuses ist eine "Tragkörper" genannte, kreisförmige Platte aus Kunststoff angebracht, die mit einem Außenflansch auf den Außenring des Gehäuses aufgeschoben ist. Aus dem Tragkörper sind die Lamellen oder Lüfterklappen längs dreier Seitenkanten ausgestanzt, während sie längs einer vierten langen Seite über ein sogenanntes Film­ scharnier mit der Platte verbunden bleiben, um aus der Stellung "geschlossen" in die Stellung "offen" ver­ schwenkt werden zu können. Dieser Tragkörper weist mittig eine Öffnung auf, in die der hintere Teil des vom Innenring gelagerten Lüftermotors hineinreichen kann, wodurch bereits eine gegenüber dem vorstehend geschilderten Stand der Technik etwas kürzere Gesamt­ baulänge erzielt wird. Außerdem weist der Tragkörper, aus dem die Lamellen ausgestanzt sind, im Bereich der Arme lamellenfreie Segmente auf. An drei Seiten aus einer Kunststoffplatte aufgestanzte und nur über eine vierte Seite durch ein Filmscharnier mit der Platte verbundenen Lamellen müssen aber aus einem verhältnis­ mäßig weichen Kunststoff gefertigt sein, weil sich sonst, z. B. bei hartem und gegebenenfalls durch Glas­ faser verstärktem Kunststoff oder Blech, ein Film­ scharnier nicht anbringen ließe. Dann aber ist wegen der bei einem durch höhere Fahrgeschwindigkeit her­ vorgerufenen starken Fahrwind für die Lamellen Verbie­ gungsgefahr gegeben. Vor allem aber ist eine wesent­ liche Verkürzung der Baulänge nicht erreichbar, weil die Lamellenanordnung auch bei dieser vorbekannten Drosseleinrichtung in Vorwärtsfahrtrichtung eines Kraftfahrzeuges hinter der aus Außen- und Innenring sowie diese verbindenden Arme bestehenden Baugruppe liegt. Als erheblicher Nachteil wird ferner angesehen, daß wegen der lamellenfreien Segmente im Lamellenkranz auch in der Stellung "ganz geschlossen" eine vollstän­ dige Drosselung nicht erreicht werden kann, weil die durch den Kühler einströmende Luft an den Außen- und Innenring verbindenden Armen vorbei durch die genann­ ten lamellenfreien Segmente hindurchströmen kann.

Demnach lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Drosseleinrichtung der angegebenen Art zu schaffen, die einschließlich des integrierten Lüftermotors wenig Platz beansprucht, aber auch eine vollständige Drosse­ lung gestattet.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen; der Anspruch 2 stellt eine zweck­ mäßige Ausgestaltung der Lehre nach dem Hauptanspruch dar.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen an einem Ausführungs­ beispiel dargestellt und anhand desselben nachfolgend beschrieben. Es stellen dar:

Fig. 1 eine Rückansicht der erfindungs­ gemäßen Drosseleinrichtung in verkleinertem Maßstab;

Fig. 2 einen Schnitt durch die Einrich­ tung nach Fig. 1, geschnitten längs der Linie II-II in Fig. 1 und in einem gegenüber Fig. 1 vergrößerten Maßstab.

Der Kühler eines Kraftfahrzeuges, durch den die Außen­ luft in Pfeilrichtung A strömt, deren Einströmen in den Motorraum durch die Einrichtung nach der Erfindung be­ darfsweise ganz oder teilweise gedrosselt werden soll, ist nur durch seine senkrechte strichpunktierte Mittel­ linie 1 angedeutet. In Richtung auf den Motorraum ist hinter dem Kühler und an diesem zu einem später be­ schriebenen Zweck eine Tragplatte oder sogenannte Hutze 2 mit ihren Rändern befestigt, hinter der das Lüfterrad 3 mit seinem Außenkranz 3a und seiner Nabe 4 liegt. Es folgt die allgemein mit 5 bezeichnete Drossel­ einrichtung, deren Hauptteil ein Lamellenkranz 6 ist, der aus im wesentlichen trapezförmigen und radial im Kreis angeordneten Lamellen 7 zusammengesetzt ist, die in einem ringförmigen, allgemein mit 8 bezeichneten Ge­ häuse gelagert sind.

Das Gehäuse 8 besteht aus einem bei dem dargestellten Beispiel doppelwandigen Außenring 9, der über mehrere radial verlaufende Arme 10 mit einem Innenring ver­ bunden ist. Dieser Innenring ist aus einem z. B. im Querschnitt U-förmigen Oberteil 11 und einem im Querschnitt etwa dreieckförmigen Anströmteil 12 zu­ sammengesetzt, durch den die einströmende Luft in Richtung auf die Lamellen geleitet wird. Oberteil 11 und Anströmteil 12 sind durch Schrauben 13 miteinan­ der verbunden.

Die Lamellen 7 haben einen Innenzapfen 14, mit dem sie im Innenring 11/12 gelagert sind und in der gleichen Achse einen Außenzapfen 15, mit dem sie im Außenring 9 des Gehäuses 8 drehbar gelagert sind. Damit sind sie um die Lamellenachse 16 schwenkbar, so daß sie für das Schließen des durch das Gehäuse 8 gebildeten Strömungs­ kanals in eine Ebene gelegt werden können, in der ihre Seitenkanten aneinander liegen oder sich gering über­ decken (Fig. 1). Ebenso können sie in die Stellung "ganz geöffnet" hochkant geschwenkt werden, was in Fig. 2 dargestellt ist.

Die Außenring 9 und Innenring 11/12 verbindenden Ar­ me 10 liegen jeweils anstelle einer Lamelle in der Ebene derselben, so daß in der Stellung "geschlossen" eine ganz geschlossene, d. h. vollständig drosselnde, aus den Armen und Lamellen bestehende Fläche erzielt wird.

Die Verschwenkung der Lamellen 7 erfolgt durch einen Stellring 17, in dem die zu den Außenzapfen 15 exzen­ trisch angeordneten Verstellzapfen 18 der Lamellen ge­ lagert sind. Bei einer Drehung des Stellrings 17 um die waagerechte Mittelachse 19 der Drosseleinrichtung werden die Lamellen durch die Verstellzapfen 18 mit­ genommen und bei einer Drehung in Pfeilrichtung B in die Stellung "offen" und umgekehrt bei einer Dre­ hung in Pfeilrichtung C in die Stellung "geschlossen" um die Achse 16 verschwenkt oder die einströmende Luft durch Zwischenstellungen gedrosselt.

Die Drehung des Stellrings 17 wird durch einen Thermo­ stat 20 oder einen temperatur- oder zeitabhängig ar­ beitenden Stellmotor bewirkt, der bei dem dargestell­ ten Beispiel mit einem Hebel 21 über eine am Stell­ ring angebrachte Öse 22 diesen tangential zu verschie­ ben bestrebt ist und ihn damit dreht.

Der Innenring 11/12 des Gehäuses 8 lagert nicht nur die Lamellen innen, sondern trägt gleichzeitig auch den Lüftermotor 23 mit über dessen Umfang verteilten Winkeln 24, die entweder mit den Schrauben 13 am In­ nenring befestigt sind, die auch die beiden Ringteile 11 und 12 verspannen, oder über besondere versetzt zu den Schrauben 13 angeordnete Schrauben. Damit tragen die Arme 10 des Gehäuses auch den gesamten Lüfter.

Da die Arme 10 den Innenring tragen, und dieser sowohl die Lamellen 7 als auch den Lüftermotor 23 lagert und hierzu, wie insbesondere Fig. 2 deutlich zeigt, die Arme 10 in der Ebene der Lamellen 7 liegen und einige derselben sozusagen "ersetzen", d. h. der Lamellen­ kranz sozusagen in das den Lüftermotor tragende Ge­ häuse integriert ist, kann die gesamte Bauhöhe H der Gesamtanordnung "Tragplatte 2 - Lüfterrad 3 - Lamel­ lenkranz 6", gemessen von der Kühlermittelebene 1 bis Hinterkante Innenringteil 11, gering gehalten und gegenüber einer Anordnung nach dem Stand der Technik erheblich reduziert werden.

25 sind von der Tragplatte 2 abstehende Säulen, auf de­ nen das Gehäuse 8 mit radial abstehenden Zungen 26 befestigt ist, und 27 sind Laschen, in denen Zugfedern 28 eingehängt sind, deren anderes Ende an der Außen­ fläche des Gehäuses 8 befestigt ist. Da der Stellring 17 nur durch die Verstellzapfen 18 gehalten ist, und sich während der Drehung mit der die Lamellen 7 ge­ mäß der Fig. 2 hochkant gestellt werden, angehoben bzw. bei umgekehrter Drehung abgesenkt wird, und da dadurch bei den durch den laufenden Motor entstehenden Vibrationen eine Unstabilität eintreten kann, sollen die Federn 28 dafür sorgen, daß der Verstellring 17 nicht flattert und in der Schließstellung der Lamellen diese in ihrer Schließlage halten.

Bei dem dargestellten Beispiel sind der Teil 11 des Innenrings, Außenring 9 und Arme 10 ein Spritzteil aus Kunststoff oder Metallguß. Die Arme 10 können aber auch für sich gesondert oder nur zusammen mit dem Außenring oder einem Innenringteil gefertigt und mit dem verbleibenden Teil des Gehäuses 8 z. B. durch Verschraubung oder Verschweißen verbunden sein. Das Ge­ häuse 8 muß auch nicht auf einer Hutze 2 befestigt sein, sondern kann über seitlich abstehende Arme im Motor­ raum montiert sein.

Claims (2)

1. Drosseleinrichtung für den Luftdurchsatz durch einen Flüssigkeit-Luft-Wärmetauscher einer Brennkraftmaschi­ ne, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, bestehend aus einem im Motorraum an einer Tragplatte oder Hutze (2) befestigten, aus Außenring (9), Innenring (11/12) und diese verbindenden Armen (10) bestehenden und mit dem Innenring (11/12) den Lüftermotor (23) mit Lüfter­ rad (3) tragenden Gehäuse (8), sowie aus einem Lamel­ lenkranz (6) aus den Luftdurchsatz regelnden, ver­ stellbaren, im wesentlichen trapezförmigen und radial im Kreis angeordneten Lamellen (7), dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Lamellen mit ihren Innenzapfen (14) im Innenring (11/12) und ihren Außen­ zapfen (15) im Außenring (9) des Gehäuses gelagert sind und die Außen- und Innenring verbindenden, radial angeordneten Arme (10) in der gleichen Ebene wie die Lamellen liegen, und jeder Arm (10) anstelle einer Lamelle (7) liegt.

2. Drosseleinrichtung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring (9) doppelwandig ausgebildet ist und seine Innenwand (9a) kürzer als die Außenwand (9b) ist.