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Dokumentenidentifikation DE19545390C2 27.07.2000
Titel Tandemlüfter für Kühler von Kraftfahrzeugen
Anmelder Behr GmbH & Co, 70469 Stuttgart, DE
Erfinder Martin, Hans, Dipl.-Ing., 70191 Stuttgart, DE
Vertreter Patentanwälte Wilhelm & Dauster, 70174 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 06.12.1995
DE-Aktenzeichen 19545390
Offenlegungstag 12.06.1997
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 27.07.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.07.2000
IPC-Hauptklasse F01P 5/04

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Tandemlüfter für Kühler von Kraftfahrzeugen, bestehend aus zwei jeweils mit einer Riemenscheibe versehenen, parallel nebeneinander angeordneten Lüfterrädern, deren Riemenscheiben durch einen gemeinsamen Riemen miteinander gekoppelt sind, und bei dem ein Elektromotor als Antrieb vorgesehen ist.

Tandemlüfter dieser Art sind bekannt (DE 42 41 804 C2). Der dort beschriebene Tandemlüfter, bei dem es vorwiegend darum geht, einen Lüfter für den Klimakondensator einer Klimaanlage in Kraftfahrzeugen zu schaffen, der auch bei beengten Raumverhältnissen einbaubar ist, weist den Vorteil auf, daß er sehr flach gebaut ist. Der Nachteil ist aber, daß er für große Lüfterleistungen auch einen entsprechend starken Elektromotor benötigt, der wiederum sehr groß und sehr schwer ist. Für Lüfter von Motorkühlern von modernen Fahrzeugen lassen sich solche Tandemlüfter daher nicht verwenden, da auch hier flache Bauarten wegen der bei modernen Fahrzeugkonstruktionen immer tiefer gezogenen Motorhaube und der immer kleiner werdenden Einbauräume wünschenswert sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tandemlüfter der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei einer Verwendung für Motorkühler die erforderliche elektrische Leistung und der notwendige Elektromotor nicht zu groß wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Tandemlüfter der eingangs genannten Art vorgesehen, daß eines der beiden Lüfterräder über eine an sich bekannte Flüssigkeitsreibungskupplung von der, Motorwelle aus antreibbar ist und daß zwischen der Antriebswelle der Flüssigkeitsreibungskupplung und der zugeordneten Riemenscheibe und zwischen der Antriebswelle des Elektromotors und der dieser zugeordneten Riemenscheibe ein Überholfreilauf angeordnet ist.

Aus der DE 44 01 979 A1 ist es zwar grundsätzlich bekannt, einen Lüfterantrieb mit einer Flüssigkeitsreibungskupplung, die vom Motor aus angetrieben wird, auch zusätzlich mit einem Elektromotorantrieb auszurüsten, der zur Erhöhung der Lüfterdrehzahl insbesondere bei niedrigen Motordrehzahlen dienen kann und der über einen Freilauf auf den Antrieb wirkt. Ein Hinweis darauf, daß man den dort zum Antrieb des gleichen Lüfterrades vorgesehenen Elektromotor auch einem zweiten Lüfterrad zuordnen kann und beide Lüfterräder über Freiläufe miteinander koppelt, kann jener Bauart jedoch nicht entnommen werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

In Weiterbildung der Erfindung ist es möglich, den Elektromotor einem der beiden Lüfterräder zuzuordnen und das andere Lüfterrad über die Flüssigkeitsreibungskupplung anzutreiben. Möglich ist es auch, den Riemen über eine Spannrolle zu führen. Die Spannrolle kann im Bereich außerhalb der Durchmesser der Lüfterräder angeordnet sein. Die Bauweise bleibt dadurch flach, obwohl für den Riementrieb eine Spanneinrichtung vorgesehen ist. Die Spannrolle kann auch als von dem Elektromotor über den Überholfreilauf antreibbare Riemenscheibe ausgebildet sein. Der einem der Lüfterräder unmittelbar zugeordnete Elektromotor als Antrieb entfällt dann.

In Weiterbildung der Erfindung kann der Antrieb der Flüssigkeitsreibungskupplung über eine elastische Kupplung von der Motorwelle aus erfolgen. Somit wird die Anordnung schwingungsunabhängig. Bei dieser Bauweise können beide Lüfterräder in eine Kühlerzarge integriert werden, die in bekannter Weise mit dem Kühler im Motorraum befestigt wird.

Es ist aber auch möglich, den Elektromotor und die Flüssigkeitsreibungskupplung fest am Motor anzuordnen und den Schaufeln der Lüfterräder eine beweglich gehaltene Kühlerzarge zuzuordnen. Bei dieser Bauweise läßt es sich nicht vermeiden, daß zwischen Zarge und Lüfterradumfang ein Spalt auftritt, der zu unerwünschten Strömungseinflüssen führen kann.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht der Antriebsseite eines Tandemlüfters,

Fig. 2 den Schnitt durch den Tandemlüfter der Fig. 1 längs der Linie II-II,

Fig. 3 den Schnitt durch den Tandemlüfter der Fig. 1 längs der Linie III-III,

Fig. 4 den Schnitt durch den Tandemlüfter der Fig. 1 längs der Linie IV-IV,

Fig. 5 eine Ansicht eines Tandemlüfters ähnlich Fig. 1 jedoch mit motorfester Anordnung der Lüfterräder,

Fig. 6 eine Ansicht eines Tandemlüfters, jedoch mit einer zusätzlichzen Spannrolle und

Fig. 7 schließlich die diagrammartige Darstellung der vom Tandemlüfter gelieferten Luftmenge in Abhängigkeit von der Motordrehzahl.

In den Fig. 1 bis 4 ist innerhalb einer dem Kühlmittelkühler 1 eines nicht gezeigten Kraftfahrzeugmotors zugeordneten Lüfterzarge 2 ein Tandemlüfter angeordnet, der aus zwei Lüfterrädern 3 und 4 besteht, die mit ihren Drehachsen parallel zueinander und nebeneinander symmetrisch zu einer in der Mitte durch den Kühlmittelkühler 1 gelegten Ebene 5 angeordnet sind. Das Lüfterrad 3 mit den Schaufeln 6 ist dabei über eine Flüssigkeitsreibungskupplung mit einer Antriebsscheibe 7 angetrieben, die, wie Fig. 2 zu entnehmen ist, mit ihrer Antriebswelle 8 über eine elastische Kupplung 9 von der Motorwelle 10 angetrieben ist. Das Gehäuse 11 der Flüssigkeitsreibungskupplung, an dem außen das Lüfterrad 3 befestigt ist, ist dabei mit einer Riemenscheibe 12 versehen, über die ein Riemen 13, z. B. ein Zahnriemen läuft. Dieser Riemen 13 ist zu einer weiteren Riemenscheibe 14 geführt, die der Nabe 15 des Lüfterrades 4 zugeordnet ist, das über einen Elektromotor 16 antreibbar ist. Zwischen der Antriebswelle 17 des Elektromotors 16 und der mit der Nabe 15 fest verbundenen Riemenscheibe 14 sitzt ein Überholfreilauf 18.

In ähnlicher Weise ist ein Überholfreilauf 19 zwischen der Antriebswelle 8 der Flüssigkeitsreibungskupplung und deren Antriebsscheibe 7 angeordnet. Beide Überholfreiläufe 18 und 19 sind dabei so ausgebildet, daß der Antrieb des zugehörigen Abtriebteiles, also des Gehäuses 11 der Flüssigkeitsreibungskupplung einerseits und der Nabe 15 des Lüfterrades 4 andererseits, jeweils von der Seite her erfolgt, welche die höhere Drehzahl aufweist. Solche Überholfreiläufe, die auch als Hülsenfreiläufe bekannt sind, sind im Handel erhältlich. Ihre Wirkung beruht darauf, daß diesen Hülsenfreiläufen auf dem Umfang verteilt nadelförmige Wälz- oder Klemmkörper zugeordnet sind, die auf die Antriebswelle 17 des Elektromotors oder auf die Antriebswelle 8 der Flüssigkeitsreibungskupplung aufgeschoben sind. Dreht sich dann die jeweilige Welle schneller als ihr Gegenstück, dann blockieren die Freiläufe, so daß der Antrieb jeweils über die schneller laufende Antriebswelle erfolgt. Ist daher die Motordrehzahl hoch genug, was im übrigen noch anhand von Fig. 7 erläutert werden wird, dann erfolgt der Antrieb der beiden Lüfterräder 3 und 4 über die Flüssigkeitsreibungskupplung 8, 7, 11. Ist die Motordrehzahl niedrig, dann übernimmt der Elektromotor 16 den Antrieb der beiden Lüfterräder 3 und 4.

Das gilt auch für eine Bauart gemäß Fig. 5 oder 6. Bei der Bauart der Fig. 5 ist lediglich vorgesehen, daß der Elektromotor 16 und die Antriebswelle 8 der Flüssigkeitsreibungskupplung ortsfest am Motor 20 befestigt sind, während die Kühlerzarge 2', die fest mit dem Kühlmittelkühler 1' verbunden ist, unabhängig davon im Motorraum befestigt ist. Der bei dieser Bauart notwendige Spalt s kann zu Störungen in den Strömungsverhältnissen durch auftretende Wirbel führen.

Bei der Bauart der Fig. 6 ist der Riemen 13, der auch hier die Lüfterräder 3 und 4 untereinander verbindet, zusätzlich noch über eine Spannrolle 23 geführt, die in der Ebene S so angebracht ist, daß sie außerhalb des Durchmessers der Lüfterräder 3 und 4 liegt. Bei dieser Bauart kann die durch die Kraft einer Feder 22 beaufschlagte Spannrolle stets für einen einwandfreien Sitz des Riemens 13 auf den zugeordneten Riemenscheiben 12 und 14 und damit für einen einwandfreien Lauf beider Lüfterräder 3 und 4 sorgen. Es ist auch möglich, die Spannrolle 23 als antreibbare Riemenscheibe 21 für den Riemen auszubilden, wobei die Spannrolle von einem Elektromotor 30 angetrieben wird. In diesem Fall - der gestrichelt angedeutet ist - ist zwischen der Antriebswelle 29 des Elektromotors 30und der Riemenscheibe 21 ein Überholfreilauf 28 vorgesehen, der den beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 und Fig. 5 dem Elektromotor 16 zugeordneten Überholfreilauf 18 ersetzt. Der als Antrieb für das Lüfterrad 4 im Ausführungsbeispiel der Fig. 6 vorgesehene Elektromotor kann dann entfallen.

Die Fig. 7 läßt erkennen, daß die für die zur ausreichenden Motorkühlung erforderliche Luftmenge v abhängig von der Motordrehzahl nmot von den verschiedenen, dem Tandemlüfter zugeordneten Antrieben erbracht werden kann.

Unter der Annahme, daß ein Elektromotor 16 mit einer Leistung von etwa 350 W vorgesehen ist, kann die bis zu der mit 23 gekennzeichneten Luftmenge v notwendige Lüfterleistung P ausschließlich vom Elektromotor 16 aufgebracht werden, so daß der Luftbedarf bis zu einer niedrigen Motordrehzahl, beispielsweise bei der Leerlaufdrehzahl 25 oder auch noch bis zur Motordrehzahl 24 ausschließlich von der vom Elektromotor zur Verfügung gestellten Leistung PE aufgebracht werden kann. Man kann aber der Fig. 7 auch entnehmen, daß ab der Motordrehzahl 24 keine elektrische Leistung mehr notwendig ist, weil ab dieser Drehzahl die Flüssigkeitsreibungskupplung den Antrieb des gesamten Tandemlüfters übernimmt. Ab der Motordrehzahl 24 erfolgt daher keine Energieentnahme mehr aus dem Bordnetz. Die beispielsweise bei einer Bergfahrt mit 20 km Geschwindigkeit, die bei 26 angedeutet ist oder bei einer Bergfahrt mit 60 km/h, die bei 27 angedeutet ist, erforderliche Luftmenge für die Motorkühlung kann ausschließlich über den Antrieb der Flüssigkeitsreibungskupplung aufgebracht werden, die beide Lüfterräder 3 und 4 treibt und so, wie vorher der Elektromotor für eine gleichmäßige Durchlüftung des Kühlers sorgt, der auch bei beengten Einbauverhältnissen (niedrige Bauhöhe und kleine Bautiefe) verwendet werden kann. Der Elektromotor 16, der nur eine verhältnismäßig geringe Leistung aufzuweisen hat, die in jedem Fall so gewählt ist, daß die Leistung von einem Bordnetz üblicher Art über längere Zeit zur Verfügung gestellt werden kann, baut dabei ebenfalls sehr klein. Wie anhand von Fig. 7 erläutert wurde, ist es nicht notwendig, bei dieser Bauweise einen Elektromotor mit größerer Leistung vorzusehen.


Anspruch[de]
  1. 1. Tandemlüfter für Kühler von Kraftfahrzeugen, bestehend aus zwei jeweils mit einer Riemenscheibe (12, 14) versehenen, parallel nebeneinander angeordneten Lüfterrädern (3, 4), deren Riemenscheiben (12, 14) durch einen gemeinsamen Riemen (13) miteinander gekoppelt sind, und bei dem ein Elektromotor (16, 30) als Antrieb vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eines (3) der beiden Lüfterräder (3, 4) über eine an sich bekannte Flüssigkeitsreibungskupplung (8, 7, 11) von der Motorwelle (10) aus antreibbar ist, und daß zwischen der Antriebswelle (8) der Flüssigkeitsreibungskupplung (8, 7, 11) und der zugeordneten Riemenscheibe (12) und zwischen der Antriebswelle (17, 29) des Elektromotors (16, 30) und der dieser zugeordneten Riemenscheibe (14, 21) je ein Überholfreilauf (19, 18, 28) angeordnet ist.
  2. 2. Tandemlüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (16) einem (4) der beiden Lüfterräder (3, 4) zugeordnet ist und daß das andere Lüfterrad (3) über die Flüssigkeitsreibungskupplung (8, 7, 11) angetrieben ist.
  3. 3. Tandemlüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Riemen (13) über eine Spannrolle (23) geführt ist.
  4. 4. Tandemlüfter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannrolle (23) als von dem Elektromotor (30) über den Überholfreilauf (28) antreibbare Riemenscheibe (21) ausgebildet ist.
  5. 5. Tandemlüfter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannrolle (23) im Bereich außerhalb der Durchmesser der beiden Lüfterräder (3, 4) angeordnet ist.
  6. 6. Tandemlüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Flüssigkeitsreibungskupplung (8, 7, 11) über eine elastische Kupplung (9) von der Motorwelle (10) aus erfolgt.
  7. 7. Tandemlüfter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (16) und die Flüssigkeitsreibungskupplung (8, 7, 11) fest am Motor (20) angeordnet sind und den Schaufeln (6) der Lüfterräder (3, 4) eine beweglich gehaltene Kühlerzarge (2') zugeordnet ist.
  8. 8. Tandemlüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenneichnet, daß der Elektromotor (16, 30) nur eine geringe Leistung aufweist, die so gewählt ist, daß die Leistung von einem Bordnetz üblicher Art über längere Zeit zur Verfügung gestellt werden kann.






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