WO2002020995A1

WO2002020995A1 - Gebläse

Info

Publication number: WO2002020995A1
Application number: PCT/DE2001/002177
Authority: WO
Inventors: Wolfgang Kehrer
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2000-09-08
Filing date: 2001-06-12
Publication date: 2002-03-14
Also published as: EP1317629A1; US20020154995A1; KR20020062639A; DE10044484A1

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Gebläse mit einem drehbaren Gasfördermittel (10). Es wird vorgeschlagen, daß das Gasfördermittel (10) eine Massenverteilung aufweist, die bei rotierendem Gasfördermittel (10) ein vordefiniertes Drehmoment senkrecht zur Rotationsachse (26) erzeugt.

Description

Gebläse

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Gebläse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Gattungsbildende Gebläse sind in zahlreichen Ausführungen bekannt und werden zur Kühlung, Beheizung oder Belüftung einge- setzt. Als drehbare Gasfördermittel finden dabei Ventilatoren, Lüfterräder oder Turbinen Anwendung. Bei Motorkühlgeblä- sen werden in der Regel Lüfterräder eingesetzt. Durch Brenn- kraftmaschinenkühlgebläse treten störende Geräusche infolge von Schwingungsanregungen erster Ordnung auf, die als Luft- oder Körperschall in eine Fahrgastzelle übertragen werden und den Fahrkomfort beeinträchtigen. Gegenwärtig werden diese Geräusche durch 1-Ebenen-Wuchten der fertig komplettierten Brennkraftmaschinenkühlgebläse, d. h. durch Ausgleich der statischen Unwucht möglichst klein gehalten. Dabei wird der Wuchtausgleich der statischen Unwucht mittels Wuchtklammern manuell durchgeführt. Bei derart ausgewuchteten Lüfterrädern wird zwar ein unwuchtbedingter Höhenschlag und damit eine Geräuschbildung durch unrundes Laufen vermieden, das Lüfterrad kann sich jedoch im Rahmen seines Lagerspiels zwischen seinen beiden Lagerendlagen hin und her bewegen. Vorteile der Erfindung

Die Erfindung geht aus von einem Gebläse mit einem drehbaren Gasfördermittel .

Es wird vorgeschlagen, daß das Gasfördermittel eine Massenverteilung aufweist, die bei rotierendem Gasfördermittel ein vordefiniertes Drehmoment senkrecht zur Rotationsachse erzeugt. Wirkt auf das Gasfördermittel ein Drehmoment im Mas- senschwerpunkt senkrecht zur Rotationsachse, wird das Gasfördermittel im Rahmen seines Lagerspiels verkippt. Damit kann vermieden werden, daß das Gasfördermittel sich innerhalb des Lagerspiels frei bewegen und zwischen den Endlagen des Lagers hin und her schlagen kann. Es kann eine Verspannung des Gas- fördermittels erreicht und eine vom Gasfördermittel ausgehende Geräuschemission kann reduziert werden.

Vorzugsweise ist bei dem erfindungsgemäßen Gebläse eine auf eine Ebene senkrecht zur Rotationsachse des Gasfördermittels projizierte Massenbelegung des Gasfördermittels innerhalb des Toleranzbereichs fertigungsbedingter Unwucht in der Wucht. Ein durch die gewählte Massenverteilung bedingter Höhenschlag bzw. ein Auf- und Abschlagen des Gasfördermittels in radialer Richtung und eine damit verbundene Geräuschemission wird ver- mieden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Drehmoment durch zumindest zwei in Umfangsrichtung versetzt angeordnete Wuchtmassen bewirkt, von denen in axialer Rich- tung eine vor und eine nach einem Schwerpunkt des Gasfördermittels angeordnet ist. Das Drehmoment kann besonders konstruktiv einfach und kostengünstig erreicht werden.

Vorteilhaft sind zwei axial beabstandete Wuchtmassen um 180° versetzt angeordnet, wodurch die Wuchtmassen gleich ausge- führt werden können. Sind die Wuchtmassen gleich groß, und ist ihr radialer Abstand zur Rotationsachse gleich, ist das Gasfördermittel in der Ebene senkrecht zu seiner Rotationsachse mit Ausnahme von durch Fertigungstoleranzen beding- ter Unwucht in der Wucht. Die Drehmomentanteile der einzelnen Wuchtmassen addieren sich nicht nur vektoriell, sondern bei dieser Geometrie auch ihrem Betrag nach.

Die Wuchtmassen sind vorzugsweise an einer zentralen Aufnahme von Flügeln des Gasfördermittels angeordnet. Hier ist bei einer großen axialen Baulänge ein weiter axialer Abstand der Wuchtmassen möglich. Ein hinreichend großes Drehmoment kann leicht bewirkt werden. Das Gasfördermittel ist an dieser zentralen. Aufnahme der Flügel besonders stabil. Störende Verwin- düngen des Gasfördermittels infolge der Krafteinwirkung auf die Wuchtmassen können vermieden werden. Darüber hinaus ist die Anbringung an einer zentralen Aufnahme der Flügel strömungstechnisch besonders günstig.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Wuchtmassen am Gasfördermittel verschiebbar angeordnet, und zwar insbesondere axial. Grundsätzlich könnten die Wuchtmassen auch radial und/oder in Umfangsrichtung verschiebbar ausgeführt sein. Durch verschiebbare Wuchtmassen wird eine Nach- einstellung des Drehmoments während der Lebensdauer des Gebläses ermöglicht. Das Gebläse kann je nach seinem Abnut- zungszustand stets geräuschminimierend eingestellt werden.

Die das Drehmoment bewirkende Massenverteilung kann jedoch auch vorteilhaft an das Gasfördermittel angeformt sein. Ein eigener Arbeitsgang, wie beispielsweise das Anbringen von Wuchtmassen, wird eingespart. Dies ist vorzugsweise fertigungstechnisch möglich, wenn das Gasfördermittel ein Spritzgußteil ist, und die Massenverteilung an dem Gasfördermittel angespritzt ist. Dabei können auch - analog zum Anbringen einzelner Wuchtmassen - abgegrenzte Bereiche als Wuchtmassen an dem Gasfördermittel angespritzt sein.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Gasfördermittel als Lüfterrad ausgebildet. Lüfterräder haben gegenüber Ventilatoren den Vorzug, daß sie einen gleichmäßigen Luftstrom erzeugen, und gegenüber Turbinen zeichnen sie sich durch vergleichsweise einfachen Aufbau aus.

Die erfindungsgemäße Lösung kann bei zahlreich verschiedenen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Gebläsen eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft eignet sich jedoch die erfindungsgemäße Lösung bei einem Gebläse für einen Brennkraftmaschinenkühler, der in der Regel eine starke Körperschallan- kopplung aufweist.

Zeichnung

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbe- schreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfasse .

Es zeigen:

Fig. 1 ein Lüfterrad eines Brennkraftmaschinen kühlge- bläses mit zwei an der Lüfterradnabe angeordneten Wüchtmassen von vorn,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 und Fig. 3 eine Prinzipskizze der Wuchtmassenanordnung in einer die Lüfterradachse beinhaltenden Ebene.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Fig. 1 zeigt ein Gasfördermittel in der Form eines Lüfterrads 10 eines Brennkraftmaschinenkühlgebläses . An einer zentralen Radnabe 12 sind sieben Flügel 14 angeordnet. An ihren radial äußeren Enden sind die Flügel 14 durch einen Ring 16 verbunden. Die sieben Flügel 14 erzeugen durch ihre Profilgebung einen gleichmäßigen Luftstrom durch einen nicht dargestellten Kühler einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs.

An der Radnabe 12 sind an einer Zylindermantelfläche 18 zwei Wuchtmassen 20, 22 angeordnet. Die Wuchtmassen 20, 22 sind in axialer Richtung betrachtet diametral gegenüberliegend angeordnet bzw. sind in Umfangsrichtung um 180° zueinander versetzt angeordnet. Dies hat zur Folge, daß das Lüfterrad 10 in einer Ebene senkrecht zu seiner Rotationsachse 26 mit Ausnahme von durch Fertigungstoleranzen bedingter Unwucht in der Wucht ist, d. h. der Schwerpunkt 24 des Lüfterrads 10 liegt auf dessen Achse. Damit wird vermieden, daß das Lüfterrad 10 beim Rotieren in radialer Richtung hin und her schlägt. Eine Wuchtmasse 20 liegt in axialer Richtung vor und eine Wucht- asse 22 liegt in axialer Richtung nach dem Schwerpunkt 24 des Lüfterrads 10 (Fig. 2) .

Dreht sich das Lüfterrad 10, wirken auf die Wuchtmassen 20, 22 Zentrifugalkräfte F_j und F₂. Das Vektorprodukt des Ortsvektors I_j bzw. s₂ des Abstands der jeweiligen Wuchtmasse 20, 22 vom Schwerpunkt 24 mit dieser Kraft ) , F₂ ergibt ein durch die jeweilige Wuchtmasse 20, 22 bedingtes Drehmoment M_j bzw. M₂. Das gesamte Drehmoment beider Wuchtmassen 20, 22 berechnet sich demnach folgendermaßen: M = M, + M₂ = s, x F, + s₂ x F₂

Das Drehmoment steht - wie aus Fig. 3 ersichtlich - senkrecht zur Rotationsachse 26 des Lüfterrads 10. Das Lüfterrad 10 erfährt dadurch innerhalb seines Lagerspiels eine leichte Verkippung. Das Lager des Lüfterrads 10 steht daher während einer Drehbewegung stets unter einer Vorspannung. Eine Geräuschemission ausgehend vom Lüfterrad 10 wird reduziert. o

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Bezugszeichen

10 Lüfterrad

12 Radnabe

14 Flügel

16 Ring

18 Zylindermantelfläche

20 Wucht asse

22 Wuchtmasse

24 Schwerpunkt

26 Rotationsachse

F. Zentrifugalkraft

F₂ Zentrifugalkraft

S] Ortsvektor s₂ Ortsvektor

M, Drehmoment

M₂ Drehmoment

M Drehmoment

Claims

Ansprüche

1. Gebläse mit einem drehbaren Gasfördermittel (10), dadurch gekennzeichnet, daß das Gasfördermittel (10) eine Massenverteilung aufweist, die bei rotierendem Gasfördermittel (10) ein vordefiniertes Drehmoment senkrecht zur Rotati- onsachse (26) erzeugt.

2. Gebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf eine Ebene senkrecht zur Rotationsachse (26) des Gasfördermittels (10) projizierte Massenbelegung des Gasförder- mittels (10) innerhalb des Toleranzbereichs fertigungsbedingter Unwucht in der Wucht ist.

3. Gebläse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmoment durch zumindest zwei in Umfangsrichtung versetzt angeordnete Wuchtmassen (20, 22) bewirkt ist, von denen in axialer Richtung eine vor und eine nach einem Schwerpunkt (24) des Gasfördermittels (10) angeordnet ist.

4. Gebläse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wuchtmassen (20, 22) um 180° versetzt angeordnet sind.

5. Gebläse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wuchtmassen (20, 22) an einer zentralen Aufnahme von Flügeln (14) des Gasfördermittels (10) angeordnet sind.

6. Gebläse nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wuchtmassen (20, 22) verschiebbar angeordnet sind.

7. Gebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die das Drehmoment bewirkende Massenverteilung an das Gasfördermittel (10) angeformt ist.

8. Gebläse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasfördermittel (10) ein Spritzgußteil ist und die Massenverteilung an dem Gasfördermittel (10) angespritzt ist.

9. Gebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasfördermittel (10) ein Lüfterrad ist.