DE1628377A1 - Regelbares Luefterlaufrad - Google Patents

Description

Roland Solch
7015 / Korntal
Gö-rdeler s tr. 15

Regelbares .lufterlaufrad Zusatz zur Patentanmeldung S99 595 Ic/ 27c

Es ist ein Lüfterlaufrad bekannt, bei dem in Abhängigkeit von der lufttemperatur und von dem auf die Lüfterflügel angreifenden Luftdruck eine selbstätige Regelung der geförderten Luftmenge erfolgte „ Eine solche Regelung ist besonders für Kühlerlüfter von in Kraftfahrzeugen eingebauten Brennkraftmotoren vorteilhafte

Bei dieser bekannten Ausführung werden zur Herbeiführung einer solchen selbstätigen Regulierung die in der Nabe um Zapfen schwenkbar angeordneten Sehaufein durch die Vorspannung einer Feder im Sinne eines größten Steigungswinkels so lange gegen einen festen Anschlag gehalten bis der während des Betriebes an den in Bezug auf ihre Längsiachse unsymmetrisch ausgebildeten Lüfterflügel angreifende Luftdruck diese auf eine kleinere Steigung:, d* bv geringere Förderleistung selbstätig zurückstellt und wobei an den inneren Enden der Schaufelzapfen Kurbeln vorgesehen sind, deren Zapfen in Kulissen eingreifen, die in einem innerhalb der Gebläsenabe axial geführten Gleitstück angeordnet sind und die die Yorspannkraft erzeugende Feder einerseits unmittelbar an dem Gleitstück angreift und dieses; gegen einen nabenfesten Anschlag zu hai·» ten sucht und sich andererseits auf einem Thermostaten abetützt, der die Vorspannkraft der Feder erhöht oder vermindert und axial einstellbar in der Geblaeenabe oder einem nabenfeetea Teil geführt

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Eine solche Auführung eines Lüfterlaufrades und seiner Regelvor- ~ richtung ist jedoch noch verhältnismäßig umständlich "und störanfällig. ^: " Die Erfindung betrifft ebenfalls ein regelbares Lüfterlaüfrad ' mit in Abhängigkeit von der Lufttemperatur und von dem auf die" Lüfterflügel angreifenden Luftdruck selbstätig erfolgenden Rege-"'''' lung der Luftförderung» Dabei bezweckt die vorliegende Erfindung eine weitere Ausbildung der durch dae Patent ........ ο (Patentanmeldung.^ ??AtfJ?/{^7<e) und das Patent „ ( Patehtän-

meldung^/fH^.■?*///.*") geschützten Erfindungen,

Das regelbare Lüfterlaüfrad nach Patent ο...··.«ο (Patentanmeldung «iW ffft^Viζ^£ ) besteht aus mindestens zwei axial hintereinander angeordneten Flügelrädern, von denen eines zur Lüfterlaufradwelle unverstellbar ist und das andere oder die anderen durch Verdrehung um die Mittelachse dieser Welle verstellbar sind» Dabei decken sich in der einen Endlage der Verstellung die Flügel des oder der verstellbaren Flügelräder mit den Flügeln des unverstellbaren Flügelrades in axialer Richtung, und es sind das oder die verstellbaren Flügelräder zum unvorstellbaren in der Flügelumlaufebene ia einem Bereich verstellbar, bei dem in der anderen Endlage der Verstellung zwischen allen Flügeln des Lufterlaufradee gleich große Zwischenräume in der Flügelumlauf ebene vorliegen«, In der einen Endlage mit sich deckenden Flügeln besteht die im Verhältnis zur Drehzahl geringste, in der anderen Endlage mit den. gleichgroßen S₁ Zwischenräumen zwischen allen Flügeln die größte Luftf örderung«. In den Zwischenlager der Verstellung zwischen den beiden Endlagen nimmt die Luftförderung um so mehr ab, je kleiner die Zwischen«- räuae zwischen den durch die Verstellung einander genäherten flügeln gegenüber den anderen Flügel«wiechenräuMen sind·

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Bei dem nach Patent ........ _a(Pat entanmeldungiyf?IH Wt ff ) geschützten Erfindung wirkt auf.das oder die verstellbaren Flügelräder eine Rückstellfeder im Sinne der Herbeiführung der gleich großen Flügelzwischenräume in der Flügelumlaufebene ein undes weist diese Feder eine solche Vorspannung und Kennlinie auf, daß der im Betrieb des Lüfterlaufrades auf die Flügel wirksame, mit ihrer:Drehzahl ansteigende Druck der von ihnen geförderten. Luft durch.Versteilung des: oder der verstellbaren Flügelräder entgegen der Spannung der Rückstellfeder, dem Drehzahl ans ti egentsprechend kleinere Zwischenräume in der Flügelumlaufebene zwischen den durch die Verstellung einander genäherten Flügeln gegenüber den anderen Flügelzwischenräumen herbeiführt, wobei unter entsprechendweiterem Anstieg der Drehzahl sich die Flügel des oder der verstellbaren Flügelräder mit denen des unverstellbaren Flügelrades vollständig in axialer Richtung decken«.

Auch bei einem solchen Lüfterlaufrad gemäß der vorliegenden Erfindung soll nun die Flügelverstellung selbstätig in Abhängigkeit von der Drehzahl und zusätzlich von der Lufttemperatiir .erfolgen«

Zu diesem Zweck wirkt auf das in der Flügelumlaufebene verstellbare Flügelrad im Sinne der Herbeiführung der genannten gleichgroßen Flügelzwischenräume in der Lüfterflügelumlaufebene eine durch die Bewegung eines,auf Wärme reagierenden Betätigungsorgans hervorgerufene ,von der Temperaturhöhe der das Betätigungsorgan beaufschlagenden Kühlluft beeinflußbare Verstellkraft ein, wobei diese Verstellkraft derart elastisch auf das in der Flügelumlaufebene

verstellbare Flügelrad einwirkt, daß der im Betrieb des Laufrades auf die Flügel wirksame , mit ihrer Drehzahl ansteigende Druck der von ihnen geförderten Luft durch Verstellung des verstellbaren Flügelrades entgegen d©r rön dem auf Wärme reagierenden Betätigungsorgans hervorgerufenen elastischen Terstellkraft dem Drehzahls

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anstieg entsprechend kleinere Zwischenräume in der Flügelumlaufebene zwischen den durch die Verstellung einander genäherten Flügeln gegenüber den anderen FlügelzwiscJienraumen herbeiführt, ^obei unter entsprechend weiterem Anstieg der Drehzahl sich die Flügel des verstellbaren Flügelrades mit denen des unverstellbaren Flügelrades vollständig in axialer Richtung deeken.

Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung wird mit einfachen billigen und dabei doch betriebssicheren Mitteln eine in Abhängigkeit von der Kühllufttemperatur und von der Lüfterdrehzahl erfolgende selbstätige Regelung der Luftförderung erzielt.

Die Zeichnung veranschaulicht den Gegenstand der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel · Es zeigt:

Fig. l) das regelbare Lüfterlaufrad in Vorderansicht mit zwei zweiflügeligen Flügelrädern, die zur Eildung gleich* großer Zwischenräume in der Flügelumlaufebene rechtwinklig zueinander stehen«,

Fig., 2) dieses Lüfterlaufrad, mit den beiden Flügelrädern mit. sich deckenden Flügeln«

Fig. 3) einen axialen Schnitt durch die Regelvorrichtung des Lüfterlaufradee nach Linie III-III der Fig«, 2 in größerem Maßstab.

Von den beiden Flügelrädern IC, 11 mit jeweils zwei starr mit der Nabe 10 a bzw«, 11 a jedes einzelnen Flügelrades verbundenen einander ,diametral gegenüberliegenden Flügeln des Lüfterlaufrades steht das Flügelrad 10 mit der Lüfterlaufradwelle 12 in fester Verbindung, während das andere Flügelrad 11 um die Mittelachse dieser Welle durch Verdrehung verstellbar ist. Zwischen beide

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Flügelräder 10, 11 ist eine ersicntlicne spiralförniige Bimetallfeder 15 geschaltet. Die beiden Flügel jedes Flügelrades haben einen Anstellwinkel, bei" dem bei ihrer Drehung im Uhrzeigersinn in Richtung des Pfeiles P die Luft axial in Eichtüng des Pfeiles I· gefördert wird. Daher ist in Blickrichtung auf die !Zeichnung die jeweils in Doppellinien gezeichnete Längskante 13a bzw. 13b der Flügel der Flügelräder 10, 11 die vordere und die ihr gegenüberliegende, die Luft schneidende Kante 14a bzw 14b, die hintere Kante» Die in Fig. 3 im Schnitt dargeabellte Regelvorrichtung: des Lüfterlaufradea ia.eine mit einem Stutzen 16 versehene und mit diesem fest verbundene Scheibe 17, die mittels einer Befestigungsmutter fest aufgekeilt auf dem konischen Ende der Lüfterwelle 12 sitzt und auf deren flachen Außenseite; daä im BereiehiÄ der Radnabe 10a flach gehalten» unverstellbare Flügelrad 10 befestigt ist* In der Seheibe 17 sind Elnströmbohrungen 17a füraen Eintritt der durch den flüssigkeitskühler 24 geströmten und hierbei erwärmten Kühlluft vorgesehen, die das elastische auf Wärme reagierend· Betätigungsorgan 15 beaufschlagt» Auf dem Stützen i6j der eine Ab« Setzung 16 a aufweist , befindet sich drehbar eint auf innaufgeschobene und mittel» eines Sprengriüge« 19 sowie der Absetz^ung 16a gegen axiale Verschiebung gesicherte weitere Scheibe 20, mit der außen das verstellbare Flügelrad: 11 an seiher Habe 11a fest verbunden ist· Die Scheibe 20 ist durch einen ringföraigen Ansati 20a in dem KÜhlluftauetritt»bqhrung*n 20to verge&enen iinet, als topfförmlger IDeil ausgebildet, der eine: zur Üüfterlaufräiweil· 12 gleichachsig liegende spiralförmige Blmetällfeder 15 enthält· Das radial nach außenumgebogehe äuSere Ende 21 dieser Bimetali-

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feder greift in einen Schlitz in dem ringförmigen Ansatz 20a und deren inneres , radial nach innen umgebogenes Ende 22 in einen Schlitz im Stutzen 16, Bei entsprechend niedriger Lufttemperatur übt die Bimetallfeder kein positives Verstellmoment auf das verstellbare Flügelrad 11 aus und e» nimmt dieses bei Stillstand als auch bei hoher Drehzahl des Laufradea aeine in Figur 2 dargestellte Endlage ein, in der sich die Lüfterflügel decken und dabei die im Verhältnis zur Drehzahl geringste Luftförderung vorliegt. In dieser durch Figur 2 veranschaulichten Endlage des verstellbaren Flügelrades 11 wird dessen Verstellbereich dadurch begrenzt, daß seine schräg zur Luftförderrichtung geneigten Flügel gegen die entsprechend geneigten Flügel des unverstellbaren Flügelrades 10 anliegen, wie dies Fig. 2 u.3 zeigen. Ein besonderer Begrenzungsanschlag kann somit in dieser Endstellung entfallen. Mittels eines an den Flügeln angebrachten Dämpfungsbelageβ kann ein Geräusch durch gegeneinanderschlagen der aneinanderliegenden Flügel vermieden werden.

Mit steigender Lufttemperatur wirkt die Bimetallfeder 15 auf das verstellbare Flügelrad 11 in Richtung de* Pfeiles P verstellend im Sinne der Herbeiführung von gleichgroßen Zwischenräumen in der Flügelumlaufeben» zwischen den einzelnen Flügeln dee aus den beiden Flügelrädern bestehenden Lüfterlaufradee ein. Bei entsprechend hoher Lufttemperatur ist die Auslenkung bzw. die Bewegung des auf Wärme reagierenden Betätigungorgane so groß, daß das verstellbare Flügelrad 11 in seine in Fig. 1 dargeetellte Endlage, in der die flügel zur Bildung gleich großer Zwischenräume in der Plügeluiilaufeben® rechtwinklig zueinander stehen, gelangt und dabei gegen einen, den Verstellbereich dieser Richtung begrenzenden nicht gezalcshneten An-

sohlae anschlägt. Bei noch weiter ansteigender Lufttemperatur wird ⁶⁶ BAD ORIGINAL

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das verstellbare Flügelrad 11 gegen diesen Anschlag gedrückt, wobei in der Bimetallfeder eine der Temperaturhöhe entsprechende Spannung entsteht. Mit Beginn der Drehung des Laufrades im Uhrzeigersinn in Richtung des Pfeiles P bei einer bei hoher Lufttemperatur durch die Bimetallfeder hervorgerufenen gegenseitigen Flügellage gemäß Figur 1 wird auf die Lüfterflügel der Druck der von ihnen geforder— Gen Luft wirksam, wobei durch eine Kompnente dieses Druckes von einer durch die augenblicklich herrschende von der Temperaturhöhe abhängige Vorspannung der Bimetallfeder bestimmten Drehzahl ab das verstellbare Flügelrad 11. in Richtung des Pfeiles R anfängt," sich entgegen der Drehrichtung P des Laufrades unter Überwindung der Spannung der Bimetallfeder 15 zu verstellen. Je. mehr die Drehzahl ansteigt, umso größer wird diese Verstellung, bis bei hoher Drehzahl die Lüfterflügel der beiden Flügelräder 1Θ, 11 sich gemäß Fig. 2 decken* In der Lage der Flügelräder nach Fig. 1 zueinander ist die Luftförderung im Verhältnis zur Drehzahl am größten«, Sie wird beim Übergang im. die Lage nach Fig. 2 durch Verringerung der Zwischenräume zwischen den bei der Verstellung einander sich nähernden Flügeln mehr und mehr kleiner, um dann in dieser Endlage mit einander sich deckenden Flügeln wieder ihren kleinsten Betrag im Verhältnis zur Drehzahl zu erreichen«

Bei einer nicht dargestellten Ausführung eine» Lüfterlaufradee mit 3 Flügelrädern, von denen eines unverstellbar und die beiden weiteren verstellbar sind, ist die Ausgestaltung der oben beschriebenen entsprechend. Es· wird bei einer Ausführung mit 3 Flügelrädern der gemäß Fig,. -3 an der Scheibe 20 nach außen abragende Stutzen 23 länger gehalten und auf diesen eine weiteres topfförmiges Teil drehbar aufgeschoben, mit welchem außen das 3. Flügelrad fest verbunden ist und der eine weiter© Bimetallfeder enthält. Bei einer Ausführung mit

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drei Flügelrädern ist die Verstellung der beiden verstellbaren Flügelräder zum unverstellbaren Flügelrad und der beiden verstellbaren Flügelräder zueinander im Patent «... (Patentanmeldung·*?? ΓΚί'/ί ⁷S ) beschrieben.

An Stelle einer Bimetallfeder für/ die Regelung; des oder der verstellbaren Flügelräder kann auch, eine andere Ausführung . eines auf Wärme reagierenden Betätigungsorgans zur Anwendung gelangen, z.B· ein Dehnstoff thermostat in Verbindung mit einer Druckfeder.

Durch geeignete Wahl der Yerstellkraft und der Kennlinie des auf Wärme reagierenden Betätigungsorgans sowie dessen Elastizität bzw. dessen elastischen Lagerung kann die selbstätige Regulierung der Luftförderung den jeweils vorliegenden praktischen. Bedürfnissen angepaßt werden.

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Claims (3)

1. t β -η-it-, a. η s ρ r ü c h *

   Ic)J Regelbare« Joifterlaufrad mit in Abhängigkeit von der

   Ktihllufttemperatur und durch Yerst ellung; der lüfter flügel unter dem Druck der von ihnen, geförderten üuf-fe selbe tätig; erfolgenden Regelung der IttftfÖrderung und mit gemäß Patent _β · * ♦.. ·. * ( Patentanmeldung^fIfH£ί/?£ϊ· ) mindeetene zwei axial hintereinander angeordneten !Flügelrädern von denen eine» zur lufterlauf radwell« unverstellbar ist und das oder die; anderen dureh Verdrehung um die Mittelachse dieser Well» verstellbar sind wobei in der einen Endlage def Verstellung die Flügel des oder der verstellbaren Flügelräder eich mit den Hügeln des unverstellbaren felrade» in axialer Sichtung deoken und da» oder die stellbaren Flügelräder mvm unveratellbaren in der Flug·!«* umlauf eben· in einem Bereich verstellbar sind, bei dem in der anderen Endlage der Verstellung zwischen allen Flügeln des Laufrades, gleich große Zwischenräum· in der Flügelumlaufebene vorliegen unt mit gemäß Patent ......... (Patent*·

   anmeldung^ffi/ff/y?^> auf da» oder die Ter«tell»ar»n Flügelräder eine Rückstellfeder im Sinn· der Herbeiführung der gleich großen Flügelzwieehenräum» in d*r Flügelumlaufeben» einwirkt, dadurch gekennzeichnet , daß auf da» oder die in der Flügelumlaufebfsn· verstellbar»»^ FlügelräderH im Sinne der Herbeiführung der genannten gleich, greßen Flügelzwi»ehenräum· in dtr Fitigelumlaufeben» «ine durch di» Bewegung: eine» auf Wärm» reagierenden Betätigungsorgan· hervorgerufen·» von der Ttmperaturhöh» der da» Bttätigungs-

   organ/l beaufschlagenden Kühlluft beeinflußbare YerstelO.lcraft_{; ;>} einwirkt, wobei diese Verstellkraft derart elastisch auf das oder die in der Flügelumlaufebene verstellbaren Flügelräder einwirkt, daß der im Betrieb des Laufrade« auf die Flügel wirksame, mit ihrer Drehzahl ansteigende Druck der von ihnen geförderten Luft durch Verstellung des oder der verstellbaren Flügelräder entgegen der von dem auf Wärme reagierenden Be>-tätigungsorgana hervorgerufenen elastischen Verstellkraft, dem Drehzahlanstieg entsprechend kleinere Zwischenräume in der Flügelumlaufebene zwischen den. durch die Verstellung einander genäherten flügeln gegenüber den anderen Flügelzwischenräumen herbeiführt, wobei unter entsprechend, weiterem Anstieg der Drehzahl sich die Hügel de· «der der verstellbaren flügel- . räder mit denen des unverstellbaren Flügelradβ· vollständig; in axialer Richtung decken«
2. 2.) Regelbare» Lüfterlaufrad mit zwei Flügelrädern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle(12) des; Laufrades eine Scheibe (17) festsitzt, an welche da» unverstellbar» Flügelrad (10) und. an einer weiteren, um die Mittelachse der Welle (12) drehbar angeordneten Scheibe (20) das verstellbare Flügelrad (11) befestigt ist und zur Herbeiführung der gleich großen Flügelzwischenräume in der Flügelumlauf ebene zwischen . die beiden.'Scheiben (17) und (20) das die elastische Verstell·» kraft hervorrufende auf Wärm« reagierend« Betätigungsorgan gesehalt et ist und vom der Kühlluft beaufschlagt wird.
3. 3.) Regelbar·* Lüfterlaufrad, nach Anapruch 1 und 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Verstellkraft mittels einer an «loh bekannten »ji3^r«rrQh2ktfeefi-Bimetallfeder erzeugt wird·

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   4-·) Regelbares Lüfterlaufrad nach Anspruch 1,2 u. 3» dadurch, gekennzeichnet , daß die auf der Welle (12) de· Laufrades festsitzende mit Kühllufteintrittsbohrungen versehene Scheibe (17) einen mit dieser fest verbundenen Stutzen( 16)aufnimmt, auf dem eine weitere Scheibe (20) drehbar ist und diese Scheibe durch einen mit Kühlluftaustrittabohrungen versehenen ringförmigen Ansatz (20a) als. topfförmiger Teil ausgebildet ist, in welchem sich eine zur Laufradwell· (12) gleichachsig liegende ÄfSr*a*£rS** spiralförmige Bimetallfeder (15) befindet, deren inneres Ende (22) mit dem Stutzen (16) und deren äußeres Ende (21) mit dem topfförmigen £eil (20,20a) kraft schlüssig in Verbindung steht. ·

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