EP2433013A1 - Lüfter-welle-verbindung für ein kühlgebläse eines kraftfahrzeugs, sowie verfahren zum montieren einer lüfter-welle-verbindung - Google Patents

Lüfter-welle-verbindung für ein kühlgebläse eines kraftfahrzeugs, sowie verfahren zum montieren einer lüfter-welle-verbindung

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Publication number
EP2433013A1
EP2433013A1 EP10717118A EP10717118A EP2433013A1 EP 2433013 A1 EP2433013 A1 EP 2433013A1 EP 10717118 A EP10717118 A EP 10717118A EP 10717118 A EP10717118 A EP 10717118A EP 2433013 A1 EP2433013 A1 EP 2433013A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shaft
fan
driver
shaft connection
torque
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10717118A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Julien Casagrande
Markus Liedel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2433013A1 publication Critical patent/EP2433013A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/263—Rotors specially for elastic fluids mounting fan or blower rotors on shafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/10—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially
    • F16D1/108—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially having retaining means rotating with the coupling and acting by interengaging parts, i.e. positive coupling
    • F16D1/116—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially having retaining means rotating with the coupling and acting by interengaging parts, i.e. positive coupling the interengaging parts including a continuous or interrupted circumferential groove in the surface of one of the coupling parts

Definitions

  • Fan-shaft connection for a cooling fan of a motor vehicle and method for mounting a fan-shaft connection
  • the invention relates to a fan-shaft connection and a method for mounting a fan-shaft connection for a cooling fan of an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the cooling fan preferably has a low blower power.
  • the prior art discloses a cooling fan for low-blown combustion engines, which comprises at least four components: a motor shaft providing a contour for a torque-transmitting driver and a receiving contour for a C-CNp; a fan with fan hub, which provides a contour for torque transmission and a snug fit of the fan on the motor shaft; the driver, which transmits only the torque from the shaft to the fan and serves as a spacer; and the C-CNp, which acts as a resilient, metallic
  • Clip is formed, which secures the fan-shaft connection against loosening and serves as an axial tolerance compensation.
  • Higher torques are transmitted in particular by means of pressed, sintered, expensive drivers, which are designed as a three-arm, tripod or insert.
  • Such connections require special due to the high pressure forces of the driver on the motor shaft
  • the fan-shaft connection is preferably designed for low fan performance and to the requirements of the emerging markets, such as. As a simple and robust design, adapted.
  • the object of the invention is achieved by means of a fan-shaft connection for a cooling fan of a motor vehicle, according to claim 1, and by a method for mounting a fan-shaft connection for a cooling fan of a motor vehicle, according to claim 12.
  • the fan-shaft connection comprises a shaft, a rotatably connected to the shaft driver and one on the
  • Shaft-mounted fan which is non-rotatably connected to the driver and thus rotatably connected to the shaft.
  • the driver is arranged and connected to the shaft, that the driver and the fan is mounted in a longitudinal direction of the fan-shaft connection to the shaft.
  • a fan is first attached to a shaft and rotatably connected to the shaft by a driver which is rotatably connected to the shaft.
  • the driver is plugged into a connection region of the fan with the shaft such that the fan and the driver is supported in a longitudinal direction of the fan-shaft connection to the shaft.
  • the erfindunstraunstrae fan-shaft connection has apart from an optional abutment for the fan only three components: the shaft or motor shaft, the driver and the fan.
  • the driver with the
  • the Shaft, and the driver with the fan each prefers a positive connection, wherein there is at least one positive connection for a longitudinal direction and a radial direction in each case.
  • the fan sits with no or preferably only a small radial clearance on the shaft.
  • the driver engages in a fixing device in the shaft, wherein the driver is seated on a radial region of the fixing device, and thereby the driver and the fan in the longitudinal direction of the fan-shaft connection are fixed to the shaft.
  • the radial region of the fixing device is a substantially planar or trough-shaped inner end wall of the shaft.
  • the fixing device of the shaft via the driver with a fixing device of the fan is mechanically coupled so that a torque can be transmitted by the two fixing devices.
  • the fixing device of the shaft or of the fan can be a torque transmission surface which extends substantially in the radial direction of the shaft or of the fan and to which in each case a torque-contact surface of the driver corresponding thereto at least in sections is seated.
  • the torque transmission surface of the shaft is an inner side wall of a lateral recess, in particular a lateral milled recess, in the shaft, or an inner wall of a bore, in particular a radial bore, through the shaft.
  • the torque transmission surface of the fan is preferably a side wall of a survey, in particular a rib.
  • the driver is designed as a clamping disk with a slot, wherein an inner side of the slot acts as a torque-bearing surface with the shaft, and an outer side of the clamping disk as a torque-bearing surface with the fan.
  • the driver is designed as a tensioning pin or a gravity pin, wherein preferably a center portion of the tensioning pin or the tensioning pin as a torque-bearing surface with the shaft and a longitudinal end portion of the tensioning pin or the tensioning pin as a torque-bearing surface the fan acts.
  • the driver can be secured against sliding down from its assembly with the shaft and the fan, by means of a snap hook or by means of two radially opposite snap hooks in the fan.
  • the invention is not limited to the automotive sector, but can also be applied to other areas, such. B. heating fan or a hood can be applied.
  • a component namely the C-CNp, omitted, since the function of torque transfer to the fan and axial positioning of the fan on the shaft are both realized by the driver.
  • the inventive fastening concept allows manual installation without additional aids and can therefore be used worldwide without much effort. Due to the elimination of quality-consuming sintered parts (corrosion, pore density, etc.) or the C-clip (hardness, hydrogen embrittlement, etc.), the procurement of the individual components of the fan mounting according to the invention can be located more easily.
  • Figure 1 is a partially sectioned side view of a first embodiment of a fan-shaft connection according to the invention.
  • Fig. 2 is a plan view of the fan-shaft connection of Fig. 1;
  • FIG. 3 is a top and a sectional side view of a first assembly step of the fan-shaft connection according to the invention from FIG. 1; 4 shows a beginning of a second assembly step of the fan-shaft connection of FIG. 1; Figure 5 is a continued second assembly step of the assembly of the fan-shaft connection of Fig. 4.
  • FIGS. 4 and 5 shows a conclusion of the second assembly step of the assembly of the fan-shaft connection of FIGS. 4 and 5;
  • Fig. 7 is a plan view of a first modification of the first embodiment of the fan-shaft connection
  • Fig. 8 is a plan view of a second modification of the first embodiment of the fan-shaft connection
  • FIG. 9 is a plan view of a modification of a driver according to the invention of the first embodiment of the fan-shaft connection.
  • 10 is a top and a sectional side view of a second embodiment of a fan-shaft connection according to the invention; and Fig. 1 1 in a top and a sectional side view of a modification of the second embodiment of the fan-shaft connection.
  • the embodiments of the fan-shaft connection 1 or fan attachment 1 according to the invention shown in the drawing each have - apart from a preferably designed as a ball bearing 40 abutment 40 for a fan 30 - only three components.
  • the fan 30 with one or a plurality of fan blades 300 and a fan hub 310, which has a contact surface for transmitting torque, the so-called torque transmission surface 313, - to a fixing device 31 1 z.
  • B. a snap hook 320 - has to secure a driver 20 against its release.
  • the driver 20 with a simple geometry to transmit the torque from a motor shaft 10 to the fan hub 310 -.
  • the motor shaft 10 with a matching contour on the free longitudinal end portion 100 for mounting and mounting of the driver 20, and for torque transmission -.
  • B. fixing 1 1 1 as a lateral recess 15 (first embodiment) or bore 1 16 (first embodiment) is formed.
  • the term fan 30 should also include the term fan hub 310, possibly with separate fan blades 300, or vice versa.
  • a fan hub 310 according to the invention in this case has at a free end of a motor shaft 10 facing the end of a fixing device 31 1, which is designed as a rib 31 1 or a survey 31 1 of the fan hub 310 wegierd.
  • Two such fixing devices 31 1 are preferably provided opposite one another with respect to the motor shaft 10. These two fixing devices 31 1 preferably have mutually parallel torque transmission surfaces 313, which also extend in the longitudinal direction L of the fan-shaft connection 1 and which have a torque via the fixing device. directions 31 1 in the fan hub 310 can initiate.
  • the motor shaft 10 Preferably parallel (mounting state) to the one or more torque-transmitting surfaces 313 of the fan hub 310, the motor shaft 10 also has one or a plurality of torque transmission surfaces 1 12, which are formed by a fixing device 1 1 1 of the motor shaft 10. In the present case, these are or are this inner side walls 1 12 a (side) recess 15 or a (lateral) Einfräsung 1 15 in the motor shaft 10.
  • a specially shaped driver 20 is pushed in between such that this at least partially positive fit against the torque transmission surfaces 1 12, 313 of the motor shaft 10 and the fan 30, for which the driver 20 each torque-engaging surfaces 212, 213 has , So that the driver 20 does not slip from the motor shaft 10, it engages behind the motor shaft 10 on an inner end wall 1 18 of the fixing device 1 1 1.
  • This inner end wall 1 18 is in the present embodiment, a planar radial region 1 18 of the
  • the driver 20 is formed as a clamping plate 22, wherein the inner sides of a slot 220 in the driver 20, the torque-bearing surfaces 212 with the motor shaft 10, and two mutually parallel outer sides of the torque-bearing surfaces 213 with the Fan 30 form.
  • Fig. 9 shows a modified driver 20, which allows easier installation.
  • insertion bevels 232, 234 provided on the slot 220 and on the outer contour of the driver 20, on the one hand threading of the driver 20 between the torque transmission surfaces 313 of the fan hub 310 and on the other hand threading the driver 20 on the torque transmission surfaces 1 12 of the motor shaft 10 to facilitate.
  • the flat clamping disc 22 may be curved in its planar extension, so that it sits with a certain axial bias between the motor shaft 10 and the fan 30.
  • the driver 20 is not by itself from its clamping compound with the
  • the fan hub 310 has a snap hook 320, which preferably extends substantially in the radial direction R of the fan-shaft connection 1 and resilient in the longitudinal direction L. is trained. However, it is possible to provide a fixed snap hook 320 on the fan hub 310, behind which the catch 20 snaps during assembly. If the fan-shaft connection 1 is mounted, then the driver 20 is moved radially through its slot bottom and the snap hook 320 cooperating therewith, and axially through the radial region 118 of the fixing device 11
  • the fan hub 310 is fitted with adapted geometry on the motor shaft 10, wherein an axial stop of the fan 30 by a dome geometry on
  • Fan 30 and the abutment 40 on a motor 50 (Fig. 1) is defined (Fig. 3). Subsequently, the position of the fan hub 310 is aligned on the shaft 10 to allow the mounting of the driver 20 (FIGS. 3, 4) with the snap hook 320 being urged toward the motor 50. The driver 20 is thereby positioned between the torque transmission surfaces 313 of the fan hub 310 (FIG. 4). Subsequently, an assembly of the driver 20 by moving the driver 20 to the motor shaft 10, wherein the driver 20 between the torque transmission surfaces 1 12, 313 of the motor shaft 10 and the fan 30 is positioned (Fig. 5).
  • the driver 20 is pushed so far until the geometry for securing the position, in the present example the snap-action hooks 320, can ensure its function, ie. H. snaps back (Fig. 6).
  • This assembly process also applies to the second embodiment of the invention.
  • Figs. 7 and 8 show modifications of the first embodiment of the invention.
  • Fig. 7 shows in the mating region of the driver 20, two opposing snap hooks 320, which are preferably arranged substantially parallel to the torque transmission surfaces 313 of the fan 30.
  • the driver 20 is coming from two sides in the plug-in area between see motor shaft 10 and fan hub 310 personallywegbar, creating a simpler
  • the driver 20 is a clamping pin 24 and the fixing device 1 1 1 of the motor shaft 10 has a bore 1 16, which is preferably formed as a radial bore 1 16.
  • the fan 30 preferably has in each case as a rib 31 1 or elevation 31 1 formed and compared to the first embodiment closer stationary fixing 31 1, wherein a distance of the preferably mutually parallel torque transmission surfaces 313 of the fixing means 31 1 is substantially a diameter of Tension pin 24 and the bore 1 16 corresponds.
  • the fixing devices 31 1 of the fan hub 310 are excluded in the region of a bore for the motor shaft 10.
  • the clamping pin 24 is inserted radially through the bore 1 16 in the motor shaft 10, held in this with its center portion and received between the two fixing devices 31 1 of the fan hub 310.
  • the torque is transmitted via the lateral bore walls (not visible in the drawing) on the dowel pin 24 and from this as in the first embodiment on the fixing means 31 1 of the fan 30 transmitted.
  • the clamping pin 24 is received with a small clearance in the bore 1 16 of the motor shaft 10.
  • the fan hub 310 has snap-in hooks 320 between the fixing devices 31 1 or at the intermediate region of the fixing devices 31, which can be designed as explained above.
  • the first snap hook 320 is released again and snaps back, the clamping pin 24 is radially and axially with a small clearance between the motor shaft 10 and the fan 30 is received and locks these two together.
  • a Schwerspannstatt 24 is used. This has in its longitudinal direction on a spring slot 240, whereby the tensioning pin 24 is resiliently designed in its radial direction. In a relaxed state, the diameter of the tensioning pin 24 is greater than that of the bore 116. When mounting the tensioning pin 24, this is radially compressed, introduced into the bore 1 16 and then relaxes in the bore 1 16 as far as it allows. As a result, the tensioning pin 24 sits self-locking in the bore 116th

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lüfter-Welle-Verbindung für ein Kühlgebläse eines Kraftfahrzeugs, insbesondere mit niedriger Gebläseleistung, mit einer Welle (10), einem drehfest mit der Welle (10) fixierten Mitnehmer (20) und einem auf der Welle (10) sitzenden Lüfter (30), der drehfest mit dem Mitnehmer (20) und dadurch drehfest mit der Welle (10) fixiert ist, wobei der Mitnehmer (20) derart in die Welle (10) eingreift, dass der Mitnehmer (20) und dadurch auch der Lüfter (30) in einer Längsrichtung der Lüfter-Welle-Verbindung an der Welle (10) fixiert ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Montieren einer Lüfter-Welle-Verbindung für ein Kühlgebläse eines Kraftfahrzeugs, insbesondere mit niedriger Gebläseleistung, wobei ein Lüfter (30) auf eine Welle (10) aufgesteckt und durch einen Mitnehmer (20), der drehfest mit der Welle (10) verbunden wird, drehfest mit der Welle (10) fixiert wird, wobei der Mitnehmer (20) radial in einen Verbindungsbereich des Lüfters (30) mit der Welle (10) eingesteckt wird, wobei der Mitnehmer (20) derart in die Welle (10) eingreift, dass der Lüfter (30) in einer Längsrichtung der Lüfter-Welle-Verbindung an der Welle (10) fixiert wird.

Description

Beschreibung
Titel
Lüfter-Welle-Verbindung für ein Kühlgebläse eines Kraftfahrzeugs, sowie Verfahren zum Montieren einer Lüfter-Welle-Verbindung
Die Erfindung betrifft eine Lüfter-Welle-Verbindung sowie ein Verfahren zum Montieren einer Lüfter-Welle-Verbindung für ein Kühlgebläse eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs. Hierbei weist das Kühlgebläse bevorzugt eine niedrige Gebläseleistung auf.
Stand der Technik
Aus dem Stand der Technik ist ein Kühlgebläse für Verbrennungsmotoren mit niedriger Gebläseleistung bekannt, welches aus wenigstens vier Bauteilen be- steht: einer Motorwelle, die eine Kontur für einen Mitnehmer zur Drehmomentübertragung und eine Aufnahmekontur für einen C-CNp bereitstellt; einem Lüfter mit Lüfternabe, welche eine Kontur zur Drehmomentübertragung und einen passgenauen Sitz des Lüfters auf der Motorwelle bereitstellt; dem Mitnehmer, der ausschließlich das Drehmoment von der Welle auf den Lüfter überträgt und als ein Abstandshalter dient; und dem C-CNp, welcher als ein federnder, metallischer
Clip ausgebildet ist, der die Lüfter-Welle-Verbindung gegen ein Lösen sichert und als axialer Toleranzausgleich dient. Höhere Drehmomente werden insbesondere mittels aufgepressten, gesinterten, teuren Mitnehmern übertragen, die als Dreiarm, Dreibein oder Insert ausgebildet sind. Solche Verbindungen benötigen auf- grund der hohen Aufpresskräfte des Mitnehmers auf die Motorwelle spezielle
Maschinen für deren Montage.
Aufgabenstellung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine einfache und kostengünstige Lüfter-Welle-Verbindung zur Verfügung zu stellen, die manuell ohne die Unterstützung von Maschinen eingerichtet werden kann und die darüber hinaus eine geringe Anzahl von Bauteilen aufweist. Hierbei kann die Lüfter-Welle-Verbindung bevorzugt für eine niedrige Gebläseleistung ausgelegt und an die Anforderungen der Emerging Markets, wie z. B. ein einfacher und robuster Aufbau, angepasst sein.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird mittels einer Lüfter-Welle-Verbindung für ein Kühlgebläse eines Kraftfahrzeugs, gemäß Anspruch 1 , und durch ein Verfahren zum Montieren einer Lüfter-Welle-Verbindung für ein Kühlgebläse eines Kraftfahrzeugs, gemäß Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Lüfter-Welle-Verbindung eine Welle, einen drehfest mit der Welle verbundenen Mitnehmer und einen auf der
Welle sitzenden Lüfter auf, der drehfest mit dem Mitnehmer und dadurch drehfest mit der Welle verbunden ist. Hierbei ist der Mitnehmer derart angeordnet und mit der Welle verbunden, dass der Mitnehmer und der Lüfter in einer Längsrichtung der Lüfter-Welle-Verbindung an der Welle gehaltert ist.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Montageverfahrens für eine Lüfter-Welle-Verbindung wird zunächst ein Lüfter auf eine Welle aufgesteckt und durch einen Mitnehmer, der drehfest mit der Welle verbunden wird, drehfest mit der Welle verbunden. Hierbei wird der Mitnehmer in einen Verbindungsbereich des Lüfters mit der Welle derart eingesteckt, dass der Lüfter und der Mitnehmer in einer Längsrichtung der Lüfter-Welle-Verbindung an der Welle gehaltert wird.
Die erfindungemäße Lüfter-Welle-Verbindung weist abgesehen von einem optional vorhandenen Widerlager für den Lüfter nur drei Bauteile auf: die Welle bzw. Motorwelle, den Mitnehmer und den Lüfter. Hierbei gehen der Mitnehmer mit der
Welle, und der Mitnehmer mit dem Lüfter bevorzugt jeweils eine formschlüssige Verbindung ein, wobei es für eine Längsrichtung und eine Radialrichtung jeweils wenigstens eine formschlüssige Verbindung gibt. Ferner sitzt der Lüfter mit keinem oder bevorzugt nur einem geringen radialen Spiel auf der Welle. In Ausführungsformen der Erfindung greift der Mitnehmer in eine Fixiereinrichtung in der Welle ein, wobei der Mitnehmer an einem Radialbereich der Fixiereinrichtung ansitzt, und dadurch der Mitnehmer und auch der Lüfter in Längsrichtung der Lüfter-Welle-Verbindung an der Welle fixiert sind. Insbesondere ist der Radialbereich der Fixiereinrichtung eine im Wesentlichen ebene oder wannen- förmige Innenstirnwand der Welle. Hierbei ist die Fixiereinrichtung der Welle über den Mitnehmer mit einer Fixiereinrichtung des Lüfters derart mechanisch gekoppelt, dass durch die beiden Fixiereinrichtungen ein Drehmoment übertragbar ist.
Die Fixiereinrichtung der Welle bzw. des Lüfters kann eine sich im Wesentlichen in Radialrichtung der Welle bzw. des Lüfters erstreckende Drehmoment-Übertragungsfläche sein, an welcher jeweils eine dazu wenigstens abschnittsweise korrespondierende Drehmoment-Anlagefläche des Mitnehmers ansitzt. Bevorzugt ist die Drehmoment-Übertragungsfläche der Welle eine Innenseitenwand einer seit- liehen Ausnehmung, insbesondere einer seitlichen Einfräsung, in der Welle, oder eine Innenwand einer Bohrung, insbesondere einer Radialbohrung, durch die Welle hindurch. Die Drehmoment-Übertragungsfläche des Lüfters ist dabei bevorzugt eine Seitenwand einer Erhebung, insbesondere einer Rippe.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Mitnehmer als eine Spannscheibe mit einem Schlitz ausgebildet, wobei eine Innenseite des Schlitzes als Drehmoment-Anlagefläche mit der Welle, und eine Außenseite der Spannscheibe als Drehmoment-Anlagefläche mit dem Lüfter fungiert. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der Mitnehmer als ein Spannstift oder ein Schwer- spannstift ausgebildet, wobei bevorzugt ein Mittenabschnitt des Spannstifts bzw. des Schwerspannstifts als Drehmoment-Anlagefläche mit der Welle und ein Längsendabschnitt des Spannstifts bzw. des Schwerspannstifts als Drehmoment- Anlagefläche mit dem Lüfter fungiert.
In Ausführungsformen der Erfindung kann der Mitnehmer gegen ein Herhausgleiten aus seinem Verbund mit der Welle und dem Lüfter, mittels eines Schnapphakens oder mittels zweier radial zueinander gegenüberliegender Schnapphaken im Lüfter gesichert sein. Ferner ist die Erfindung nicht auf den Automobilbereich beschränkt, sondern kann auch auf andere Gebiete, wie z. B. Heizungsgebläse oder eine Dunstabzugshaube anwendet werden. Gemäß der Erfindung ergibt sich eine signifikante Kostenreduktion, da im Vergleich mit dem Stand der Technik ein Bauteil, nämlich der C-CNp, entfällt, da die Funktion Drehmomentübertragung auf den Lüfter und axiale Positionierung des Lüfters auf der Welle beide durch den Mitnehmer realisiert sind. Das erfindungs- gemäße Befestigungskonzept ermöglicht eine manuelle Montage ohne zusätzliche Hilfsmittel und kann daher ohne großen Aufwand weltweit eingesetzt werden. Durch den Entfall von qualitätsaufwendigen Sinterteilen (Korrosion, Porendichte, etc.) oder des C-Clips (Härte, Wasserstoffversprödung, etc.) kann die Beschaffung der einzelnen Komponenten der erfindungsgemäßen Lüfterbefestigung ein- facher lokalisiert werden.
Kurzbeschreibung der Figuren
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Be- zugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lüfter-Welle-Verbindung; Fig. 2 eine Draufsicht auf die Lüfter-Welle-Verbindung aus Fig. 1 ;
Fig. 3 in einer Drauf- und einer geschnittenen Seitenansicht einen ersten Montageschritt der erfindungsgemäßen Lüfter-Welle-Verbindung aus Fig. 1 ; Fig. 4 einen Beginn eines zweiten Montageschritts der Lüfter-Welle-Verbindung aus Fig. 1 ; Fig. 5 einen fortgesetzten zweiten Montageschritt der Montage der Lüfter-Welle-Verbindung aus Fig. 4;
Fig. 6 einen Abschluss des zweiten Montageschritts der Montage der Lüfter- Welle-Verbindung aus Fig. 4 bzw. 5;
Fig. 7 in einer Draufsicht eine erste Modifikation der ersten Ausführungsform der Lüfter-Welle-Verbindung;
Fig. 8 in einer Draufsicht eine zweite Modifikation der ersten Ausführungsform der Lüfter-Welle-Verbindung;
Fig. 9 in einer Draufsicht eine Modifikation eines erfindungsgemäßen Mitnehmers der ersten Ausführungsform der Lüfter-Welle-Verbindung; Fig. 10 in einer Drauf- und einer geschnittenen Seitenansicht eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lüfter-Welle-Verbindung; und Fig. 1 1 in einer Drauf- und einer geschnittenen Seitenansicht eine Modifikation der zweiten Ausführungsform der Lüfter-Welle-Verbindung.
Ausführungsformen der Erfindung
Die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Lüfter-Welle-Verbindung 1 bzw. Lüfterbefestigung 1 weisen jeweils - abgesehen von einem bevorzugt als ein Kugellager 40 ausgebildetes Widerlager 40 für einen Lüfter 30 - lediglich drei Komponenten auf. Den Lüfter 30 mit einem oder einer Mehrzahl von Lüfterflügeln 300 und einer Lüfternabe 310, welche eine Anlagefläche zur Drehmomentübertragung, die so genannte Drehmoment-Übertragungsfläche 313, - an einer Fixiereinrichtung 31 1 z. B. einer Rippe 31 1 (erste Ausführungsform) oder in einer Bohrung oder Nut (beide nicht dargestellt) - und ggf. eine spezielle Geometrie - z. B. einen Schnapphaken 320 - zur Sicherung eines Mitnehmers 20 gegen dessen Lösen aufweist. Den Mitnehmer 20 mit einer einfachen Geometrie, um das Drehmoment von einer Motorwelle 10 auf die Lüfternabe 310 zu übertragen - z. B. als Spannscheibe 22 (erste Ausführungsform), die ggf. gekrümmt ist, oder als Spann- 24 oder Schwerspannstift 24 (zweite Ausführungsform) ausgebildet. Und ferner die Motorwelle 10 mit einer passenden Kon- tur an deren freien Längsendabschnitt 100 zur Montage und Befestigung des Mitnehmers 20, sowie zur Drehmomentübertragung - z. B. Fixiereinrichtung 1 1 1 als seitliche Ausnehmung 1 15 (erste Ausführungsform) oder Bohrung 1 16 (erste Ausführungsform) ausgebildet. Im Folgenden soll der Begriff Lüfter 30 soll auch den Begriff Lüfternabe 310, ggf. mit separaten Lüfterflügeln 300, bzw. umgekehrt umfassen.
Zunächst wird anhand der Fig. 1 bis 9 die erste Ausführungsform der Erfindung und deren Modifikationen näher erläutert.
Eine erfindungsgemäße Lüfternabe 310 weist dabei an einem einem freien Ende einer Motorwelle 10 zugewandten Ende eine Fixiereinrichtung 31 1 auf, die als eine Rippe 31 1 oder eine Erhebung 31 1 von der Lüfternabe 310 wegstehend ausgebildet ist. Bevorzugt sind dabei zwei solche Fixiereinrichtungen 31 1 bezüglich der Motorwelle 10 einander gegenüberliegend vorgesehen. Diese beiden Fixier- einrichtungen 31 1 weisen einander bevorzugt parallel gegenüberliegende Drehmoment-Übertragungsflächen 313 auf, die sich auch in Längsrichtung L der Lüfter-Welle-Verbindung 1 erstrecken und die ein Drehmoment über die Fixierein- richtungen 31 1 in die Lüfternabe 310 einleiten können. Bevorzugt parallel (Montagezustand) zu der oder den Drehmoment-Übertragungsflächen 313 der Lüfternabe 310 weist die Motorwelle 10 ebenfalls eine oder eine Mehrzahl von Drehmoment-Übertragungsflächen 1 12 auf, die von einer Fixiereinrichtung 1 1 1 der Motorwelle 10 gebildet sind. Im vorliegenden Fall ist oder sind dies Innenseitenwände 1 12 einer (seitlichen) Ausnehmung 1 15 oder einer (seitlichen) Einfräsung 1 15 in der Motorwelle 10. Sitzt nun der Lüfter 30 richtig orientiert auf der Motorwelle 10, so wird in den Verbindungsbereich zwischen Motorwelle 10 und Lüfter 30 ein speziell geformter Mitnehmer 20 derart dazwischen geschoben, dass die- ser wenigstens abschnittsweise formschlüssig an den Drehmoment-Übertragungsflächen 1 12, 313 der Motorwelle 10 bzw. des Lüfters 30 anliegt, wofür der Mitnehmer 20 jeweils Drehmoment-Anlageflächen 212, 213 aufweist. Damit der Mitnehmer 20 nicht von der Motorwelle 10 rutscht, hintergreift er die Motorwelle 10 an einer Innenstirnwand 1 18 der Fixiereinrichtung 1 1 1 . Diese Innenstirnwand 1 18 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein ebener Radialbereich 1 18 der
Fixiereinrichtung 1 1 1 .
Im ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Mitnehmer 20 als eine Spannscheibe 22 ausgebildet, wobei die Innenseiten eines Schlitzes 220 im Mit- nehmer 20 die Drehmoment-Anlageflächen 212 mit der Motorwelle 10, und zwei parallel zu einander liegende Außenseiten die Drehmoment-Anlageflächen 213 mit dem Lüfter 30 bilden. Hierbei liegen sämtliche Drehmoment übertragende Flächen bzw. Seiten parallel zueinander. Fig. 9 zeigt einen modifizierten Mitnehmer 20, der eine einfachere Montage erlaubt. Hierbei sind Einführschrägen 232, 234 am Schlitz 220 und an der Außenkontur des Mitnehmers 20 vorgesehen, um einerseits ein Einfädeln des Mitnehmers 20 zwischen die Drehmoment-Übertragungsflächen 313 der Lüfternabe 310 und andererseits ein Auffädeln des Mitnehmers 20 auf die Drehmoment-Übertragungsflächen 1 12 der Motorwelle 10 zu erleichtern. Hierbei können natürlich auch nur eine einzelne oder die Einführ- schrägen 232 und/oder nur eine einzelne oder die Einführschrägen 234 realisiert sein. Ferner kann die flächig ausgebildete Spannscheibe 22 in ihrer flächigen Erstreckung gekrümmt sein, sodass sie mit einer gewissen axialen Vorspannung zwischen der Motorwelle 10 und dem Lüfter 30 sitzt.
Damit sich der Mitnehmer 20 nicht von selbst aus seinem Klemmverbund mit der
Motorwelle 10 und der Lüfternabe 310 befreien kann, weist die Lüfternabe 310 einen Schnapphaken 320 auf, der sich bevorzugt im Wesentlichen in Radialrichtung R der Lüfter-Welle-Verbindung 1 erstreckt und in Längsrichtung L federnd ausgebildet ist. Es ist jedoch möglich, einen festen Schnapphaken 320 auf der Lüfternabe 310 vorzusehen, hinter dem der Mitnehmer 20 bei der Montage einschnappt. Ist die Lüfter-Welle-Verbindung 1 montiert, so wird der Mitnehmer 20 radial durch seinen Schlitzgrund und den damit zusammenwirkenden Schnapp- haken 320, und axial durch den Radialbereich 1 18 der Fixiereinrichtung 1 1 1 der
Motorwelle 10 und ggf. durch das Widerlager 40 gehalten.
Der in den Fig. 3 bis 6 näher dargestellte Montageablauf ist folgender. Zunächst wird die Lüfternabe 310 mit angepasster Geometrie auf die Motorwelle 10 ge- steckt, wobei ein axialer Anschlag des Lüfters 30 durch eine Domgeometrie am
Lüfter 30 und das Widerlager 40 an einem Motor 50 (Fig. 1 ) definiert ist (Fig. 3). Anschließend wird die Position der Lüfternabe 310 auf der Welle 10 ausgerichtet, um die Montage des Mitnehmers 20 zu ermöglichen (Fig. 3, 4), wobei der Schnapphaken 320 in Richtung Motor 50 gedrückt wird. Der Mitnehmer 20 wird dabei zwischen den Drehmoment-Übertragungsflächen 313 der Lüfternabe 310 positioniert (Fig. 4). Anschließend erfolgt eine Montage des Mitnehmers 20 durch ein Bewegen des Mitnehmers 20 auf die Motorwelle 10 zu, wobei der Mitnehmer 20 zwischen den Drehmoment-Übertragungsflächen 1 12, 313 der Motorwelle 10 und dem Lüfter 30 positioniert wird (Fig. 5). Im Anschluss daran, wird der Mit- nehmer 20 derart weit geschoben, bis die Geometrie zur Positionssicherung, im vorliegenden Beispiel der Schnapphaken 320, seine Funktion gewährleisten kann, d. h. zurückschnappt (Fig. 6). Dieser Montageablauf gilt auch für die zweite Ausführungsform der Erfindung.
Die Fig. 7 und 8 zeigen Modifikationen der ersten Ausführungsform der Erfindung. Fig. 7 zeigt im Steckbereich des Mitnehmers 20 zwei einander gegenüberliegende Schnapphaken 320, die bevorzugt im Wesentlichen parallel zu den Drehmoment-Übertragungsflächen 313 des Lüfters 30 angeordnet sind. Hierbei ist der Mitnehmer 20 von zwei Seiten aus kommend in dessen Steckbereich zwi- sehen Motorwelle 10 und Lüfternabe 310 vorbewegbar, wodurch eine einfachere
Montage des Mitnehmers 20 realisiert ist. Fig. 8 zeigt eine alternative Kontur zur Drehmomentübertragung, wobei nur die Innenseiten des Schlitzes 220 des Mitnehmers 20 das Drehmoment von der Motorwelle 10 auf den Lüfter 30 übertragen. D. h., dass bei montiertem Mitnehmer 20 die Fixiereinrichtung 31 1 des Lüf- ters 30 in den Schlitz 220 des Mitnehmers 20 hineinragt. Diese Modifikationen können zusätzlich oder statt den obigen Erläuterungen angewendet werden. Im Folgenden wird anhand der Fig. 10 und 1 1 die zweite Ausführungsform der Erfindung und deren Modifikation näher erläutert.
Bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist der Mitnehmer 20 ein Spannstift 24 und die Fixiereinrichtung 1 1 1 der Motorwelle 10 eine Bohrung 1 16, die bevorzugt als eine Radialbohrung 1 16 ausgebildet ist. Der Lüfter 30 weist dabei bevorzugt jeweils als Rippe 31 1 oder Erhebung 31 1 ausgebildete und im Vergleich zur ersten Ausführungsform enger stehende Fixiereinrichtungen 31 1 auf, wobei ein Abstand der bevorzugt parallel zueinander angeordneten Drehmoment-Übertragungflächen 313 der Fixiereinrichtungen 31 1 im Wesentlichen einem Durchmesser des Spannstifts 24 bzw. der Bohrung 1 16 entspricht. Hierbei sind die Fixiereinrichtungen 31 1 der Lüfternabe 310 im Bereich einer Bohrung für die Motorwelle 10 ausgenommen. In einem montierten Zustand ist der Spannstift 24 durch die Bohrung 1 16 in der Motorwelle 10 radial hindurchgesteckt, in dieser mit seinem Mittenabschnitt gehaltert und zwischen den beiden Fixiereinrichtungen 31 1 der Lüfternabe 310 aufgenommen. In einem Betrieb des Lüfters 30 wird das Drehmoment über die seitlichen Bohrungswände (in der Zeichnung nicht zu sehen) auf den Spannstift 24 und von diesem wie bei der ersten Ausführungs- form auf die Fixiereinrichtungen 31 1 des Lüfters 30 übertragen. In Längsrichtung
L verhindert eine Innenstirnwand 1 18 der Bohrung 1 16 ein Verlagern des Spannstifts 24.
Bei der in Fig. 10 dargestellten Ausführungsform ist der Spannstift 24 mit einem geringen Spiel in der Bohrung 1 16 der Motorwelle 10 aufgenommen. Um eine zu starke radiale Verlagerung des Spannstifts 24 im Betrieb des Lüfters 30 zu vermeiden, weist die Lüfternabe 310 zwischen den Fixiereinrichtungen 31 1 oder am Zwischenbereich der Fixiereinrichtungen 31 1 Schnapphaken 320 auf, die wie oben erläutert ausgebildet sein können. Bei einer Montage des Lüfters 30 auf der Motorwelle 10 wird bei richtig positioniertem Lüfter 30 zunächst ein Schnapphaken 320 eingedrückt, der Spannstift 24 in die Bohrung 1 16 eingeführt und bis zum oder nahe bis zum gegenüberliegenden Schnapphaken 320 durch die Bohrung 1 16 hindurchgesteckt. Der erste Schnapphaken 320 wird wieder freigegeben und schnappt zurück, der Spannstift 24 ist radial und axial mit einem gerin- gen Spiel zwischen der Motorwelle 10 und dem Lüfter 30 aufgenommen und arretiert diese beiden miteinander. Bei der in Fig. 1 1 dargestellten Modifikation kann auf die beiden Schnapphaken 320 verzichtet werden, statt dessen kommt ein Schwerspannstift 24 zum Einsatz. Dieser weist in seiner Längsrichtung einen Federschlitz 240 auf, wodurch der Schwerspannstift 24 in seiner Radialrichtung federnd ausgelegt ist. In einem entspannten Zustand ist der Durchmesser des Schwerspannstifts 24 größer als der der Bohrung 116. Beim Montieren des Schwerspannstifts 24 wird dieser radial zusammengedrückt, in die Bohrung 1 16 eingeführt und entspannt sich dann in der Bohrung 1 16 so weit es diese erlaubt. Hierdurch sitzt der Schwerspannstift 24 selbsthemmend in der Bohrung 116.

Claims

Ansprüche
1 . Lüfter-Welle-Verbindung für ein Kühlgebläse eines Kraftfahrzeugs, insbesondere mit niedriger Gebläseleistung, mit einer Welle (10), einem drehfest mit der Welle (10) fixierten Mitnehmer (20) und einem auf der Welle (10) sitzenden Lüfter (30), der drehfest mit dem Mitnehmer (20) und dadurch drehfest mit der Welle (10) fixiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (20) derart in die Welle (10) eingreift, dass der Mitnehmer (20) und dadurch auch der Lüfter (30) in einer Längsrichtung (L) der Lüfter-Welle-Verbindung (1 ) an der Welle (10) fixiert ist.
2. Lüfter-Welle-Verbindung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass diese, abgesehen von einem optional vorhandenem Widerlager (40), ausschließlich aus der Welle (10), dem Mitnehmer (20) und dem Lüfter (30) auf- gebaut ist, und durch den Mitnehmer (20) bevorzugt jeweils wenigstens abschnittsweise eine formschlüssige Verbindung mit der Welle (10) und dem Lüfter (30) eingerichtet ist.
3. Lüfter-Welle-Verbindung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (20) in eine Fixiereinrichtung (1 1 1 ) der Welle (10) eingreift und dabei der Mitnehmer (20) an einem Radialbereich (1 18) der Fixiereinrichtung (1 1 1 ) ansitzt, wodurch der Mitnehmer (20) und auch der Lüfter (30) in Längsrichtung (L) der Lüfter-Welle-Verbindung (1 ) an der Welle (10) fixiert sind.
4. Lüfter-Welle-Verbindung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Radialbereich (1 18) der Fixiereinrichtung (1 1 1 ) eine im Wesentlichen ebene oder wannenförmige Innenstirnwand der Motorwelle (10) ist.
5. Lüfter-Welle-Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiereinrichtung (1 1 1 ) der Welle (10) über den Mitnehmer (20) mit einer Fixiereinrichtung (31 1 ) des Lüfters (30) derart mechanisch gekoppelt ist, dass durch die Fixiereinrichtung (1 1 1 ) der Welle (10) ein Drehmoment auf die Fixiereinrichtung (31 1 ) des Lüfters (30) übertragbar ist.
6. Lüfter-Welle-Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixiereinrichtung (1 1 1 , 31 1 ) der Welle (10) bzw. des Lüfters (30) eine sich im Wesentlichen in Radialrichtung der Welle (10) bzw. des Lüfters (30) erstreckende Drehmoment-Übertragungsfläche (1 12, 313) aufweist, an welcher jeweils eine dazu wenigstens abschnittsweise korrespondierende Drehmoment-Anlagefläche (212, 213) des Mitnehmers (20) ansitzt.
7. Lüfter-Welle-Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmoment-Übertragungsfläche (1 12) der Welle (10) von einer Innenseitenwand (1 12) einer seitlichen Ausnehmung (1 15), insbesondere einer seitlichen Einfräsung (1 15), in der Welle (10), oder einer Innenwand (1 12) einer Bohrung (1 16), insbesondere einer Radialbohrung (1 16), durch die Welle (10) gebildet ist.
8. Lüfter-Welle-Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmoment-Übertragungsfläche (313) des Lüfters (30) von einer Seitenwand (313) einer Erhebung (315), insbesondere einer Rippe (315), gebildet ist.
9. Lüfter-Welle-Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (20) als eine Spannscheibe (22) mit einem Schlitz (220) ausgebildet ist, wobei eine Innenseite des Schlitzes (220) als Drehmoment-Anlagefläche (212) mit der Welle (10), und eine Außenseite der Spannscheibe (22) als Drehmoment-Anlagefläche (213) mit dem Lüfter (30) fungiert.
10. Lüfter-Welle-Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Mitnehmer (20) als ein Spannstift (24) oder ein
Schwerspannstift (24) ausgebildet ist, wobei bevorzugt ein Mitten abschnitt des Spannstifts (24) bzw. des Schwerspannstifts (24) als Drehmoment-Anlagefläche (212) mit der Welle (10), und ein Längsendabschnitt des Spannstifts (24) bzw. des Schwerspannstifts (24) als eine Drehmoment-Anlagefläche (213) mit dem Lüfter (30) fungiert.
1 1 . Lüfter-Welle-Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (20) gegen ein Herhausgleiten aus seinem Verbund mit der Welle (10) und dem Lüfter (30), mittels eines Schnapphakens (320) oder mittels zweier radial zueinander gegenüberlie- gender Schnapphaken (320) im Lüfter (30) gesichert ist.
12. Verfahren zum Montieren einer Lüfter-Welle-Verbindung (1 ) für ein Kühlgebläse eines Kraftfahrzeugs, insbesondere mit niedriger Gebläseleistung, wobei ein Lüfter (30) auf eine Welle (10) aufgesteckt und durch einen Mitnehmer (20), der drehfest mit der Welle (10) verbunden wird, drehfest mit der Welle (10) fixiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (20) radial in einen Verbindungsbereich des Lüfters (30) mit der Welle (10) eingesteckt wird, wobei der Mitnehmer (20) derart in die Welle (10) eingreift, dass der Lüfter (30) in einer Längsrichtung (L) der
Lüfter-Welle-Verbindung (1 ) an der Welle (10) fixiert wird.
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