DE19545390C2 - Tandemlüfter für Kühler von Kraftfahrzeugen - Google Patents
Tandemlüfter für Kühler von KraftfahrzeugenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Tandemlüfter für Kühler von
Kraftfahrzeugen, bestehend aus zwei jeweils mit einer Riemen
scheibe versehenen, parallel nebeneinander angeordneten Lüf
terrädern, deren Riemenscheiben durch einen gemeinsamen Rie
men miteinander gekoppelt sind, und bei dem ein Elektromotor
als Antrieb vorgesehen ist.
Tandemlüfter dieser Art sind bekannt (DE 42 41 804 C2). Der
dort beschriebene Tandemlüfter, bei dem es vorwiegend darum
geht, einen Lüfter für den Klimakondensator einer Klimaanlage
in Kraftfahrzeugen zu schaffen, der auch bei beengten Raum
verhältnissen einbaubar ist, weist den Vorteil auf, daß er
sehr flach gebaut ist. Der Nachteil ist aber, daß er für gro
ße Lüfterleistungen auch einen entsprechend starken Elektro
motor benötigt, der wiederum sehr groß und sehr schwer ist.
Für Lüfter von Motorkühlern von modernen Fahrzeugen lassen
sich solche Tandemlüfter daher nicht verwenden, da auch hier
flache Bauarten wegen der bei modernen Fahrzeugkonstruktionen
immer tiefer gezogenen Motorhaube und der immer kleiner wer
denden Einbauräume wünschenswert sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tandemlüfter
der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei einer Ver
wendung für Motorkühler die erforderliche elektrische Leis
tung und der notwendige Elektromotor nicht zu groß wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Tandemlüfter der
eingangs genannten Art vorgesehen, daß eines der beiden Lüf
terräder über eine an sich bekannte Flüssigkeitsreibungskupp
lung von der, Motorwelle aus antreibbar ist und daß zwischen
der Antriebswelle der Flüssigkeitsreibungskupplung und der
zugeordneten Riemenscheibe und zwischen der Antriebswelle des
Elektromotors und der dieser zugeordneten Riemenscheibe ein
Überholfreilauf angeordnet ist.
Aus der DE 44 01 979 A1 ist es zwar grundsätzlich bekannt,
einen Lüfterantrieb mit einer Flüssigkeitsreibungskupplung,
die vom Motor aus angetrieben wird, auch zusätzlich mit einem
Elektromotorantrieb auszurüsten, der zur Erhöhung der Lüfter
drehzahl insbesondere bei niedrigen Motordrehzahlen dienen
kann und der über einen Freilauf auf den Antrieb wirkt. Ein
Hinweis darauf, daß man den dort zum Antrieb des gleichen
Lüfterrades vorgesehenen Elektromotor auch einem zweiten Lüf
terrad zuordnen kann und beide Lüfterräder über Freiläufe
miteinander koppelt, kann jener Bauart jedoch nicht entnommen
werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter
ansprüchen angegeben.
In Weiterbildung der Erfindung ist es möglich, den Elektromo
tor einem der beiden Lüfterräder zuzuordnen und das andere
Lüfterrad über die Flüssigkeitsreibungskupplung anzutreiben.
Möglich ist es auch, den Riemen über eine Spannrolle zu füh
ren. Die Spannrolle kann im Bereich außerhalb der Durchmesser
der Lüfterräder angeordnet sein. Die Bauweise bleibt dadurch
flach, obwohl für den Riementrieb eine Spanneinrichtung vor
gesehen ist. Die Spannrolle kann auch als von dem Elektromo
tor über den Überholfreilauf antreibbare Riemenscheibe ausge
bildet sein. Der einem der Lüfterräder unmittelbar zugeordne
te Elektromotor als Antrieb entfällt dann.
In Weiterbildung der Erfindung kann der Antrieb der Flüssig
keitsreibungskupplung über eine elastische Kupplung von der
Motorwelle aus erfolgen. Somit wird die Anordnung schwingungsun
abhängig. Bei dieser Bauweise können beide Lüfterräder in ei
ne Kühlerzarge integriert werden, die in bekannter Weise mit
dem Kühler im Motorraum befestigt wird.
Es ist aber auch möglich, den Elektromotor und die Flüssig
keitsreibungskupplung fest am Motor anzuordnen und den Schau
feln der Lüfterräder eine beweglich gehaltene Kühlerzarge zu
zuordnen. Bei dieser Bauweise läßt es sich nicht vermeiden,
daß zwischen Zarge und Lüfterradumfang ein Spalt auftritt,
der zu unerwünschten Strömungseinflüssen führen kann.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der
Zeichnung dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht der Antriebsseite eines
Tandemlüfters,
Fig. 2 den Schnitt durch den Tandemlüfter der Fig. 1 längs
der Linie II-II,
Fig. 3 den Schnitt durch den Tandemlüfter der Fig. 1 längs
der Linie III-III,
Fig. 4 den Schnitt durch den Tandemlüfter der Fig. 1 längs
der Linie IV-IV,
Fig. 5 eine Ansicht eines Tandemlüfters ähnlich Fig. 1 je
doch mit motorfester Anordnung der Lüfterräder,
Fig. 6 eine Ansicht eines Tandemlüfters, jedoch mit einer
zusätzlichzen Spannrolle und
Fig. 7 schließlich die diagrammartige Darstellung der vom
Tandemlüfter gelieferten Luftmenge in Abhängigkeit
von der Motordrehzahl.
In den Fig. 1 bis 4 ist innerhalb einer dem Kühlmittelkühler
1 eines nicht gezeigten Kraftfahrzeugmotors zugeordneten Lüf
terzarge 2 ein Tandemlüfter angeordnet, der aus zwei Lüfter
rädern 3 und 4 besteht, die mit ihren Drehachsen parallel zu
einander und nebeneinander symmetrisch zu einer in der Mitte
durch den Kühlmittelkühler 1 gelegten Ebene 5 angeordnet
sind. Das Lüfterrad 3 mit den Schaufeln 6 ist dabei über eine
Flüssigkeitsreibungskupplung mit einer Antriebsscheibe 7 an
getrieben, die, wie Fig. 2 zu entnehmen ist, mit ihrer An
triebswelle 8 über eine elastische Kupplung 9 von der Motor
welle 10 angetrieben ist. Das Gehäuse 11 der Flüssigkeitsrei
bungskupplung, an dem außen das Lüfterrad 3 befestigt ist,
ist dabei mit einer Riemenscheibe 12 versehen, über die ein
Riemen 13, z. B. ein Zahnriemen läuft. Dieser Riemen 13 ist zu
einer weiteren Riemenscheibe 14 geführt, die der Nabe 15 des
Lüfterrades 4 zugeordnet ist, das über einen Elektromotor 16
antreibbar ist. Zwischen der Antriebswelle 17 des Elektromo
tors 16 und der mit der Nabe 15 fest verbundenen Riemenschei
be 14 sitzt ein Überholfreilauf 18.
In ähnlicher Weise ist ein Überholfreilauf 19 zwischen der
Antriebswelle 8 der Flüssigkeitsreibungskupplung und deren
Antriebsscheibe 7 angeordnet. Beide Überholfreiläufe 18 und
19 sind dabei so ausgebildet, daß der Antrieb des zugehörigen
Abtriebteiles, also des Gehäuses 11 der Flüssigkeitsreibungs
kupplung einerseits und der Nabe 15 des Lüfterrades 4 ande
rerseits, jeweils von der Seite her erfolgt, welche die höhe
re Drehzahl aufweist. Solche Überholfreiläufe, die auch als
Hülsenfreiläufe bekannt sind, sind im Handel erhältlich. Ihre
Wirkung beruht darauf, daß diesen Hülsenfreiläufen auf dem
Umfang verteilt nadelförmige Wälz- oder Klemmkörper zugeord
net sind, die auf die Antriebswelle 17 des Elektromotors oder
auf die Antriebswelle 8 der Flüssigkeitsreibungskupplung auf
geschoben sind. Dreht sich dann die jeweilige Welle schneller
als ihr Gegenstück, dann blockieren die Freiläufe, so daß der
Antrieb jeweils über die schneller laufende Antriebswelle er
folgt. Ist daher die Motordrehzahl hoch genug, was im übrigen
noch anhand von Fig. 7 erläutert werden wird, dann erfolgt
der Antrieb der beiden Lüfterräder 3 und 4 über die Flüssig
keitsreibungskupplung 8, 7, 11. Ist die Motordrehzahl nied
rig, dann übernimmt der Elektromotor 16 den Antrieb der bei
den Lüfterräder 3 und 4.
Das gilt auch für eine Bauart gemäß Fig. 5 oder 6. Bei der
Bauart der Fig. 5 ist lediglich vorgesehen, daß der Elektro
motor 16 und die Antriebswelle 8 der Flüssigkeitsreibungs
kupplung ortsfest am Motor 20 befestigt sind, während die
Kühlerzarge 2', die fest mit dem Kühlmittelkühler 1' verbun
den ist, unabhängig davon im Motorraum befestigt ist. Der bei
dieser Bauart notwendige Spalt s kann zu Störungen in den
Strömungsverhältnissen durch auftretende Wirbel führen.
Bei der Bauart der Fig. 6 ist der Riemen 13, der auch hier
die Lüfterräder 3 und 4 untereinander verbindet, zusätzlich
noch über eine Spannrolle 23 geführt, die in der Ebene S so
angebracht ist, daß sie außerhalb des Durchmessers der Lüf
terräder 3 und 4 liegt. Bei dieser Bauart kann die durch die
Kraft einer Feder 22 beaufschlagte Spannrolle stets für einen
einwandfreien Sitz des Riemens 13 auf den zugeordneten Rie
menscheiben 12 und 14 und damit für einen einwandfreien Lauf
beider Lüfterräder 3 und 4 sorgen. Es ist auch möglich, die
Spannrolle 23 als antreibbare Riemenscheibe 21 für den Riemen
auszubilden, wobei die Spannrolle von einem Elektromotor 30
angetrieben wird. In diesem Fall - der gestrichelt angedeutet
ist - ist zwischen der Antriebswelle 29 des Elektromotors 30
und der Riemenscheibe 21 ein Überholfreilauf 28 vorgesehen,
der den beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 und Fig. 5 dem
Elektromotor 16 zugeordneten Überholfreilauf 18 ersetzt. Der
als Antrieb für das Lüfterrad 4 im Ausführungsbeispiel der
Fig. 6 vorgesehene Elektromotor kann dann entfallen.
Die Fig. 7 läßt erkennen, daß die für die zur ausreichenden
Motorkühlung erforderliche Luftmenge v abhängig von der Mo
tordrehzahl nmot von den verschiedenen, dem Tandemlüfter zuge
ordneten Antrieben erbracht werden kann.
Unter der Annahme, daß ein Elektromotor 16 mit einer Leistung
von etwa 350 W vorgesehen ist, kann die bis zu der mit 23 ge
kennzeichneten Luftmenge v notwendige Lüfterleistung P aus
schließlich vom Elektromotor 16 aufgebracht werden, so daß
der Luftbedarf bis zu einer niedrigen Motordrehzahl, bei
spielsweise bei der Leerlaufdrehzahl 25 oder auch noch bis
zur Motordrehzahl 24 ausschließlich von der vom Elektromotor
zur Verfügung gestellten Leistung PE aufgebracht werden kann.
Man kann aber der Fig. 7 auch entnehmen, daß ab der Motor
drehzahl 24 keine elektrische Leistung mehr notwendig ist,
weil ab dieser Drehzahl die Flüssigkeitsreibungskupplung den
Antrieb des gesamten Tandemlüfters übernimmt. Ab der Motor
drehzahl 24 erfolgt daher keine Energieentnahme mehr aus dem
Bordnetz. Die beispielsweise bei einer Bergfahrt mit 20 km Ge
schwindigkeit, die bei 26 angedeutet ist oder bei einer Berg
fahrt mit 60 km/h, die bei 27 angedeutet ist, erforderliche
Luftmenge für die Motorkühlung kann ausschließlich über den
Antrieb der Flüssigkeitsreibungskupplung aufgebracht werden,
die beide Lüfterräder 3 und 4 treibt und so, wie vorher der
Elektromotor für eine gleichmäßige Durchlüftung des Kühlers
sorgt, der auch bei beengten Einbauverhältnissen (niedrige
Bauhöhe und kleine Bautiefe) verwendet werden kann. Der
Elektromotor 16, der nur eine verhältnismäßig geringe Leistung
aufzuweisen hat, die in jedem Fall so gewählt ist, daß die
Leistung von einem Bordnetz üblicher Art über längere Zeit
zur Verfügung gestellt werden kann, baut dabei ebenfalls sehr
klein. Wie anhand von Fig. 7 erläutert wurde, ist es nicht
notwendig, bei dieser Bauweise einen Elektromotor mit größe
rer Leistung vorzusehen.
Claims (8)
1. Tandemlüfter für Kühler von Kraftfahrzeugen, bestehend
aus zwei jeweils mit einer Riemenscheibe (12, 14) ver
sehenen, parallel nebeneinander angeordneten Lüfterrä
dern (3, 4), deren Riemenscheiben (12, 14) durch einen
gemeinsamen Riemen (13) miteinander gekoppelt sind, und
bei dem ein Elektromotor (16, 30) als Antrieb vorgese
hen ist, dadurch gekennzeichnet, daß eines (3) der bei
den Lüfterräder (3, 4) über eine an sich bekannte Flüs
sigkeitsreibungskupplung (8, 7, 11) von der Motorwelle
(10) aus antreibbar ist, und daß zwischen der Antriebs
welle (8) der Flüssigkeitsreibungskupplung (8, 7, 11)
und der zugeordneten Riemenscheibe (12) und zwischen
der Antriebswelle (17, 29) des Elektromotors (16, 30)
und der dieser zugeordneten Riemenscheibe (14, 21) je
ein Überholfreilauf (19, 18, 28) angeordnet ist.
2. Tandemlüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Elektromotor (16) einem (4) der beiden Lüfter
räder (3, 4) zugeordnet ist und daß das andere Lüfter
rad (3) über die Flüssigkeitsreibungskupplung (8, 7,
11) angetrieben ist.
3. Tandemlüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Riemen (13) über eine Spannrolle (23) geführt
ist.
4. Tandemlüfter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Spannrolle (23) als von dem Elektromotor (30)
über den Überholfreilauf (28) antreibbare Riemenscheibe
(21) ausgebildet ist.
5. Tandemlüfter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Spannrolle (23) im Bereich außerhalb
der Durchmesser der beiden Lüfterräder (3, 4) angeord
net ist.
6. Tandemlüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Antrieb der Flüssigkeitsreibungskupplung (8,
7, 11) über eine elastische Kupplung (9) von der Motor
welle (10) aus erfolgt.
7. Tandemlüfter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Elektromotor (16) und die Flüssig
keitsreibungskupplung (8, 7, 11) fest am Motor (20) an
geordnet sind und den Schaufeln (6) der Lüfterräder (3,
4) eine beweglich gehaltene Kühlerzarge (2') zugeordnet
ist.
8. Tandemlüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekenneichnet, daß der Elektromotor (16, 30) nur eine
geringe Leistung aufweist, die so gewählt ist, daß die
Leistung von einem Bordnetz üblicher Art über längere
Zeit zur Verfügung gestellt werden kann.
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