DE10109299B4 - Ventilator für Kraftfahrzeuge - Google Patents
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Abstract
Ventilator
(3) für
Kraftfahrzeuge, mit einem Flügelrad
(5) mit zentraler Nabe (7), einer Antriebswelle (6) zur Drehung
des Flügelrades
(5) um eine Drehachse (A) und Mitteln (11, 30) zur Befestigung der
Nabe (7) auf der Antriebswelle (6), dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel
einen Träger
(11), der fest mit der Antriebswelle (6) verbunden ist, und ein
Axialverriegelungs-Organ (30) umfassen, daß die Nabe (7) des Flügelrades
zwischen dem Träger
(11) und dem Verriegelungsorgan (30) eingespannt ist und daß der Träger (11)
mit exzentrischen Bolzen (15) versehen ist, die in Erweiterungen
(35) von Öffnungen
des Verriegelungsorgans (30) eintreten und dieses in bezug auf den
Träger
(11) axial festlegen, wenn das Verriegelungsorgan (30) in bezug
auf den Träger
(11) um die Drehachse (A) aus einer Montageposition des Verriegelungsorgans
in die Verriegelungsposition des Flügelrades (5) verdreht worden
ist.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Ventilator für Kraftfahrzeuge, mit einem Flügelrad mit einer zentralen Nabe, einer Antriebswelle zur Drehung des Flügelrades um eine Drehachse und Mitteln zur Befestigung der Nabe auf der Antriebswelle.
- Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Gruppe Ventilator-Antriebsmotor.
- Eine derartige Gruppe Ventilator-Antriebsmotor umfaßt einen Ventilator der genannten Art und einen Antriebsmotor, dessen Ausgangswelle die Antriebswelle für ein Flügelrad bildet. Eine derartige Gruppe bewirkt eine Luftzirkulation im Kühler des Kühlkreises des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs.
- Die Montage des Flügelrades auf der Antriebswelle wird erreicht mit Hilfe einer Aufnahme in der Nabe des Flügelrades, in die ein erstes Ende der Antriebswelle eingeschoben wird. Dieses erste Ende gewährleistet die Zentrierung des Flügelrades auf der Antriebswelle, jedoch zugleich eine Festlegung der Nabe des Flügelrades auf der Antriebswelle in Drehrichtung aufgrund von komplementären Abflachungen am Ende der Antriebswelle und der Aufnahme. Der Boden der Aufnahme wird von einer axialen Öffnung durchdrungen, durch die sich eine Befestigungsschraube erstreckt, die in eine axiale Gewindebohrung im Zentrum des ersten Endes der Antriebswelle eingeschraubt ist.
- Diese Befestigungsschraube zieht den Boden der Aufnahme in Axialrichtung gegen das erste Ende der Welle und befestigt das Flügelrad in Axialrichtung in bezug auf die Antriebswelle.
- Das erste Ende der Antriebswelle weist eine radial-äußere Abschrägung auf, sowie eine radial-innere Abschrägung um die Gewindebohrung herum, die die Befestigungsschraube aufnimmt.
- Folglich ist die Anlagefläche des Flügelrades an der Antriebswelle klein, und bei erhöhten Drehzahlen entstehen Kippbewegungen des Flügelrades in bezug auf die Achse senkrecht zur Drehachse der Antriebswelle. Diese Kippbewegungen oder dynamischen Stöße führen zu Unwuchten, die die Gruppe Ventilator-Motor beschädigen können.
- Die U.S. 5,871,335 A zeigt und beschreibt ein Kühlgebläse in Verbindung mit einem Motor, dessen Flügelrad an einer Adapterplatte mit radialen Vorsprüngen angebracht werden kann, die hinterschnittene Ausnehmungen besitzt. Das Flügelrad kann an der Adapterplatte nach Art eines Bajonett-Verschlusses festgelegt werden.
- Die
EP 0 826 884 A2 betrifft einen Lüfter mit einem Lüfterrad, das mit Hilfe eines Mitnahmeelements mit einer Antriebswelle drehfest verbunden werden kann. Das Mitnahmeelement soll wenigstens eine axiale und wenigstens eine radiale Anlagefläche aufweisen, an der das Lüfterrad mit wenigstens einer axialen und einer radialen Anlagefläche anliegt. - Die Erfindung ist darauf gerichtet, dieses Problem zu überwinden und einen Ventilator der zuvor genannten Art zu schaffen, bei dem die Risiken der Entstehung von Unwuchten reduziert sind.
- Zu diesem Zweck hat die Erfindung einen Ventilator für Kraftfahrzeuge mit einem Flügelrad zum Gegenstand, das eine zentrale Nabe aufweist, mit einer Antriebswelle zur Drehung des Flügelrades um eine Drehachse und Befestigungsmitteln zur Befestigung der Nabe auf der Antriebswelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel einen Träger umfassen, der mit der Antriebswelle fest verbunden ist, sowie ein Axialverriegelungs-Organ, das die Nabe des Flügelrades zusammen mit dem Träger einspannt, und daß der Träger mit exzentrischen Bolzen versehen ist, die in Ausnehmungen des Verriegelungsorgans zur axialen Festlegung in bezug auf den Träger aufgenommen sind, wenn das Verriegelungsorgan um die Drehachse aus einer Montageposition in eine Verriegelungsposition des Flügelrades gedreht worden ist.
- Entsprechend besonderen Ausführungsformen kann der Ventilator eines oder mehrere der folgenden Merkmale isoliert oder in allen technisch möglichen Kombinationen aufweisen:
- – Der Träger kann einen Zentrierkern für die Nabe des Flügelrades in bezug auf die Drehachse aufweisen, welcher Zentrierkern durch die Nabe aufgenommen wird;
- – Die Bolzen sind Antriebsbolzen zur Drehung des Flügelrades, die Durchlässe der Nabe des Flügelrades durchlaufen;
- – Der Träger umfaßt eine quergerichtete Platte, gegen die die Nabe des Flügelrades in Axialrichtung anliegt, welche Platte sich radial nach außen von der Antriebswelle aus erstreckt;
- – Die Vorrichtung umfaßt wenigstens ein Sperrorgan für die Drehung des Verriegelungsorgans in seiner Verriegelungsposition;
- – Das Sperrorgan ist ein Anschlag, der das Verregelungsorgan automatisch sperrt, wenn dieses aus der Montageposition in die Verriegelungsposition gedreht ist;
- – Der Anschlag wird automatisch angelegt, während das Verriegelungsorgan aus seiner Montageposition in die Verriegelungsposition gedreht wird, wenn einer der Bolzen in das Verriegelungsorgan eingeschoben wird, wobei der Bolzen in eine Halte-Erweiterung eintritt;
- – Die Bolzen sind in Umfangsrichtung im wesentlichen gleichmäßig in bezug auf die Achse verteilt;
- – Das Verriegelungsorgan ist eine im wesentlichen dreieckige Platte;
- – Das Flügelrad weist eine Drehrichtung auf, die der Drehrichtung des Verriegelungsorgans aus der Montageposition in die Verriegelungsposition entspricht;
- Die Erfindung soll anschließend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben werden:
-
1 ist eine schematische Darstellung des vorderen Blocks eines Kraftfahrzeugs mit einer Gruppe Ventilator-Motor gemäß der Erfindung; -
2 ist eine schematische perspektivische Darstellung der Verbindung zwischen der Antriebswelle und dem Flügelrad der Gruppe Ventilator-Motor gemäß1 ; -
3 ist eine schematische perspektivische Darstellung in weiter vergrößertem Maßstab und zeigt das Ende der Antriebswelle vor der Montage des Flügelrades; -
4 ist eine schematische Teildarstellung und veranschaulicht einen ersten Schritt bei der Montage des Flügelrades auf der Antriebswelle; -
5 ist eine schematische Teildarstellung eines letzten Schrittes der Montage des Flügelrades auf der Antriebswelle. - In
1 ist schematisch ein vorderer Block eines Kraftfahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor1 , einem Kühler2 für den Motor1 und einer Gruppe3 Ventilator-Motor gezeigt, die einen Antriebsmotor4 zur Drehung eines Flügelrades5 umfaßt, das auf einer Ausgangswelle6 des Motors befestigt ist. - Das Flügelrad
5 wird um eine Drehachse A im Drehsinne des Pfeils R in2 gedreht. - Wie
2 zeigt, umfaßt das Flügelrad5 eine zentrale Nabe7 , einen Außenring8 und Flügel9 , die den Außenring8 und die Nabe7 verbinden. Die Flügel9 sind in gleichen Winkelabständen um die Achse A des Flügelrades5 herum verteilt. - Das Flügelrad
5 ist am vorderen oder ersten Ende10 der Welle6 befestigt, wie aus der Beschreibung des Montageverfahrens zur Montierung des Flügelrades5 auf der Welle6 hervorgehen wird, die unten folgen wird. - Wie in
3 gezeigt ist, trägt das vordere Ende10 der Welle6 einen Flügelradträger11 . Der Flügelradträger11 umfaßt eine kreisförmige Platte12 , die mit drei Öffnungen13 versehen ist, die zueinander um 120° versetzt angeordnet sind, einen kreisförmigen, zentralen Kern14 und drei exzentrische Bolzen15 , die von der Platte12 vorspringen. - Die Platte
12 und der kreisförmige Kern14 werden durchdrungen von dem vorderen Ende10 der Welle6 . - Die Bolzen
15 sind in gleichen Winkelabständen um 120° zueinander versetzt und jeweils in einem Winkelabstand von etwa 60° zwischen zwei Öffnungen13 angeordnet. - Jeder Bolzen
15 weist eine im wesentlichen kreiszylindrische Form mit einer Achse parallel zur Achse A auf und besitzt eine mittlere Abflachung16 auf der der Achse A zugewandten Seite. - Das vordere Ende jedes Bolzens
15 hat eine nach vorne abgeflachte zylindrische Form und besitzt daher einen Rand18 , der sich von der entsprechenden Abflachung16 bis zur Achse A erstreckt. - Der Träger
11 besteht aus einem Stück, beispielsweise aus gesintertem Metall. - Das vordere Ende
10 der Welle6 ist in den Träger11 eingesteckt, beispielsweise eingepreßt, und zwar derart, daß beide in Axialrichtung und in Drehrichtung fest miteinander verbunden sind. - Wie
4 zeigt, umfaßt die Nabe7 des Flügelrades5 einen zentralen, kreisförmigen, ebenen Bereich21 , der axial hinter einem ringförmigen, umlaufenden Rand22 liegt. Der Bereich21 weist eine zentrale, kreisförmige Öffnung23 auf, deren Durchmesser dem Außendurchmesser des Zentrierkerns14 entspricht. - Der Bereich
21 bildet im übrigen drei kreisförmige, exzentrische Öffnungen24 , die in bezug aufeinander um jeweils 120° im Winkel versetzt sind. - Der Durchmesser der Öffnungen
24 entspricht dem Durchmesser der Bolzen15 . - Der Bereich
21 ist im übrigen mit einer Sperrklinke26 versehen, die von dem Bereich21 nach vorne vorspringt und aus dem Material des Bereichs21 besteht. Die Sperrklinke26 befindet sich in der Nähe der Öffnung24 , die oben in4 gezeigt ist. Die Sperrklinke26 befindet sich unmittelbar hinter der Öffnung24 in bezug auf die Drehrichtung R des Flügelrades5 . - Die Sperrklinke
26 bildet nacheinander, ausgehend von der Öffnung24 in Drehrichtung R, eine Fläche27 , die im wesentlichen senkrecht zur Achse A steht, eine Rampenfläche28 , die nach vorne geneigt ist, und eine im wesentlichen parallel zur Achse A verlaufende Fläche29 . - Zum Montieren des Flügelrades
5 an der Welle6 wird der Kern14 des Trägers11 in die zentrale Öffnung23 der Nabe7 eingeschoben, und die Bolzen15 werden in die Öffnungen24 der Nabe7 eingeführt. - Der Kern
14 gewährleistet jetzt die Zentrierung des Flügelrades5 in bezug auf die Antriebswelle6 und in bezug auf die Drehachse A. - Das vordere Ende
17 und ein vorderer Kegelstumpf an der Abflachung16 jedes Bolzens15 treten nunmehr nach vorne in bezug auf den Bereich21 der Nabe7 aus, wie es in4 gezeigt ist. - Andererseits treten der Zentrierkern
14 und das vordere Ende der Welle leicht in bezug auf den Bereich21 zurück. - Die Sperrklinke
26 befindet sich jetzt oberhalb der Abflachung16 des oberen Bolzens15 . - Die Nabe
7 und die Welle6 sind jetzt in Drehrichtung aufgrund der Bolzen15 fest miteinander verbunden. Die Bolzen15 übertragen mit der Montage des Flügelrades5 auf der Welle6 die Drehbewegung der Welle6 auf das Flügelrad. - Zum Abschluß der Montage des Flügelrades
5 auf der Welle6 und damit zur axialen Festlegung wird eine Riegelplatte30 verwendet, die in2 und5 gezeigt ist. - Diese Riegelplatte
30 hat eine insgesamt dreieckige Form und weist eine kreisförmige, zentrale Öffnung31 sowie drei exzentrische Öffnungen32 auf, die untereinander identisch und um 120° im Winkel in bezug auf die Achse A versetzt sind. - Jede der Öffnungen
32 umfaßt eine kreisförmige Öffnung33 , die in bezug auf eine Ecke34 der Platte30 angeordnet ist, und eine Erweiterung35 mit verringerter radialer Abmessung, die der Öffnung33 im Drehsinne R des Flügelrades5 vorausgeht. Die Öffnungen33 sind in2 gezeigt. Jede Öffnung33 hat einen Durchmesser, der dem Durchmesser der Bolzen15 entspricht. - Das Ende
36 jeder Erweiterung35 hat einen Verlauf, der dem Profil eines halben Querschnitts der Bolzen15 entspricht. - Zur Beendigung der Montage des Flügelrades
5 auf der Welle6 wird die Platte30 so angesetzt, daß die Öffnungen33 auf die vorderen Enden17 der Bolzen15 ausgerichtet sind. Sodann werden die Bolzen15 in die Öffnungen33 eingeschoben, und die Platte30 wird gegen den Bereich21 der Nabe7 des Flügelrades5 gedrückt. Der Bereich21 liegt jetzt zwischen der Platte30 und der Platte12 . Dabei wird das Material des Bereichs21 elastisch zusammengepreßt. - Die Platte
30 befindet sich nunmehr in der in5 gezeigten Position. - Um die Platte
30 in ihre Verriegelungsposition zum Verriegeln des Flügelrades5 zu bringen, die in2 gezeigt ist, wird die Platte wie bei einem Bajonettverschluß in bezug auf die Welle6 im Drehsinne R gedreht, bis die Bolzen15 gegen das Ende36 der Erweiterung35 anliegen, deren Form komplementär ist. - Während der Verriegelung durch Drehung bewirkt die Rampenfläche
28 der Sperrklinke26 eine örtliche Anhebung der Platte30 , bis die Sperrklinke26 durch die Öffnung33 bzw.32 , die oben in2 und5 gezeigt ist, aufgenommen worden ist. - Die Sperrklinke blockiert nunmehr durch Anliegen ihrer Haltefläche
29 gegen den Rand der entsprechenden Öffnung33 die Drehung der Platte30 in bezug auf den Träger11 im Sinne entgegen der Drehrichtung R. Die Sperrklinke blokkiert daher die Platte30 in ihrer Verriegelungsposition zum Verriegeln des Flügelrades5 auf der Welle6 . - Im übrigen liegen die Ränder
18 der Bolzen15 gegen die inneren Ränder an, die die Erweiterungen35 der Platte30 begrenzen, und halten diese in Axialrichtung in bezug auf die Platte12 . - Die Nabe
7 des Flügelrades wird nunmehr zwischen der Verriegelungsplatte30 und der Platte12 gehalten und liegt axial mit ihrem Bereich21 gegen die Platte12 an. - Die Nabe
7 liegt in Axialrichtung gegen einen Bereich der Platte12 an, dessen Oberfläche leicht oberhalb der Fläche des vorderen Endes10 der Welle6 angeordnet ist. Dies beruht auf den exzentrischen Bolzen15 . - Das Risiko, daß es zu einer Kippbewegung des Flügelrades
5 um eine Achse senkrecht zur Achse A kommt, ist daher begrenzt. Folglich sind die Risiken dynamischer Stöße des Flügelrades, die eine Unwucht zur Folge haben können, ebenfalls gering. - Die Antriebsverbindung zur Drehung des Flügelrades
5 , dessen Zentrierung und dessen Verriegelung auf der Welle6 sind zufriedenstellend. Im übrigen benötigt das vordere Ende10 der Welle6 keine besondere Bearbeitung, und die Bolzen15 und die Platte30 befinden sich in einer begrenzten Ausnehmung, die durch den Bereich21 und den Rand22 eingeschlossen ist, und ragen nicht nach vorne in bezug auf den Rand22 hinaus. - Im übrigen ist die Montage des Flügelrades
5 auf der Welle6 relativ einfach. Die Verriegelung der Platte30 in ihrer Position erfolgt automatisch, wenn die Platte30 in die Verriegelungsposition gebracht wird. - Die Dreiecksform der Platte
30 gestattet es, diese gut zu erfassen, so daß die Montage des Flügelrades5 auf der Welle6 weiter erleichtert wird. - In einer nicht gezeigten Abwandlung können mehrere Sperrklinken
26 in der Nähe jeder Öffnung33 der Platte30 vorgesehen sein.
Claims (10)
- Ventilator (
3 ) für Kraftfahrzeuge, mit einem Flügelrad (5 ) mit zentraler Nabe (7 ), einer Antriebswelle (6 ) zur Drehung des Flügelrades (5 ) um eine Drehachse (A) und Mitteln (11 ,30 ) zur Befestigung der Nabe (7 ) auf der Antriebswelle (6 ), dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel einen Träger (11 ), der fest mit der Antriebswelle (6 ) verbunden ist, und ein Axialverriegelungs-Organ (30 ) umfassen, daß die Nabe (7 ) des Flügelrades zwischen dem Träger (11 ) und dem Verriegelungsorgan (30 ) eingespannt ist und daß der Träger (11 ) mit exzentrischen Bolzen (15 ) versehen ist, die in Erweiterungen (35 ) von Öffnungen des Verriegelungsorgans (30 ) eintreten und dieses in bezug auf den Träger (11 ) axial festlegen, wenn das Verriegelungsorgan (30 ) in bezug auf den Träger (11 ) um die Drehachse (A) aus einer Montageposition des Verriegelungsorgans in die Verriegelungsposition des Flügelrades (5 ) verdreht worden ist. - Ventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (
11 ) einen Zentrierkern (14 ) für die Nabe (7 ) des Flügelrades zur Zentrierung in bezug auf die Achse (A) umfaßt, welcher Zentrierkern (14 ) von der Nabe (7 ) aufgenommen wird. - Ventilator gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (
15 ) Antriebsbolzen für die Drehung des Flügelrades (5 ) sind, die Durchlässe (24 ) der Nabe (7 ) des Flügelrades durchlaufen. - Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (
11 ) eine quergerichtete Platte (12 ) umfaßt, gegen die die Nabe (7 ) des Flügelrades axial anliegt, welche Platte (12 ) sich radial nach außen von der Antriebswelle aus erstreckt. - Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Sperrorgan (
26 ) zur Sperrung der Drehung des Verriegelungsorgans (30 ) in der Verriegelungsposition vorgesehen ist. - Ventilator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrorgan (
26 ) ein Anschlag ist, der automatisch in die Sperrposition für das Verriegelungsorgan (30 ) gelangt, wenn das Verriegelungsorgan aus der Montageposition in die Verriegelungsposition gedreht wird. - Ventilator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrorgan (
26 ) aktiviert wird, während das Verriegelungsorgan (30 ) aus der Montageposition in die Verriegelungsposition gedreht wird, und in eine Öffnung (33 ) einer der Bolzen (15 ) im Verriegelungsorgan eingreift, welche Öffnung durch eine Erweiterung (35 ) verlängert ist. - Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (
15 ) im gleichen Winkelabstand um die Achse (A) herum verteilt sind. - Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungsorgan (
30 ) eine etwa dreieckige Platte ist. - Ventilator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Flügelrad (
5 ) durch die Antriebswelle in Drehrichtung (R) entsprechend dem Drehsinn des Verriegelungsorgan (30 ) bei der Drehung von der Montageposition in die Verriegelungsposition drehbar ist.
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