DE1045170B - Radial fan for internal combustion engines that can be used for both directions of rotation - Google Patents

Description

Für beide Drehrichtungen verwendbares Radialge-bläse für Brennkraftmaschinen Bei Brennkraftmaschinen wird neben der Fahrtwindkühlung und Wasserkühlung in steigendem Maße, insbesondere bei stationären Motoren, die Zwangskühlung durch ein vom Motor betriebenes Kühlgebläse verwendet.Radial blower for internal combustion engines that can be used for both directions of rotation In the case of internal combustion engines, in addition to airflow cooling and water cooling, there is increasing Dimensions, especially with stationary engines, the forced cooling by one of the engine operated cooling fan used.

Das Gebläse besteht dabei aus einem Lüfterrad und einem dieses umgebenden Gehäuse, durch welches der erzeugte Kühlluftstrom dem Motorzylinder zugeführt wird. Zur Erzielung günstiger Strömungsverhältnisse wird das Gehäuse spiralförmig ausgebildet. Die Form der Spirale ist durch die Drehrichtung des Lüfterrades vorbestimmt. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß das gleiche spiralförmige Gehäuse sich nicht sowohl für Rechts- als auch für Linkslauf des Lüfterrades verwenden läßt. Es sind also bei demselben Motor für Rechts- und Linkslauf zwei verschiedene Gehäuse notwendig.The fan consists of a fan wheel and a surrounding one Housing through which the generated cooling air flow is fed to the engine cylinder. To achieve favorable flow conditions, the housing is designed in a spiral shape. The shape of the spiral is predetermined by the direction of rotation of the fan wheel. These Arrangement has the disadvantage that the same spiral housing is not both can be used for clockwise as well as counterclockwise rotation of the fan wheel. So there are two different housings are required for the same motor for clockwise and counterclockwise rotation.

Deshalb wurde vorgeschlagen, das Gebläsegehäuse symmetrisch auszubilden, wobei die Drehachse des Lüfterrades in der Symmetrieachse des Gehäuses, jedoch unterhalb des Gehäusemittelpunktes liegt, so daß das bis zum oberen Teil kreisringförmig ausgebildete Gehäuse sich von unten an stetig vom Laufradumfang entfernt. Es werden also durch das Laufrad und das Gehäuse zwei symmetrische Halbspiralen gebildet. Je nach Rechts- oder Linkslauf der Brennkraftmaschine und des Lüfterrades wird nun in das Gehäuse rechts bzw. links vom Lüfterrad ein Leitblech eingelegt, das die Halbspirale zu einer vollständigen Spirale ergänzt. Es wird also in jeder Drehrichtung eine Spirale von aerodynamisch günstiger Ausbildung erzielt. Diese Ausführung beseitigt zwar den Mangel, daß für jede Drehrichtung ein verschiedenes Gehäuse angefertigt werden muß, jedoch ist nun das Leitblech als zusätzliches Bauteil vorhanden. Bei Änderung der Drehrichtung muß das Gebläse auseinandergenommen und das Leitblech auf der entsprechenden Seite des Lüfterrades eingesetzt werden. Dies erfordert an sich unnötigen Zeitaufwand und eine nicht immer vorauszusetzende Fachkenntnis und ist beispielsweise in landwirtschaftlichen Betrieben, in denen ein Motor oft Aggregate mit verschiedenen Drehrichtungen antreiben soll, unvorteilhaft.It was therefore proposed to make the fan housing symmetrical, the axis of rotation of the fan wheel in the axis of symmetry of the housing, but below of the housing center point, so that the up to the upper part of a circular ring Housing moves steadily away from the impeller circumference from below. So it will be through the impeller and the casing formed two symmetrical semi-spirals. Depending on the legal or counterclockwise rotation of the internal combustion engine and the fan wheel is now in the housing A guide plate is inserted to the right or left of the fan wheel, which closes the half-spiral a complete spiral added. So it becomes a spiral in every direction of rotation achieved by aerodynamically favorable training. This execution eliminates though the lack that a different housing are made for each direction of rotation must, but the baffle is now available as an additional component. If there is a change the direction of rotation must be taken apart and the baffle on the corresponding Side of the fan wheel are used. This in itself requires an unnecessary expenditure of time and a specialist knowledge that is not always required and is, for example, in agricultural Companies in which a motor often drives units with different directions of rotation should, disadvantageous.

Es sind auch für beide Drehrichtungen verwendbare Radialgebläse bekannt, die einen mit zwei Leitschaufelkränzen versehenen Leitapparat aufweisen, wobei je nach der Drehrichtung der eine oder der andere Leitschaufelkranz eingeschaltet wird. Abgesehen davon, daß diese Konstruktion teuer ist, muß auch hier bei Drehrichtungsänderung eine Umschaltung erfolgen. Wird dies unterlassen, so wird keine Luft mehr gefördert. Als Kühlgebläse für Brennkraftmaschinen mit wechselnder Drehrichtung ist diese Ausführung also nicht geeignet, da bei Unterlassung der Umschaltung der Motor nicht mehr gekühlt wird und die Gefahr des Festlaufens besteht. Bei der Herstellung von Motoren, von denen ein Teil für Rechtslauf und der andere für Linkslauf ausgelegt ist, müßten überdies wiederum zwei verschiedene Gebläsearten, nämlich eine mit einem Leitschaufelkranz für Rechtslauf und eine mit einem Leitschaufelkranz für Linkslauf, hergestellt und auf Lager genommen werden.Radial fans that can be used in both directions of rotation are also known, which have a diffuser provided with two guide vane rings, each one or the other guide vane ring is switched on according to the direction of rotation. Apart from the fact that this construction is expensive, it must also be used here when the direction of rotation is changed a switchover takes place. If this is not done, no more air will be conveyed. This design is used as a cooling fan for internal combustion engines with alternating directions of rotation therefore not suitable, since if the switchover is omitted, the motor is no longer cooled and there is a risk of seizure. In the manufacture of engines, from which one part is designed for clockwise rotation and the other for counterclockwise rotation, should in addition, two different types of fan, namely one with a guide vane ring for clockwise rotation and one with a guide vane ring for counter-clockwise rotation, manufactured and be put in stock.

Schließlich ist es bei Lufterhitzern bzw. Klimaanlagen bekannt, ein in beiden Drehrichtungen ante eibbares Radialgebläse zu verwenden, das aus einem zum Teil kreisförmig ausgebildeten Gehäuse ohne Leitschaufelkranz und aus einem exzentrisch zum Kreismittelpunkt des Gehäuses angeordneten Lüfterrad mit radial gerichteten Schaufeln besteht, an welches in der Symmetrieebene des Gehäuses Wandungsteile bis auf einen kleinen Spalt abdichtend herantreten, so daß das Gehäuse in zwei spiegelbildlich gleiche halbspiralige Räume unterteilt ist. Bei dieser Ausführung ist für jede Drehrichtung eine eigene, tangential angeordnete Luftaustrittsöffnung vorgesehen, und es wird je nach der Drehrichtung die Luftleitung. an die eine oder die andere Öffnung angeschlossen. Diese Ausführung ist zur Kühlung von Brennkraftmaschinen nicht verwendbar, da ein Umstecken der Luftleitung bei Drehrichtungsänderung schon im Hinblick auf die weitere Luftführung zum Zylinder hin praktisch nicht möglich ist. Im übrigen ist aber wiederum eine Veränderung des Gebläses bei Drehrichtungsänderung erforderlich.Finally, it is known for air heaters or air conditioning systems to use ante adjustable radial fan in both directions of rotation, which consists of one partly circular housing without guide vane ring and from one eccentric to the center of the circle of the housing arranged fan wheel with radial directed blades, on which wall parts in the plane of symmetry of the housing Step up to a small gap in a sealing manner, so that the housing is a mirror image in two is divided into the same semi-spiral spaces. In this version is for each direction of rotation its own, tangentially arranged air outlet opening is provided, and it is depending on the direction of rotation the air line. connected to one or the other opening. This version can not be used for cooling internal combustion engines, as a Repositioning the air line when changing the direction of rotation already with regard to the other Air routing to the cylinder is practically not possible. Otherwise, however, is again it is necessary to change the fan when changing the direction of rotation.

Besonders der Umstand; daß sowohl für beide Drehrichtungen verwendbare Starter als auch Zündanlagen für Brennkraftmaschinen bekannt sind; läßt es als ausgesprochenen Mangel erscheinen, daß bisher noch kein Gebläse bekannt ist, das sich ohne irgendwelchen Umbau für beide Drehrichtungen verwenden läßt.Especially the circumstance; that can be used for both directions of rotation Starters and ignition systems for internal combustion engines are known; leaves it as outspoken Deficiencies appear that up to now no fan is known that works without any Conversion can be used for both directions of rotation.

Zur Schaffung eines für beide Drehrichtungen ohne Änderung oder Umschaltung verwendbaren Radialgebläses, das auf die Erfordernisse zur Kühlung von Brennkraftmaschinen abgestimmt ist, wird erfindungsgemäß die Anordnung derart getroffen, daß bei einem Gebläse der letztgenannten Art die beiden halbspiraligen Räume in einen gemeinsamen Luftaustrittskanal münden und ständig mit ihm in Verbindung stehen, wobei in der Symmetrieebene des Gehäuses ein in den Luftaustrittskanal ragendes festes Leitmittel vorgesehen ist, welches, im wesentlichen radial verlaufend, bis auf einen kleinen Spalt an das Lüfterrad herantritt.To create one for both directions of rotation without changing or switching usable radial fan, which is based on the requirements for cooling Internal combustion engines is matched, the arrangement is made according to the invention such that at one Blower of the last-mentioned type, the two semi-spiral spaces into one common Open into the air outlet duct and are constantly connected to it, in which case the In the plane of symmetry of the housing, a fixed guide means protruding into the air outlet duct is provided which, extending essentially radially, except for a small one The fan wheel.

Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung wird folgendes erreicht: Wird Rechtslauf des Lüfterrades angenommen, so erfolgt in dem linken Raum des Gehäuses die normale Förderung in der Drehrichtung des Lüfterrades. Im rechten Raum des Gehäuses tritt dadurch, daß das Lüfterrad an der untersten Stelle gegen das Gehäuse bis auf einen kleinen Spalt abdichtend angeordnet ist, ein Luftstau auf, der bewirkt, daß die in diesen Raum des Gehäuses geförderte Luft entgegen der Drehrichtung des Lüfterrades zur Luftaustrittsöffnung hin zurückströmt. Die gesamte Kühlluftmenge setzt sich also aus der direkt geförderten und der durch Rückstau geförderten Luftmenge zusammen.This embodiment according to the invention achieves the following: If the fan wheel is assumed to run clockwise, it takes place in the left-hand space of the housing normal conveyance in the direction of rotation of the fan wheel. In the right room of the case occurs in that the fan wheel at the lowest point against the housing up to a small gap is sealingly arranged, an air jam that causes the air conveyed into this space of the housing against the direction of rotation of the fan wheel flows back towards the air outlet opening. The entire amount of cooling air settles that is, the amount of air conveyed directly and the amount of air conveyed by backflow together.

Die gleiche Wirkung tritt auf, wenn die Drehrichtung geändert wird, also bei Linkslauf des Lüfterrades. Hierbei tritt in dem linken Raum des Gehäuses der Luftstau auf, während im rechten Raum die direkte Förderung erfolgt.The same effect occurs if the direction of rotation is changed, so when the fan wheel rotates counterclockwise. This occurs in the left space of the housing the air accumulation, while the direct conveyance takes place in the right room.

Da sich bei dem erfindungsgemäßen Gebläse somit der Gesamt-Kühlluftstrom aus dem in der einen Halbspirale direkt geförderten und der in der anderen Halbspirale durch Rückstau geförderten Luftmenge zusammensetzt, ergibt sich gegenüber dem vorher beschriebenen bekannten Gebläse, bei dem immer nur eine Halbspirale an eine Austrittsöffnung angeschlossen ist, ein wesentlich besserer Wirkungsgrad. Bei dieser Ausführung bleibt der durch Rückstau geförderte Luftstrom ungenutzt. Dies bedeutet aber, daß dieses Gebläse, wenn es überhaupt zur Kühlung von Brennkraftmaschinen Verwendung finden könnte, größer ausgelegt werden müßte als ein erfindungsgemäßes Gebläse, d. h. das letztere kann bei gleicher Gesamtfördermenge kleiner gehalten werden und benötigt weniger Antriebsleistung, was bei Klein-Verbrennungsmotoren mit relativ geringer Leistung von großer Bedeutung ist.Since in the fan according to the invention, the total cooling air flow from the one conveyed directly in one half-spiral and that in the other half-spiral composed of the amount of air conveyed by backflow, results from the previous one described known blower, in which only one half-spiral to an outlet opening is connected, a much better efficiency. With this execution remains the air flow promoted by the backwater is unused. But this means that this Fan, if it is used at all for cooling internal combustion engines could, would have to be designed larger than a fan according to the invention, i. H. the the latter can be kept smaller and required for the same total delivery rate less drive power, which is relatively less in small internal combustion engines Performance is of great importance.

Das im Gehäuse im Bereich der Luftaustrittsöffnung gegenüber dem Näherungspunkt zwischen Lüfterrad und Gehäuse angeordnete Leitmittel hat den Zweck, eine Wirbelbildung zwischen der direkt geförderten und der durch Rückstauung geförderten Luftsäule zu vermeiden und außerdem die Ablösung der Luftsäulen vom Lüfterrad zu bewirken.That in the housing in the area of the air outlet opening opposite the approach point The guide means arranged between the fan wheel and the housing has the purpose of creating a vortex between the directly conveyed air column and the air column conveyed by backflow to avoid and also to cause the separation of the air columns from the fan wheel.

Als Leitmittel ist nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ein nasenförmig ausgebildeter Guß-oder Blechkörper vorgesehen, der an das Gehäuse vorzugsweise derart angesetzt wird, daß ein glatter Übergang vom Gehäuse zu dem Leitmittel erfolgt.According to a further proposal of the invention, a guide means is a Nose-shaped cast or sheet metal body is provided, which is preferably attached to the housing is set in such a way that there is a smooth transition from the housing to the conducting means.

Die Leitmittel werden erfindungsgemäß vorzugsweise mit dem Gehäuse aus einem Stück gebildet, beispielsweise durch Spritzguß. Dadurch erübrigen sich eigene Werkzeuge zur Herstellung und besondere Vorrichtungen in dem Gehäuse zur Befestigung dieser Leitmittel.According to the invention, the conducting means are preferably connected to the housing formed in one piece, for example by injection molding. This eliminates the need own tools for production and special devices in the housing for Attachment of this guide means.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Prinzip dargestellt.In the drawing, an embodiment of the invention is in principle shown.

Fig. 1 zeigt das Gebläsegehäuse im Teillängsschnitt; Fig. 2 zeigt einen Querschnitt nach der Linie I-I gemäß Fig. 1.Fig. 1 shows the fan housing in partial longitudinal section; Fig. 2 shows a cross section along the line I-I of FIG.

Das Gebläsegehäuse 1 besteht aus einem zum Teil kreisförmigen Abschnitt 2 mit dem Mittelpunkt 3 und ist zu der für beide Drehrichtungen gemeinsamen Luftaustrittsöffnung 4 hin zulaufend ausgebildet. In dem Gehäuse 1 ist das Lüfterrad 5 angeordnet, dessen Drehpunkt 6 in der Symmetrieebene des Gehäuses 1, jedoch exzentrisch zu dessen Mittelpunkt 3, liegt.The fan housing 1 consists of a partially circular section 2 with the center 3 and is to the air outlet opening common for both directions of rotation 4 designed to taper. In the housing 1, the fan wheel 5 is arranged, its Pivot point 6 in the plane of symmetry of the housing 1, but eccentric to its center 3, lies.

Das Lüfterrad 5 hat einen solchen Durchmesser, daß es in seinem tiefsten Punkt das Gehäuse 1 nahezu berührt und nur einen kleinen Spalt 7 frei läßt.The fan wheel 5 has such a diameter that it is deepest Point almost touches the housing 1 and leaves only a small gap 7 free.

In dem Gehäuse 1 ist im Bereich der Luftaustrittsöffnung 4 ein nasenförmiges Leitmittel 8 vorgesehen, das gegen den Umfang des Lüfterrades 5 bis auf einen kleinen Spalt 7a abdichtend angeordnet und an das Gehäuse 1 angesetzt ist. Durch das Leitmittel 8 und das Lüfterrad 5 ist also das Gehäuse in zwei in gewissem Maße voneinander abgedichtete Räume 9, 10 unterteilt. Bei Drehung des Lüfterrades in Pfeilrichtung wird die Luft in dem Gehäuseraum 9 auf übliche Weise in der Drehrichtung des Lüfterrades 5 zu dem linken Teil der Luftaustrittsöffnung 4 gefördert. In dem Gehäuseraum 10 baut sich infolge des geringen Querschnitts des Spaltes 7 ein Luftstau auf, der bewirkt, daß die durch das Lüfterrad 5 in diesen Raum 10 geförderte Luftmenge entgegen der Drehrichtung des Lüfterrades 5 zu dem entsprechenden rechten Teil der Luftaustrittsöffnung 4 hin zurückströmt und sowohl die direkt geförderte Luftsäule abstützt als auch die Gesamtförderung des Gebläses erhöht.In the housing 1 in the area of the air outlet opening 4 is a nose-shaped Conducting means 8 provided, which against the circumference of the fan wheel 5 except for a small one Gap 7a is arranged in a sealing manner and attached to housing 1. Through the conduit 8 and the fan wheel 5 is thus the housing in two to some extent from one another sealed spaces 9, 10 divided. When rotating the fan wheel in the direction of the arrow the air in the housing space 9 is in the usual way in the direction of rotation of the fan wheel 5 promoted to the left part of the air outlet opening 4. In the housing space 10 As a result of the small cross section of the gap 7, an air stagnation builds up, which causes the amount of air conveyed by the fan wheel 5 in this space 10 against the direction of rotation of the fan wheel 5 to the corresponding right part of the air outlet opening 4 flows back and supports both the directly conveyed air column and the total flow of the fan increases.

Zur Vermeidung von Strömungsverlusten durch das Leitmittel 8 weist dieses aerodynamisch günstige Form auf, wie vor allem Fig. 2 zeigt. Das Leitmittel 8 kann auch als Einzelteil ausgebildet sein und nachträglich in das fertige Gehäuse 1 eingesetzt werden.To avoid flow losses through the guide means 8 has this aerodynamically favorable shape, as especially FIG. 2 shows. The guide 8 can also be designed as a single part and subsequently in the finished housing 1 can be used.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Zur Kühlung von vorzugsweise stationären Brennkraftmaschinen bestimmtes, in beiden Drehrichtungen antreibbares Radialgebläse, bestehend aus einem zum Teil kreisförmig ausgebildeten Gehäuse ohne Leitschaufelkranz und aus einem exzentrisch zum Kreismittelpunkt des Gehäuses angeordneten Lüfterrad mit radial gerichteten Schaufeln, an welches in der Symmetrieebene des Gehäuses Wandungsteile bis auf einen kleinen Spalt abdichtend herantreten, so, daß das Gehäuse in zwei spiegelbildlich gleiche halbspiralige Räume unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß beide halbspiraligen Räume (9, 10) in einen gemeinsamen Luftaustrittskanal (4) münden und ständig mit ihm in Verbindung stehen, wobei in der Symmetrieebene des Gehäuses (1) ein in den Luftaustrittskanal ragendes festes Leitmittel (8) vorgesehen ist, welches, im wesentlichen radial verlaufend, bis auf einen kleinen Spalt (7a) an das Lüfterrad (5) herantritt. PATENT CLAIMS: 1. For cooling preferably stationary internal combustion engines, a radial fan that can be driven in both directions of rotation, consisting of a partially circular housing without guide vane ring and an eccentric to the center of the circle of the housing arranged fan wheel with radially directed blades, on which in the plane of symmetry of the housing Wall parts seal up to a small gap so that the housing is divided into two mirror-inverted semi-spiral spaces, characterized in that both semi-spiral spaces (9, 10) open into a common air outlet duct (4) and are constantly in communication with it In the plane of symmetry of the housing (1) a fixed guide means (8) protruding into the air outlet channel is provided, which, essentially running radially, approaches the fan wheel (5) with the exception of a small gap (7a). 2. Radialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Leitmittel (8) ein nasenförmig ausgebildeter Guß- oder Blechkörper vorgesehen ist. 2. Radial fan according to claim 1, characterized in that that a nose-shaped cast or sheet metal body is provided as the guide means (8) is. 3. Radialgebläse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitmittel (8) mit dem Gehäuse (1) aus einem Stück besteht, In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 258 284, 2 519151.3. Radial fan according to claims 1 and 2, characterized in that the Conducting means (8) with the housing (1) consists of one piece, contemplated References: U.S. Patent Nos. 2,258,284, 2,519,151.