DE2939385C2

DE2939385C2 - Radialgebläse, insbesondere für Heiz- oder Klimaanlagen von Fahrzeugen

Info

Publication number: DE2939385C2
Application number: DE2939385A
Authority: DE
Inventors: Karlheinz 7000 Stuttgart Witzel
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1979-09-28
Filing date: 1979-09-28
Publication date: 1982-11-25
Also published as: JPS5654994A; DE2939385A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Radialgebläse, insbesondere für Heiz- oder Klimaanlagen von Fahrzeugen, mit einem Gehäuse, dessen Frontseite mit einer Lufteinfaßöffnung versehen ist und dessen Rückseite unter Belassen von einen für das Ansaugen eines ausreichenden Kühlluftstromes begrenzten Querschnitt aufweisenden öffnungen einen Antriebsmotor für ein Lüfterrad aufnimmt, das einen Lüfterkranz mit Liifterschaufeln und eine Nabe aufweist, die über ein Zwischenstück miteinander verbunden sind, das mit Durchbrechunpcn versehen ist.

Bei einem bekannten Radialgebläse der eingangs genannten Art (FR-PS 22 09 410), sind der Lüfterkranz und das diesen mit der Nabe verbindende Zwischenstück als Blechbauteile ausgeführt. Über die Durchbre- chiir.gen des Zwischenstückes wird auf der Seite des Antriebsmotors ein Kühlluftstrom angesaugt, dessen Stärke durch den Querschnitt der Gehäuseöffnungen auf der den Antriebsmotor aufnehmenden Rückseite bestimmt wird. Bei derartigen Radialgebläsen ist es ein bekanntes Problem, daß die Lüfterschaufein der Lüfterräder zu Torsionsschwingungen angeregt werden können, die Ursache für eine unangenehme Geräuschbildung und auch für Beschädigungen sein können.

Es ist auch ein Radialgebläse bekanntgewesen (DE-OS 14 28 034), bei welchem das Lüfterrad, das nicht von einem Gehäuse umgeben ist, aus Lüftmchaufeln aus Blech besteht, die an einer vorderen und an einer hinteren Ringscheibe angebracht sind, wobei die vordere Ringscheibe auch die Nabe bildet. Zwischen den beiden Ringscheiben ist ein Ringspalt belassen, der zu dem vorderen Lagerschild des Antriebsmotors hin offen ist, welches mit Durchbrechungen versehen ist. Aufgrund des Ringspaltes zwischen den beiden Ringscheiben wird eine Luftströmung durch das Motorgehäuse hindurchgesaugt, die zur Kühlung des Antriebsmotors dient

Bei Axiallüfterrädern ist es bekanntgewesen (DE-PS 7 59 535), eine Resonanzverschiebung zwischen dem Lüfterrad mit den Lüfterflügeln und einer Motorwelle dadurch vorzunehmen, daß ein Zwischenglied aus Gummi zwischen den Lüfterflügeln und der Motorwelle angeordnet wird. Durch die Verwendung eines als Nabe dienenden Federgliedes ist es möglich, die auftretenden Resonanzschwingungen so zu verschieben, daß sie außerhalb der üblichen Betriebsdrehzahlen liegen. Es ergibt sich jedoch eine relativ aufwendige Konstruktion, da die federnden Zwischenglieder getrennt herzustellende und anschließend zu montierende Bauteile sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Radialgebläse der eingangs genannten Art ein einfach herzustellendes Radiallüfterrad zu schaffen, das eine gute Kühlwirkung für den Antriebsmotor erzielt und zugleich eine Resonanzverschiebung außerhalb des Bereiches der Betriebsdrehzahlen zwischen dem Lüfterrad und dem Antriebsmotor ermöglicht Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Nabe, das Zwischenstück und der Lüfterkranz als ein einteiliges Kunststoffbauteil hergestellt sind und daß die Durchbrechungen des Zwischenstückes zwischen sich Speichen belassen, die ein Bündel von parallel geschalteten Federn bilden.

Ein derartiges Radiallüfterrad kann mit einfachen Werkzeugen hergestellt werden, wobei das mit der Nabe und dem Lüfterkranz einteilige Zwischenstück nicht nur das Auftreten des vorteilhaften Kühlluftstromes für den Antriebsmotor ermöglicht, sondern wegen der geschaffenen Speichen gleichzeitig auch ein die Resonanzverschiebung bewirkendes Federglied bildet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform und den Unteransprüchen. Es zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung ein erfindungsgemäßes Radialgebläse mit axial geschnittenem Lüfterrad,

F i g. 2 eine Ansicht des Lüfterrades der F i g. I in Richtung des Pfeiles II,

Fig.3 einen aMalen Schnitt durch ein Lüfterrad für ein erfindungsgemäßes Radialgebläse in größerem Maßstab und

F i g. 4 eine Teilansicht des Lüfterrades der F i g. 3 in Richtung des Pfeiles IV der F i g. 3.

Das in F i g. 1 und 2 schematisch dargestellte Radialgebläse besitzt ein vorzugsweise aus zwei Hälften zusammengesetztes Gehäuse 7, das bevorzugt aus Kunststoff hergestellt ist. Dieses Gehäuse 7 weist auf seiner Frontseite einen Lufteinlaß 13 und in seinem Umfangsbereich einen in einer dazu um 90° versetzt liegenden Ebene befindlichen Luftauslaß 14 auf. Das als Spiralgehäuse ausgebildete Gehäuse 7 umgibi ein LUfterrad 15, das als ein einteiliger Kunststoffteil, insbesondere durch Spritzen hergestellt ist. Dieses Lüfterrad besitzt eine Nabe 11 und einen Lüfterkranz 9, die durch ein im wesentlichen schalenförmig gestaltetes Zwischenstück 1 miteinander verbunden sind. Die Nabe 11 ist drehfest mit einer Welle 16 eines elektrischen Antriebsmotors 6 verbunden, der von der Rückseite 5

des Gehäuses 7 gehauen wird. Die Rückwand 5 weist emen zylindrischen Ansatz 17 auf, der Ober Stege 18 einen Polring 19 des Antriebsmotors 6 derart aufnimmt, daß zwischen dem Polring und dem zylindrischer· Ansatz eine Luftdurchtrittsöffnung eines definierten s Querschnittes vorhanden ist, die nach außen offen ist. Zwischen dem Polring 19 und dem inneren Teil dta. ivioiors insbesondere den Wicklungen, sind weitere Luftspalte vorhanden, durch die eine Kühlluftströmung geführt werden kann.

Das Zwischenstück 1 erstreckt sich von der im BerevA ües Luflesnlasses 13 liegenden Nabe bis zu dem der Rückseite 5 zugekehrten Ende des Lüfterkranzes, so daß ein einflutiges Lüfterrad gegeben ist. Im Bereich zwischen der Nabe 11 mid dem Lüfterkranz 9 ist das schalenförmige Zwischenstück mit Durchbrechungen 2 versehen, so daß der Lüfterkranz 9 Luft sowohl in dem Bereich des Lufteinlasses 13 als auch in dem Bereich der Rückseite 5 des Gehäuses 7 ansaugt Die im Bereich der Rückseite 5 des Gehäuses 7 angesaugte Luftströmung wird durch die Querschnittsflächen der zwischen dem zylindrischen Ansatz 17 und dem Poiring 19 sowie der zwischen dem Polring und den inneren Tsilen des Antriebsmotors 6 vorhandenen Luftspalte bestimmt Durch die Bemessung dieser Querschnitte kann diese Luftströmung auf einen Wert festgelegt werden, der für eine gute Kühlung des Antriebsmctors 6 ausreicht, jedoch insgesamt im Vergleich zur gesamten, geförderten Luftmenge nicht so groß ist, daß er für die Steuerung der Luftzufuhr in der Praxis bei einem Einsatz in Heiz- oder Klimaanlagen von Fahrzeugen berücksichtigt werden muß. Dabei kann das Radialgebläse zweckmäßigerweise so angeordnet werden, daß die Ansaugung des Kühlluftstromes aus dem Fußbereich eines Fahrzeuges erfolgt, so daß dort Umluft und keine Frischluft angesaugt wird. Die für eine Heiz- oder Klimaanlage eines Fahrzeuges notwendige Luftklappenanordnung und Luftklappensteuerung kann daher auf den Bereich des Lufteinlasses 13 beschränkt werden, wie dies bei einflutigen Radialgebläsen bekannt ist. Die Kühlluftströme addieren sich zu dem über die Lufteinlaßöffnung 13 angesaugten Luftstrom, so daß kein Leistungsverlust an dem Radialgebläse auftritt.

Ein Elektromotor läuft konstruktionsbedingt mit kurzzeitig aufeinanderfolgenden Beschleunigungs- und Verzögerungsphasen, die bei einem Antrieb eines Lüfterradei als Schwingungen avf das Lüfterrad übertragen werden, insbesondere wenn es sich um einen Motor mit relativ geringer Polzahl handelt. Diese Schwingungen werden auf die Lüfterschaufeln übertragen, wo sie sich als Torsionsschwingungen der Lüfterschaufeln äußern. Wenn eine Resonanz entsteht, so kann die* zu einer erheblichen Geräuschbildung oder sogar zu einem Zerstören des Lüfterrades führen. Um in dem Betriebsbereich eines Radialgebläses das Auftreten von Resonanzschwingungen im Bereich der Lüfterschaufeln zu verhindern, wird das zwischen der Nabe 11 und dem Lüfterkranz 9 vorhandene Zwischenstück 1 als ein Federglied ausgebildet. Dies geschieht in der in Fig.3und4dargestellten Weise.

Das in F i g. 3 und 4 dargestellte Lüfterrad 15 besitzt eine Nabe 11 und einen Lüfterkranz 9, die durch ein schalenförmig gewölbtes Zwischenstück 1 miteinander verbünde« sind- Dei Lüfterkranz 9 wird aus einzelnen, radial an dem Außenurpfang sndsndp.n Lüftersehaufein 20 gebildet, die an dem der NaJw. ti 5!.^ 'iVH'idit;(i tnda — in axialer Richtung gesehen — vo-, einem im Querschnitt etwa kegelstumpfförmigen Ring 12 und an dem anderen Ende von einem kreisförmigen Ring 21 gehalten sind. Die Durchbrechungen 2 des Zwischenstückes 1 in einem Bereich zwischen einem scheibenförmigen Ansatz 10 und dem kegelstumpfartigen Ring 12 sind so gestaltet, daß — in axialer Ansicht gesehen — radial gerichtete Speiche?. 8 entstehen, die eine Art Federbündel bilden. Diese Speichen 8 erlauben eine Deformation des Zwischenstückes 1 in Umfangsrichtung zwischen der Nabe 11 und dem Lüfterkranz 9, wodurch in diesem Bereich eine die Übertragung der Schwingungen beeinflussende Entkoppelung erhalten wird. Durch geeignete Bemessung ist es möglich, das als Federglied wirkende Zwischenstück 1 so auszulegen, daß im Bereich der Lüfterschaufeln 20 keine Resonanz-Schwingungen auftreten.

Um ein Taumeln des Lüfterkranz^r 9 zu verhindern, sind die Speichen 8 als Hochkantträger ausgebildet, d. h. sie weisen in Umfangsrichtung eine geringere Materialstärke als in radialer und axialer Richtung auf.

Aus dem Vorstehenden wird ersichtlich, daß das zwischen der Nabe 11 und dem Lüfterkranz 9 angeordnete Zwischenstück außer der Verbindungsfunktion zwischen den beiden Teilen zwei weitere Funktionen erfüllt, nämlich die Ansaugwirkung des Lüfterkranzes auch auf den Bereich der Rückseite des Gehäuses 5 auszudehnen und außerdem als Federglied zu dienen. Dabei wird die Entkoppelungswirkung durch die schalenförmige Gestalt des Zwischenstückes 1 begünstigt, das sich praktisch über die gesamte axiale Länge der Lüfterschaufeln 20 erstreckt Dadurch erhalten die Speichen 8 eine relativ große Länge, wodurch ihre Verformung in Umfangsrichtung erleichtert wird. Es ist jedoch auch denkbar, eine andere Gestalt für das Zwischenstück 1 vorziiseher·. und beispielsweise das Zwischenstück so anzuordnen, wie es bei geschlossenen Trennwänden bei zweiflutigen Lüfi°rrädern bekannt ist Dabei ist es auch möglich, das Zwischenstück bis an die in radialer Richtung äußeren Ränder der Lüfterschaufeln zu verlängern, ohne daß sich eine andere Funktion ergibt. Die der Rückseite 5 des Gebläsegehäuses zugekehrten Abschnitte der Lüfterschaufeln können dann über die Durchbrechungen 2 von der Seite des Lufteinlasses 13 angeströmt werden, so daß ihre Luftansaugung nicht nur auf den dem Antriebsmotor 6 zugekehrten Bereich beschränkt ist. Infolge der Durchbrechungen in der Trennwand, d. h. dem Zwischenstück, ergibt sich auf der Saugseite ein Druckausgleich zwischen den Teilluftströmen bzw. deii Radhälften, so daß bei einer unsymmetrischen Anströmung die Symmetrie innerhalb des Rades wieder hergestellt wird. Dies kann auch bei Tweiflutigen Gebläsen von Vorteil sein, die mit Luftführungen und Luftklappen auf der Vorder- und der Rückseite des Gehäuses versehen sind, da :!επη, wenn z. B. die Klappe einer Seite klemm·. na;h wie vor die volle Gebläseleistung erhalten bleibt, da dann entsprechend mehr Luft auf der ande. en Seite angesaugt wird.

Hierzu ? Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Radialgebläse, insbesondere für Hetz- oder Klimaanlagen von Fahrzeugen, mit einem Gehäuse, dessen Frontseite mit einer Lufteinlaßöffnung versehen ist und dessen Rückseite unter Belassen von einem für das Ansaugen eines ausreichenden Kühlluftstromes begrenzten Querschnitt aufweisenden öffnungen einen Antriebsmotor für ein Lüfterrad aufnimmt, das einen Lüfterkranz mit Lüfter- schaufeln und eine Nabe aufweist, die über ein Zwischenstück miteinander verbunden sind, das mit Durchbrechungen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (11), das Zwischenstück (1) und der Lüfterkranz (9) als ein einteiliges Kunststoffbauteil hergestellt sind und daß die Durchbrechungen (2) des Zwischenstückes (1) zwischen sich Speichen (8) belassen, die ein Bündel von parallel geschalteten Federn bilden.

2. Ra<£«Jgebläse nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenstück (1) schalenförmig gewölbt ist und den innerhalb des Gehäuses (7) befindlichen Teil des Motors (6) umhüllt

3. Radialgebläse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichen (8) in radialer und axialer Richtung eine größere Materialstärke als in Umfangsrichtung aufweisen.

4. Radialgebläse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichen (8) in axialer Richtung sich annähernd über die gesamte axiale Länge des !üfterkranzes (9) erstrecken.

5. Radialgebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, caQ die Speichen (8) sich zwischen einem scheibenartigen Ansatz (10) der Nabe (11) und einem kegelsu .npfartigen Ring (12) erstrecken, der den Lüfterkranz (9) hält.