DE2404227A1

DE2404227A1 - Kuehlerventilatoranordnung fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2404227A1
Application number: DE2404227A
Authority: DE
Inventors: Philip L Birch; Robert W Morrison
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1973-03-02
Filing date: 1974-01-30
Publication date: 1974-09-05
Also published as: BR7401184D0; DE2404227B2; DE2404227C3; CA988796A; US3794001A; GB1427278A

Description

Kühlerventilatoranordnung für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühlerventilatoranordnung für Kraftfahrzeuge, mit einem unmittelbar am Verbrennungsmotor angeordneten Ventilator, einem getrennt davon befestigten Kühler und einem sich zwischen dem Kühler und dem Ventilator erstreckenden Luftleitmantel.

Der zwischen dem Ventilator und dem Kühler angeordnete Luftleitmantel sorgt für eine Ausrichtung der Luftströmung, wodurch der Wirkungsgrad des Ventilators und damit die Wärmeabgabe des Kühlers verbessert wird. Je kleiner der Ringspalt zwischen den umlaufenden Ventilatorblättern und dem Luftleitmantel gehalten wird, um so wirksamer ist die Ausrichtung der Luftströmung und damit die Wärmeabgabe des Kühlers.

Es ist bekannt, daß bei der Wahl der Größe des Ringspaltes zwischen den umlaufenden Ventilatorblättern und dem Luftleitmantel berücksichtigt werden mußte, daß zwischen dem Ventilator und dem Luftleitmantel unver-

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Sitz der Gesellschaft: Köln ■ Registergericht Köln, HRB 84 ■ Vorsitzender des Aufsichtsrates: Max lieber - Vorstand: Hans Schaberger, Vorsitzender

Franz J. Bohr · Waldemar Ebers · Charles W. Flynn · Gordon A. Guthrie ■ Wilhelm Inden · Alfred Langer

Stellvertretend: Klaus-Dieter Banzhaf ■ Horst Bergemann ■ Paul A. Guckel - Hans-Joachim Lehmann

meidbare relative, radiale Bewegungen auftreten. Diese radialen Bewegungen treten auf, da der Verbrennungsmotor mit dem Ventilator an einer anderen Stelle und über andere elastische Elemente am Fahrzeugrahmen oder an der selbsttragenden Karosserle befestigt ist als der Kühler. Die Größe des Ringspaltes zwischen den umlaufenden Ventilatorblättern und dem Luftleitmantel wurde daher notwendigerweise von den auftretenden relativen, radialen Bewegungen der beiden Bauteile best imrat.

Bisher ist es nicht gelungen, die entgegengesetzten Forderungen nach (a) einem möglichst geringen Ringspalt zur Verbesserung des Wirkungsgrades des Ventilators und nach (b) einem größeren Ringspalt zur Vermeidung von Beschädigungen verursachenden Berührungen zwischen den beiden Bauteilen bei auftretenden relativen, radialen Bewegungen, in optimaler Weise zu erfüllen. Die ausgeführten Lösungen erfüllten die eine Forderung stets indem sie die andere Forderung mehr oder weniger vernachläSigten.

Die Wahl des Ringspaltes zwischen den umlauf enden Ventilatorblättern und dem Luftleitmantel wird zum Teil nooh durch eine andere Überlegung beeinflußt. Bei hohen Fahrgeschwindigkeiten, bei denen die Luftzufuhr zum Kühler infolge des Fahrtwindes ausreichend ist, führt ein geringer Ringspalt zu einer Erhöhung der vom Ventilator unnötigerweise verbrauchten Leistung. Zur Verringerung dieser Leistung wurde bereits vorgeschlagen den Ventilator mit elastischen Ventilatorblättern zu versehen die bei einer höheren Luftzufuhr einen geringeren Widerstand erzeugten.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kühlerventilatoranordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die geschilderten entgegengesetzten Forderungen in optimaler Weise erfüllt werden und bei der darüber hinaus bei hoher Luftzufuhr während hoher Fahrgeschwindigkeiten eine Verringerung der vom Ventilator verbrauchten Leistung erzielt wird.

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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, indem der Ringspalt zwischen den umlaufenden Ventilatorblättern wxL des* Luftleitaantel von einer Vielzahl sich radial nach innen erstreckender, elastischer Lappen gebildet ist, deren Elastizität so gewählt ist, daß bei einer erhöhten Luftströmung durch den Luftleitmantel der Ringspalt veränderbar ist.

Die Vielzahl sich radial nach Innen erstreckender Lappen kann hierbei durch radiale Einschnitte in einem Ringflansch aus elastischem Material gebildet sein, der in den Luftleitmantel eingesetzt ist.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der den Ringspalt bestimmenden Öffnungekante im Luftleitmantel in Fora von einer Vielzahl von elastischen Lappen ermöglicht die Wahl eines geringen Ringspaltes, da bei relativen, radialen Bewegungen von Ventilator und Luftleitaantel die sich hierbei einseitig ergebende Verringerung des Luftspaltes eine Erhöhung der Luftströmung an dieser Stelle ergibt, wodurch sich die elastischen Lappen nach hinten durchbiegen und somit die erforderliche Freiheit herstellen. Ist die Luftzufuhr bei höheren Fahrgeschwindigkeiten durch den dabei auftretenden Fahrtwind sehr groß, so werden sich die elastischen Lappen in ihrer Gesamtheit nach hinten durchbiegen und hierdurch den Ringspalt erheblich vergrößern. Dadurch wird einerseits eine Verringerung der durch den Ventilator verbrauchten Leistung und andererseits eine Verminderung des durch ihn erzeugten Lärmes erzielt.

Die Erfindung wird an Hand eines in der beiliegenden Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Figur 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Kühlerventilatoranordnung gemäß der Erfindung.

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Figur 2 zeigt eine vergrößerte Frontansicht einer Kühlerventilatoranordnung nach Figur 1.

Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf die Anordnung nach Figur 2. Figur 4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 4 - 4 in Figur 2.

In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Kuhlerventilatoranordnung gezeigt, bei der ein Verbrennungsmotor A und ein Kühler B getrennt voneinander auf einem Fahrzeugrahmen C befestigt sind. Ein Ventilator D ist unmittelbar am Verbrennungsmotor A angeordnet und saugt Luft durch den Kühler B. Ein Luftleitmantel besteht aus einem dem Kühler B angepaßten vorderen Teil E und einem dem Ventilator angepaßten hinteren Teil p.

Wie in Figur 1 gezeigt ist, ist der Verbrennungsmotor und der Kühler an Teilen 16 und l8 zweier paralleler Längsträger des Fahrzeugrahmens befestigt. Diese Befestigungen bestehen normalerweise aus Konsolen 19, 20 und 21 mit zwischengeschalteten elastischen Elenenten, wie sie z.B. bei 22, 23, 24 und 25 gezeigt sind.

Der Ventilator D weist eine Anzahl von Ventilatorblättern JL auf deren Stirnkante 30 kreisförmig ausgebildet ist. Die Ventilatorblätter 31 sind über Arme 32 mit einer Nabe 33 verbunden, die über eine am Verbrennungsmotor A angeordnete Welle 26 angetrieben wird.

Es ist bekannt, daß je geringer der Ringspalt zwischen dem von den Stirnkanten 30 der Ventilatorblätter 31 beschriebenen Kreis und dem Innendurchmesser des Luftleitraantelteiles F ist, der Wirkungsgrad des Ventilators D und die Wärmeabgabe des Kühlers B verbessert wird. Es ist Jedoch nicht allgemein bekannt, daß sich die Größe des optimalen Hingspaltes zwischen den Ventilatorblättern und dem Luftleitmantel mit der Geschwindigkeit der Luftzufuhr ändert.

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Bei der Peststellung dieser Tatsache mußte berücksichtigt werden, daß bei einem Kraftfahrzeug unvermeidbare relative, radiale Bewegungen zwischen dem Ventilator und dem Luftleitmantel auftreten können, die insbesondere beim Starten des Verbrennungsmotors oder beim Fahren über unebene Straßen besonders groß sind. Es war daher üblich, um Schwierigkeiten und Beschädigungen duroh Berührungen zwischen den Ventilatorblättern und dem Luftleitmantel zu vermeiden, einen verhältniema'ßig großen Ringspalt vorzusehen. Eine solche Wahl des Rlngepaltes ergab selbstverständlich unvermeidbar eine wesentliche Verringerung des Wirkungsgrades des Ventilators und der Wärmeabgabe des Kühlers.

Der vordere Luftleitmantelteil E ist fest mit dem Kühler B verbunden und der Kühler ist über eine Konsole 22 am Rahmenteil l8 befestigt. Der vordere Luftleitmantelteil E führt die durch den normalerweise reohteckig gebauten Kühler B!strömende Luft zum hinteren zylindrischen Luftleitmanteltei.1 P₁. Der Luftleitmantel E-P weist somit eine rechteckige

35 einen sich verjüngenden Mittelteil 36 und eine kreis-

förmfLg!» Austrittsöffnung 34 auf. Der hintere Luftleitmantelteil P ist hierbei im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch einen Ringflansch aus elastischem Material, wie z.B. Neopnan Gummi gebildet und ist in die kreisförmige Austrittsöffnung 34 des Luftleitmantels eingesetzt. Der elastische Ringflansch 37 weist hierzu einen ringförmigen Ansatz 37 a auf. Der sich radial nach innen erstreckende Planschteil 38 des Ringflansches 37 ist durch eine Vielzahl von Einschnitten 39 in eine Vielzahl von Lappen 4o aufgeteilt. Die Stirnkanten der elastischen Lappen 4o bilden in ihrer Gesamtheit die den Ringspalt bestimmende Öffnung des Luftleitmantels.

Selbstverständlich ist das Einschneiden des Planschteiles 38 des Ringflansches 37 nur eine von verschiedenen möglichen Methoden die Lappen möglichst elastisch zu halten. Die elastischen Lappen 40 können hierbei vorzugsweise die in Figur 4 gezeigte zur Stirnkante leicht zulaufende Form aufweisen.

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Der bei 50 eingezeichnete Abstand der Stirnkanten J5O der Ventilatorblätter 31 von den Stirnkanten der elastischen Lappen 40 bestimmt die Größe des Ringspaltes.

Unmittelbar nach dem Starten des Verbrennungsmotors ist die Drehzahl des Motors und damit die Drehzahl des Ventilators verhältnismäßig niedrig und dementsprechend ist auoh die Luftzufuhr gering. Der Ringspalt 50 soll somit verhältnismäßig klein sein. Di· Stellung der elastischen Lappen 40 entspricht hierbei der in Figur 4 in vollen Linien gezeigten Lage. Sobald die Luftzufuhr durch eine Erhöhung der Drehzahl des Ventilators ansteigt geben die elastischen Lappen infolge des Strömungsdruckes nach und biegen sich nach hinten durch. Dadurch ergibt sich ein erwünschter größerer Ringspalt. Die Lage der elastischen Lappen 40 entspricht hierbei etwa der in den gestrichelten Linien in Figur 4 gezeigten Lage.

Die erfindungsgemäße Kühlerventilatoranordnung ergibt somit sowohl bei niedrigen Fahrgeschwindigkeiten unter 50 km pro Stunde, wo der Wirkungsgrad des Ventilators und des Kühlers im wesentlichen von einem geringen Ringspalt abhängt als auch bei höheren Fahrgeschwindigkeiten, wo ein guter Wirkungsgrad der Kühlung im wesentlichen durch einen ungehinderten Zutritt des Fahrtwindes bestimmt wird, eine Verbesserung.

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Claims

Pa tent ana pr üohe

1) Kühlerventilatoranordnung für Kraftfahrzeuge, mit einem unmittelbar am Verbrennungsmotor angeordneten Ventilator, einem getrennt davon befestigten Kühler und einem sich zwischen dem Kuhler und dem Ventilator erstreckenden Luftleitmantel, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspalt (50) zwischen den umlaufenden Ventilatorblättern (31) und dem Luftleitmantel (Teil F) von einer Vielzahl sich radial naoh innen erstreckender elastischer Lappen (40) gebildet ist, deren Elastizität so gewählt ist, daß bei einer erhöhten Luftströmung durch den Luftleitmantel der Ringspalt Veränderbar ist.

2) Kühlerventilatoranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl sich radial naoh innen erstreckender Lappen (4o) durch radiale Einschnitte (39) in einem Flanschten (38) eines Ringflansches (37) aus elastischem Material gebildet sind, der in den Luftleitmantel (Teil E) eingesetzt ist.

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