DE2404227A1 - COOLER FAN ARRANGEMENT FOR MOTOR VEHICLES - Google Patents
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Description
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.The invention relates to a radiator fan assembly for Motor vehicles with a fan arranged directly on the internal combustion engine, a cooler attached separately from it and an air duct extending between the cooler and the fan.
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.The air duct arranged between the fan and the cooler Aligns the air flow, which improves the efficiency of the fan and thus the heat dissipation of the cooler. The smaller the annular gap between the rotating fan blades and the air duct, the more effective the alignment of the air flow and thus the heat dissipation of the cooler.
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-It is known that when choosing the size of the annular gap between the rotating fan blades and the air duct are taken into account it had to be ensured that between the fan and the air duct
US -485 / 1'7· Januar 1974US -485 / 1'7 January 1974
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Sitz der Gesellschaft: Köln ■ Registergericht Köln, HRB 84 ■ Vorsitzender des Aufsichtsrates: Max lieber - Vorstand: Hans Schaberger, VorsitzenderSeat of the company: Cologne ■ Register court Cologne, HRB 84 ■ Chairman of the supervisory board: Max prefer - Management board: Hans Schaberger, chairman
Franz J. Bohr · Waldemar Ebers · Charles W. Flynn · Gordon A. Guthrie ■ Wilhelm Inden · Alfred LangerFranz 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 LehmannDeputy: 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.avoidable relative radial movements occur. This radial Movements occur because the combustion engine with the fan is attached to a different location and via different elastic elements on the vehicle frame or on the self-supporting body than the cooler. The size of the annular gap between the rotating fan blades and the air duct was therefore necessarily determined by the occurring relative, radial movements of the two components 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.So far it has not been possible to meet the opposite requirements according to (a) the smallest possible annular gap to improve the efficiency of the fan and after (b) a larger annular gap to avoid damage-causing contact between the two components when relative, radial movements occur, in optimal Way to meet. The implemented solutions met one requirement always by more or less neglecting the other requirement.
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.The choice of the annular gap between the rotating fan blades and the air duct is partly nooh due to another consideration influenced. At high driving speeds where the air supply is sufficient to the cooler due to the airstream, a small annular gap leads to an increase in the power unnecessarily consumed by the fan. It has already been proposed to reduce this performance to equip the fan with elastic fan blades which generated less resistance when the air supply was higher.
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.The object of the invention is to provide a radiator fan assembly of To create the type mentioned at the beginning, in which the described opposing requirements are met in an optimal manner and in the in addition, with a high air supply at high driving speeds, a reduction in the power consumed by the fan is achieved.
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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.According to the invention, this object is achieved in that the annular gap between the rotating fan blades wxL of the * Luftleitaantel is formed by a plurality of radially inwardly extending, elastic tabs, the elasticity of which is selected so that the annular gap can be changed with an increased air flow through the Luftleitaantel is.
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.The large number of tabs extending radially inward can in this case by radial incisions in an annular flange made of elastic material be formed, which is inserted into the air duct.
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.The inventive design of the opening edge determining the annular gap in the air duct in fora of a variety of elastic flaps enables the selection of a small annular gap, since with relative, radial movements of the fan and air duct, the one-sided The resulting reduction in the air gap increases the air flow at this point, causing the elastic flaps to move backwards bend and thus create the required freedom. Is the air supply at higher driving speeds by the occurring The airflow is very large, so the elastic tabs will bend backwards in their entirety and thereby enlarge the annular gap considerably. This, on the one hand, reduces the flow caused by the fan consumed power and on the other hand a reduction in the noise generated by it achieved.
Die Erfindung wird an Hand eines in der beiliegenden Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is illustrated with reference to one in the accompanying drawing Embodiment explained in more detail.
Figur 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer Kühlerventilatoranordnung gemäß der Erfindung.Figure 1 shows a schematic side view of a radiator fan arrangement according to the invention.
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Figur 2 zeigt eine vergrößerte Frontansicht einer Kühlerventilatoranordnung nach Figur 1.Figure 2 shows an enlarged front view of a radiator fan assembly according to Figure 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.FIG. 3 shows a plan view of the arrangement according to FIG. 2. FIG. 4 shows a section along the line 4-4 in FIG.
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.In Figure 1, a radiator fan assembly according to the invention is shown, in which an internal combustion engine A and a radiator B are mounted on a vehicle frame C separately from one another. A fan D is immediate arranged on the combustion engine A and sucks air through the radiator B. An air guiding jacket consists of a front part E adapted to the radiator B and a rear part p adapted to the fan.
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.As shown in Figure 1, the engine is the engine and the radiator attached to parts 16 and l8 of two parallel longitudinal members of the vehicle frame. These fastenings usually consist of brackets 19, 20 and 21 with interposed elastic elements, as e.g. are shown at 22, 23, 24 and 25.
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.The fan D has a number of fan blades JL on the end edge 30 of which is circular. The fan blades 31 are connected via arms 32 to a hub 33 which is driven via a shaft 26 arranged on the internal combustion engine A.
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.It is known that the smaller the annular gap between that of the front edges 30 of the fan blades 31 described circle and the inner diameter of the Luftleitraantelteiles F, the efficiency of the fan D. and the heat output of the cooler B is improved. However, it is not general known that the size of the optimal Hingspaltes between the fan blades and the air duct with the speed of the Air supply changes.
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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.When plaguing this fact it had to be taken into account that in a motor vehicle unavoidable relative, radial movements between the fan and the air guide jacket can occur are particularly large when starting the internal combustion engine or when driving over uneven roads. It was therefore common to find trouble and to avoid damage by contact between the fan blades and the air guide jacket, a relatively low rate to provide a large annular gap. Such a choice of the Rlongepaltes resulted of course, a significant reduction in efficiency is unavoidable the fan and the heat output of the cooler.
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 rechteckigeThe front Luftleitmantelteil E is firmly connected to the cooler B and the cooler is attached to a bracket 22 on the frame part l8. The front air guide jacket part E guides the air flowing through the normally rectangular radiator B! To the rear cylindrical air guide jacket part 1 P 1. The air guiding jacket EP thus has a rectangular shape
35 einen sich verjüngenden Mittelteil 36 und eine kreis-35 a tapering middle part 36 and a circular
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.formfLg! » Outlet opening 34. The rear Luftleitmantelteil P is here in the present embodiment by an annular flange made of elastic material such as neopnane rubber and is in the circular outlet opening 34 of the air duct used. Of the elastic annular flange 37 has for this purpose an annular projection 37 a on. The radially inwardly extending paddock part 38 of the annular flange 37 is formed by a multiplicity of incisions 39 in a multiplicity divided by lobes 4o. The front edges of the elastic tabs 4o in their entirety form the opening of the which determines the annular gap Air duct.
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.It goes without saying that the flat part 38 of the annular flange is cut 37 only one of several possible methods of keeping the flap as elastic as possible. The elastic flaps 40 can here preferably the one shown in FIG. 4 which tapers slightly towards the front edge Have shape.
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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.The distance between the front edges J5O of the fan blades drawn in at 50 31 of the front edges of the elastic flaps 40 determines the Size of the annular gap.
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.Immediately after starting the internal combustion engine, the speed is of the motor and thus the speed of the fan is relatively low and accordingly the air supply is also low. The annular gap 50 should therefore be relatively small. The position of the elastic flaps 40 here corresponds to the position shown in full lines in FIG. As soon as the air supply by increasing the speed of the fan increases, the elastic flaps give way due to the flow pressure and bend backwards. This results in a desired larger annular gap. The position of the elastic tabs 40 corresponds here approximately the position shown in the dashed lines in FIG.
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.The radiator fan assembly according to the invention thus results in both low driving speeds below 50 km per hour, where the efficiency of the fan and the cooler are essentially of a low level Annular gap depends as well as at higher driving speeds, where a good efficiency of the cooling is essentially due to an unhindered Admittance of the airstream is determined to be an improvement.
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409836/0297409836/0297
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-
1974
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- 1974-02-19 BR BR1184/74A patent/BR7401184D0/en unknown
- 1974-02-26 GB GB853974A patent/GB1427278A/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998037319A1 (en) * | 1997-02-21 | 1998-08-27 | Scania Cv Aktiebolag (Publ) | Fan ring seal |
Also Published As
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|---|---|
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| CA988796A (en) | 1976-05-11 |
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