DE19545390A1

DE19545390A1 - Tandemlüfter für Kühler von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE19545390A1
Application number: DE19545390A
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl Ing Martin
Original assignee: Behr GmbH and Co KG; Mahle Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1995-12-06
Filing date: 1995-12-06
Publication date: 1997-06-12
Anticipated expiration: 2015-12-07
Also published as: JPH09203317A; DE19545390C2; US5826549A

Description

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

Tandemlüfter dieser Art sind bekannt (DE 42 41 804 C2). Die dort beschriebenen Tandemlüfter, bei denen es vorwiegend dar um geht, einen Lüfter für den Klimakondensator einer Klimaan lage in Kraftfahrzeugen zu schaffen, der auch bei beengten Raumverhältnissen einbaubar ist, weisen den Vorteil auf, daß sie sehr flach gebaut sind. Ihr Nachteil ist aber, daß sie für große Lüfterleistungen auch entsprechend starke Elektro motoren benötigen, die wiederum sehr groß und sehr schwer sind. Für Lüfter von Motorkühlern lassen sich solche Tandem lüfter daher nicht verwenden, obwohl auch hier flache Bauar ten wegen der bei modernen Fahrzeugkonstruktionen immer tie fer gezogenen Motorhaube und der immer kleiner werdenden Ein bauräume wünschenswert sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tandemlüfter der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine Verwen dung für Motorkühler möglich wird, ohne daß die erforderliche elektrische Leistung und der notwendige Elektromotor zu groß wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Tandemlüfter der eingangs genannten Art vorgesehen, daß eines der beiden Lüf terräder über eine an sich bekannte Flüssigkeitsreibungskupp lung 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 Lüfter drehzahl 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 Lüf terrad zuordnen kann und beide Lüfterräder über Freiläufe miteinander koppelt, kann jener Bauart jedoch nicht entnommen werden.

In Weiterbildung der Erfindung ist es möglich, den Elektromo tor einem der beiden Lüfterräder zuzuordnen und das andere Lüfterrad über die Flüssigkeitsreibungskupplung anzutreiben. Möglich ist es auch, den Riemen über eine Spannrolle zu füh ren, die im Bereich außerhalb der Durchmesser der Lüfterräder angeordnet sein kann. Die Bauweise bleibt dadurch flach, ob wohl für den Riementrieb eine Spanneinrichtung vorgesehen ist. Die Spannrolle kann auch als von einem Elektromotor an getriebene Riemenscheibe ausgebildet sein; der einem der Lüf terräder unmittelbar zugeordnete Elektromotor als Antrieb entfällt dann.

In Weiterbildung der Erfindung kann der Antrieb der Flüssig keitsreibungskupplung vom Motor aus auch über eine elastische Kupplung erfolgen, so daß die Anordnung schwingungsunabhängig wird. 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, beide Lüfterräder mit ihren Antrie ben motorfest anzuordnen, und ihnen eine bewegliche Kühler zarge zuzuordnen. Bei dieser Bauweise läßt es sich nicht ver meiden, daß zwischen Zarge und Lüfterradumfang ein Spalt auf tritt, 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 gemäß der Erfindung,

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 je doch mit motorfester Anordnung der Lüfterräder,

Fig. 6 eine Ansicht eines Tandemlüfters gemäß der Erfindung jedoch mit einer zusätzlichen Spannrolle und

Fig. 7 schließlich die diagrammartige Darstellung der vom erfindungsgemäßen 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 pa rallel zueinander und nebeneinander symmetrisch zu einer in der Mitte durch den Kühler (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 Antriebsachse (8) über eine elastische Kupplung (9) von der Motorwelle (10) angetrieben ist. Das Gehäuse (11) der Flüs sigkeitsreibungskupplung, an dem außen das Lüfterrad (3) be festigt ist, ist dabei mit einer Riemenscheibe (12) versehen, über die z. B. ein Zahnriemen (13) läuft. Dieser Zahnriemen (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 An triebswelle (17) des Elektromotors (16) und der mit der Nabe (15) fest verbundenen Riemenscheibe (14) sitzt ein Überhol freilauf (18).

In ähnlicher Weise ist ein Freilauf (19) zwischen der An triebswelle (8) der Flüssigkeitsreibungskupplung und deren Antriebsscheibe (7) angeordnet. Beide Freiläufe (18 und 19) sind dabei so ausgebildet, daß der Antrieb des zugehörigen Ab triebteiles, also des Gehäuses (11) der Flüssigkeitsreibungs kupplung einerseits und der Nabe (15) des Lüfterrades (4) an dererseits, jeweils von der Seite her erfolgt, welche die hö here Drehzahl aufweist. Solche Freiläufe, die auch als Hül senfreiläufe bekannt sind, sind im Handel erhältlich. Ihre Wirkung beruht darauf, daß diesen Hülsenfreiläufen auf dem Umfang verteilt nadelförmige Wälz- oder Klemmkörper zugeord net sind, die auf die Abtriebswelle (17) des Elektromotors oder auf die Antriebswelle (8) der Flüssigkeitsreibungskupp lung 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 An triebswelle 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, 11). Ist die Motor drehzahl 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 Elektro motor (16) und die Antriebswelle (8) der Flüssigkeitsrei bungskupplung ortsfest am Motor (20) befestigt sind, während die Zarge (2′), die fest mit dem Kühler (1′) verbunden ist, unabhängig davon im Motorraum befestigt ist. Der bei dieser Bauart notwendige Spalt (s) kann zu Störungen in den Strö mungsverhältnissen durch auftretende Wirbel führen.

Bei der Bauart der Fig. 6 ist der Antriebsriemen (13), der auch hier die Lüfterräder (3 und 4) untereinander verbindet, zusätzlich noch über eine Spannrolle (21) geführt, die in der Mittelebene (5) so angebracht ist, daß sie außerhalb des Durchmessers der Lüfterräder (3 und 4) liegt. Bei dieser Bau art 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 da mit für einen einwandfreien Lauf beider Lüfterräder (3 und 4) sorgen. Es ist auch möglich, die Spannrolle (21) als An triebsscheibe für den Riemen auszubilden, wobei die Spannrol le von einem Elektromotor angetrieben wird. In diesem Fall - der gestrichelt angedeutet ist - ist zwischen der Abtriebs welle (29) des Elektromotors und der Spannrolle (21) ein Freilauf (28) vorgesehen, der den beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 und Fig. 6 noch dem Elektromotor (16) zugeordnete Freilauf (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 Mo tordrehzahl (n_mot) von den verschiedenen, dem Tandemlüfter nach der Erfindung zugeordneten Antrieben erbracht werden kann.

Unter der Annahme, daß ein Elektromotor (16) mit einer Lei stung 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 Elek tromotor zur Verfügung gestellten Leistung (P_E) aufgebracht werden kann. Man kann aber der Fig. 7 auch entnehmen, daß ab der Motordrehzahl (24) keine elektrische Leistung mehr not wendig ist, weil ab dieser Drehzahl die Flüssigkeitsreibungs kupplung 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, erfor derliche 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 der erfindungsgemäßen Bauweise einen Elektromotor mit größerer Leistung vorzusehen.

Claims

1. Tandemlüfter für Kühler von Kraftfahrzeugen, bestehend aus zwei jeweils mit einer Riemenscheibe (12, 14) ver sehenen, parallel nebeneinander angeordneten Lüfterrä dern (3, 4), deren Riemenscheiben durch einen gemeinsa men Riemen (13) miteinander gekoppelt sind, und bei dem ein Elektromotor (16) als Antrieb vorgesehen ist, da durch gekennzeichnet, daß eines der beiden Lüfterräder (3) über eine an sich bekannte Flüssigkeitsreibungs kupplung (7, 11) von der Motorwelle (10) aus antreibbar ist, und daß zwischen der Antriebswelle (8) der Flüs sigkeitsreibungskupplung und der zugeordneten Riemen scheibe (12) und zwischen der Antriebswelle (17, 29) des Elektromotors und der dieser zugeordneten Riemen scheibe (14, 21) je ein Überholfreilauf (19, 28, 18) angeordnet ist.

2. Tandemlüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (16) einem (4) der beiden Lüfter räder zugeordnet ist und daß das andere Lüfterrad (3) über die Flüssigkeitsreibungskupplung angetrieben ist.

3. Tandemlüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Riemen (13) über eine Spannrolle (21) geführt ist.

4. Tandemlüfter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannrolle (21) als eine von einem Elektromotor getriebene Riemenscheibe ausgebildet ist.

5. Tandemlüfter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannrolle (21) im Bereich außerhalb der Durch messer der beiden Lüfterräder (3, 4) angeordnet ist.

6. Tandemlüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Flüssigkeitsreibungskupplung (8, 7, 11) über eine elastische Kupplung (8) von der Motor welle (10) aus erfolgt.

7. Tandemlüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (16) und die Flüssigkeitsrei bungskupplung (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. Tandemlüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (16) nur mit einer geringen Lei stung ausgerüstet ist, die so gewählt ist, daß die Lei stung von einem Bordnetz üblicher Art über längere Zeit zur Verfügung gestellt werden kann.