DE69103238T2

DE69103238T2 - Kühlungsgebläse für ein Kraftfahrzeug.

Info

Publication number: DE69103238T2
Application number: DE69103238T
Authority: DE
Inventors: Yasuaki Hasebe; Yoshitake Hoshino; Takaaki Sakane
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1990-09-03
Filing date: 1991-08-20
Publication date: 1994-11-24
Anticipated expiration: 2011-08-21
Also published as: EP0474019B1; JP3063129B2; EP0474019A1; CA2049890C; JPH04112918A; DE69103238D1; AU8342791A; AU651366B2; US5131352A; CA2049890A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Kühlgebläse für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
US-A-4 476 820 offenbart den Aufbau eines Motorraums mit einem Kühlgebläse, das in Fahrtrichtung vor einem Kühler des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Die Temperatur des Motorraums wird durch Öffnen von Klappen und den Betrieb von Gebläsen und auch durch ein Kühlergebläse geregelt, damit zur Aufrechterhaltung einer Mindesttemperatur ein Luftstrom durch den Fahrgastraum geliefert wird.
Fig. 12 zeigt ein herkömmliches Kühlgebläse. Ein Flügelrad 2 ist in Fahrtrichtung eines Kraftfahrzeugs vor einem Kondensator 1 angeordnet. Das Flügelrad hat an seiner Mitte eine Nabe 3, in der ein Elektromotor 4 angeordnet ist. Um das Flügelrad 2 erstreckt sich eine Gebläseverkleidung 5. Ein Schutzgitter 6 ist mit dem vorderen Ende der Gebläseverkleidung 5 verbunden. Ein mit der Gebläseverkleidung 5 fest verbundener Halter 7 ist am Mittelteil des Schutzgitters 6 angeordnet. Eine Nabe 8 des Elektromotors 4 ist durch einen Niet 9 so mit dem Halter 7 verbunden, daß der Elektromotor 4 auf der Mittelachse des Schutzgitters 6 befestigt ist.
Das Schutzgitter 6 hat gemäß Fig. 13 mehrere Ringe 10, die vom Außenumfang bis zum Innenumfang des Schutzgitters 6 konzentrisch zueinander angeordnet sind.
Es wurde gefordert, daß das Geräusch und der Kühlwirkungsgrad des Kühlgebläses verbessert werden. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung stellten Untersuchungen bezüglich der Geräuschverminderung des Kühlgebläses und der Verbesserung des Kühlwirkungsgrads an.
Die Erfinder stellten fest, daß die Turbulenz des durch die Gebläseverkleidung 5 strömenden Luftstroms das Geräusch erzeugt. Vermutlich wird die Luftturbulenz um das Schutzgitter 6 erhöht, wenn das Kraftfahrzeug stillsteht und sich der Motor im Leerlauf befindet, da die im Motorraum befindliche Luft durch das Flügelrad 2 angesaugt wird. Wie in Fig. 15 gezeigt, haben die Erfinder zum Glätten des Luftstroms zwischen der Gebläseverkleidung 5 und dem Schutzgitter 6 einen Abstand X vorgesehen, so daß das Geräusch um 0,5 dB verringert wurde.
Entsprechend dem Ergebnis des oben beschriebenen Versuchs haben die Erfinder am Außenumfang des Schutzgitters 6 einen trichterförmigen Ring 11 angeordnet, um den durch den Abstand X strömenden Luftstrom zu glätten, vergl. Fig. 16. Der Öffnungsquerschnitt des trichterförmigen Rings 11 erweitert sich in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs. Das Geräusch des in Fig. 16 gezeigten Flügelrads 2 ist um 0,9 dB kleiner als dasjenige des in Fig. 15 gezeigten Flügelrads 2. Gegenüber dem in Fig. 15 gezeigten Flügelrad 2 erhöht sich die Menge der Luft, die durch das in Fig. 16 gezeigte Flügelrad 2 strömt.
Da bei dem in Fig. 13 gezeigten Kühlgebläse die Ringe 10 bis zum Außenumfang angeordnet sind, ist vermutlich die Luftturbulenz, insbesondere in Nähe des Außenumfangs des Schutzgitters 6, erhöht. Wie in Fig. 17 gezeigt, ist die Luftströmung hinter den Ringen 10a und 10b gestört, die am Außenumfang des Schutzgitters 6 angeordnet sind. Zur Verhinderung einer solchen Luftturbulenz ist gemäß Fig. 18 am Umfangsteil des Schutzgitters 6 ein radiales Gitter 12 angeordnet, so daß, verglichen mit dem in Fig. 16 gezeigten Flügelrad 2, das Geräusch um 0,6 dB verringert ist.
Eine Aufgabe der Erfindung ist die Verringerung des durch ein Schutzgitter bedingten Geräuschs und die Erhöhung der Menge der durch ein Kühlgebläse strömenden Luft.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1.
Gemäß der vorliegenden Erfindung hat ein Kühlgebläse eine sich um ein Flügelrad erstreckende Gebläseverkleidung und ein Schutzgitter, das in einem gegebenen Abstand vor der Gebläseverkleidung angeordnet ist. Das Schutzgitter weist am Außenumfang einen trichterförmigen Ring auf. Der Öffnungsquerschnitt des trichterförmigen Rings verringert sich zur Gebläseverkleidung hin allmählich. Die Luftströmung wird ohne Turbulenz entlang der Außenfläche des trichterförmigen Rings geführt, so daß das Geräusch verringert und die Menge der vom Kühlgebläse gelieferten Luft vergrößert werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine teilweise Schnittansicht eines Kühlgebläses;
Fig. 2 ist eine Vorderansicht eines Schutzgitters;
Fig. 3 ist eine Seitenansicht eines teilweise geschnittenen Schutzgitters;
Fig. 4 ist eine Vorderansicht eines Kühlgebläses;
Fig. 5 ist eine auseinandergezogene Ansicht eines Kühlgebläses;
Fig. 6 ist eine schematische Ansicht eines in einem Motorraum eines Kraftfahrzeugs angeordneten Kühlgebläses;
Fig. 7 ist eine Vorderansicht eines in einem Motorraum eines Kraftfahrzeugs angeordneten Kühlgebläses;
Fig.8 und 9 sind Diagramme der Wirkungen eines Kühlgebläses der vorliegenden Erfindung;
Fig.10(a), (b) und (c) sind Vorderansichten einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig.11 ist eine Schnittansicht eines herkömmlichen Kühlgebläses:
Fig.12 ist eine Schnittansicht eines herkömmlichen Kühlgebläses;
Fig.13 ist eine Vorderansicht des in Fig. 12 gezeigten Kühlgebläses;
Fig.14 bis 18 sind schematische Ansichten zur Erläuterung des Hintergrunds der vorliegenden Erfindung.

Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Fig. 6 zeigt ein in einem Motorraum 15 angeordnetes Kühlgebläse. Vor einem Motor 13 ist ein Kühler 14 angeordnet, der zum Kühlen des Motorkühlmittels dient. In Fahrtrichtung eines Kraftfahrzeugs vor dem Kühler 14 ist ein Kondensator 1 zum Kondensieren eines Kühlmittels angeordnet. Vor dem Kondensator 1 sind ein Flügelrad 2, eine Gebläseverkleidung 5 und ein Schutzgitter 6 angeordnet. Am Vorderteil des Kraftfahrzeugs sind eine Stoßstange 16 und ein Kühlergrill 17 vorgesehen.
Wie in Fig. 7 gezeigt, ist das Schutzgitter 6 durch eine Stütze mit der Gebläseverkleidung 5 verbunden, während die Gebläseverkleidung 5 durch eine Stütze 18 mit dem Aufbau des Kraftfahrzeugs und durch eine Stütze 19 mit dem Kondensator 1 verbunden ist. Der Detailaufbau des Kühlgebläses ist in Fig. 1 gezeigt.
Das Flügelrad 2 weist auf seiner Mittelachse eine Nabe 3 auf, in der ein Elektromotor 4 angeordnet ist. Die Kühlgebläseverkleidung 5 erstreckt sich um das Flügelrad 2. Die Kühlgebläseverkleidung 5 umfaßt einen dem Flügelrad 2 gegenüberliegenden zylindrischen Teil 5a, einen Einlaßkanal 5b, dessen Öffnungsquerschnitt in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs allmählich zunimmt, und einen Schürzenteil 5c, dessen Öffnungsquerschnitt in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs allmählich abnimmt. Der zylindrische Teil 5a, der Einlaßkanal 5b und der Schürzenteil 5c sind einstückig ausgebildet und bestehen aus faserverstärktem Harz, zum Beispiel Polypropylen.
Das Schutzgitter 6 ist vor dem Einlaßkanal 5b in einem Abstand X von ungefähr 2 cm angeordnet. Das Schutzgitter 6 hat am Außenumfang einen trichterförmigen Ring 11. Der Öffnungsquerschnitt des trichterförmigen Rings 11 nimmt in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs zu. Die Außen- und Innenflächen des trichterförmigen Rings 11 sind glatte gekrümmte Flächen. Ein mit der Gebläseverkleidung 5 einstückig ausgebildeter Halter 7 ist mit dem Mittelteil des Schutzgitters 6 verbunden. Eine Nabe 8 des Elektromotors 4 ist über einen Niet 9 am Halter 7 befestigt. Daher sind der Elektromotor 4 und das Flügelrad 2 durch den Halter 7 mit dem Schutzgitter 6 verbunden. Das Schutzgitter besteht aus faserverstärktem Harz, zum Beispiel Polypropylen.
Fig. 2 ist eine Vorderansicht des Schutzgitters 6, während Fig. 3 eine Seitenansicht des Schutzgitters 6 ist. Ein mehrere radiale Rippen aufweisendes radiales Gitter 12 ist längs der Innenfläche des trichterförmigen Rings 11 vorgesehen. Die radialen Rippen des radialen Gitters 12 sind in gleichen Abständen nebeneinander angeordnet. Auf der Innenseite des radialen Gitters 12 sind mehrere Ringe 10 (vier Ringe bei dieser Ausführungsform) vorgesehen. Die Ringe 10 und das radiale Gitter 12 schützen das Flügelrad 2 vor Fremdkörpern.
Das Schutzgitter 6 hat vier angeformte Stützen 20, die mit der Gebläseverkleidung 5 verbunden sind. Am Mittelteil der vier Stützen 20 ist ein Haltering 21 vorgesehen, in den der Halter 7 fest eingesetzt ist. Die Luft strömt durch einen Öffnungsquerschnitt 22 des Halterings 21 zum Elektromotor 4.
Fig. 4 zeigt das Schutzgitter 6, den Elektromotor 4 und die Gebläseverkleidung 5 in zusammengebautem Zustand. Das Schutzgitter 6 ist durch die Stützen 20 und durch Schrauben 23 mit der Gebläseverkleidung 5 verbunden. Die Gebläseverkleidung 5 hat die Stützen 18, durch die sie mit dem Aufbau des Kraftfahrzeugs verbunden ist. Die Gebläseverkleidung 5 hat die weiteren Stützen 19, durch die sie mit dem Kondensator 1 verbunden ist.
Fig. 5 ist eine auseinandergezogene Ansicht des Schutzgitters 6 und der Gebläseverkleidung 5. Die Gebläseverkleidung 5 hat ein Verbindungsteil 24 mit einer Durchgangsbohrung 25 zur Aufnahme der Schraube 23. Eine Klammer 26 aus Federstahl ist auf einem Verbindungsteil 27 angeordnet und fluchtet mit der Durchgangsbohrung 25. Die Schraube 23 ist durch eine Durchgangsbohrung 28 der Stütze 20 und durch die Durchgangsbohrung 25 des Verbindungsteils 24 in den Unterlegscheibenteil 27 der Klammer 26 geschraubt. Die Gebläseverkleidung 5 hat angeformte radiale Stützen 29, die in die Innenseite der Stützen 20 des Schutzgitters 6 so eingepaßt sind, daß das Schutzgitter 6 und die Gebläseverkleidung miteinander verbunden sind. An den Stützen 29 befindet sich der Halter 7.
Der Vergleich der Geräuschverminderung zwischen dem in Fig. 4 gezeigten Flügelrad und dem in Fig. 13 gezeigten Flügelrad ist nachfolgend beschrieben.
Fig. 8 zeigt die Beziehung zwischen dem Geräuschpegel und der Geräuschfrequenz, wobei die verbrauchte Energie des Elektromotors 4 80 Watt beträgt und sich das Flügelrad mit einer Drehzahl von 2000 U/min dreht. Eine Linie Y bezieht sich auf das Kühlgebläse nach der vorliegenden Erfindung, während sich eine gestrichtelte Linie Z auf die in Fig. 13 gezeigte herkömliche Vorrichtung bezieht. Aus Fig. 8 ist ersichtlich, daß über dem gesamten Bereich der Geräuschfrequenz eine Geräuschverringerung erzielt wird.
Fig. 9 ist ein der Fig. 8 entsprechendes Diagramm, bei dem die verbrauchte Energie des Elektromotors 120 Watt beträgt und sich das Flügelrad mit einer Drehzahl von 2000 U/min dreht. Der Effekt der Geräuschverringerung in Fig. 9 ist gegenüber Fig. 8 bemerkenswert.
Es sei erwähnt, daß bei dem in Fig. 8 gezeigten Versuch das Geräusch um ungefähr 2 dB verringert und die Luftmenge um ungefähr 5 % erhöht sind. Gemäß einem in Fig. 9 gezeigten weiteren Versuch ist das Geräusch um ungefähr 2,3 dB verringert und die Luftmenge um ungefähr 5 % erhöht.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform sind das Schutzgitter 6 und die Gebläseverkleidung 5 unter Verwendung der Klammer 26 miteinander verbunden, vergl. Fig. 5. Bei einer weiteren Ausführungsform ist die Gebläseverkleidung 5 mit dem Schutzgitter 6 unter Ausnutzung der Elastizität eines Harzmaterials unmittelbar verbunden, vergl. Fig. 10(a), (b) und (c). Die Gebläseverkleidung 5 hat angeformte Ansätze 30, von denen jeder einen Nagelteil 31 aufweist. Das Schutzgitter 6 hat Aufnahmelöcher 32 zur Aufnahme des Nagelteils 30. Der Ansatz 30 ist in das Schutzgitter 30 eingesetzt, während der Nagelteil 31 in das an einem Befestigungsteil 33 ausgebildete Aufnahmeloch 32 eingesetzt ist, wobei die Elastizität des Harzmaterials ausgenutzt wird.
Für den Antrieb des Flügelrads kann anstelle des Elektromotors 4 ein Hydraulikmotor verwendet werden.

Claims

1. Kühlgebläse für ein Kraftfahrzeug, das in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs vor einem Kühler (14) angeordnet ist, und ein Flügelrad (2) für die Zuführung von Kühlluft zum Kühler (14) enthält, gekennzeichnet, durch eine um das Flügelrad (2) angeordnete Gebläseverkleidung (5) zum Leiten der Kühlluft und durch ein vor der Gebläseverkleidung (5) angeordnetes Schutzgitter (6) zum Schützen des Flügelrads, wobei das Schutzgitter (6) einen trichterförmigen Ring (11), dessen Öffnungsquerschnitt in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs allmählich zunimmt, und einen Gitterteil (10, 12) aufweist, der innerhalb des trichterförmigen Rings angeordnet ist und Fremdkörper am Hindurchtreten durch den trichterförmigen Ring hindert.

2. Kühlgebläse für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Gitterteil eine Vielzahl von zueinander konzentrischen Ringen (10) und ein um die Ringe angeordnetes radiales Gitter (12) aufweist.

3. Kühlgebläse für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei der trichterförmige Ring (11) in einem gegebenen Abtand (X) vor der Gebläseverkleidung (5) angeordnet ist.

4. Kühlgebläse für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, wobei der gegebene Abstand (X) ungefähr 2 cm beträgt.

5. Kühlgebläse für ein Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Schutzgitter (6) angeformte Stützen (20) aufweist, die von der Außenfläche des trichterförmigen Rings (11) zur Gebläseverkleidung (5) ragen, und wobei das Schutzgitter und die Gebläseverkleidung durch die Stützen (20) miteinander verbunden sind.

6. Kühlgebläse für ein Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Flügelrad (2) durch einen Elektromotor (4) angetrieben wird, der auf dessen Mittelachse angeordnet und an einem Mittelteil des Schutzgitters 6 befestigt ist.