DE2754898A1

DE2754898A1 - Ventilatoranordnung mit motorantrieb

Info

Publication number: DE2754898A1
Application number: DE19772754898
Authority: DE
Inventors: Rene Raymond Neveux
Original assignee: Francaise du Ferodo SA
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1976-12-13
Filing date: 1977-12-09
Publication date: 1978-06-15
Also published as: US4210835A; JPS5374639A; DE2754898C2; FR2373696B1; BR7708245A; IT1091671B; FR2373696A1; ES464979A1; CS199516B2; GB1562537A; SU867324A3; JPS5836169B2

Description

Postfach 129 Hohenhöfen 5 Telefon: (05382) 2842

Telegramm Adresse: Siedpatent Badgandershelm

Unsere Akten-Nr. 2472/29

SOCIETE ANONTKiE FRANCAISE DU FERODO Patentgesuch vom 8. Dezember 1977

SOCIETE ANONYME FRAInICAISE DU FERODO 64, Avenue de la Grande-Armee

75-Paris
Frankreich

Ventilatoranordnung mit Motorantrieb

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilatoranordnung mit Motorantrieb bzw. auf eine Motorventilatoranordnung (groupe moto-ventilateur), insbesondere für die Kühlung des Umlaufv/assers (Kühlwassers) eines Kraftfahrzeugmotors, mit einem von einem Elektromotor angetriebenen und mit einer innenliegenden Zentrifugalbeschaufelung versehenen Schraubenlüfter, welcher Luft quer über den Elektromotor zu dessen Kühlung ansaugt.

Die Kühlung des Elektromotors bringt Probleme mit sich, weil sie durch den Luftstrom, der von dem Lüfter erzeugt wird, oft nicht sichergestellt werden kann. Man weiß in der Tat, daß ein Schraubenlüfter einen Durchsatz hat, der normalerweise im Bereich seiner Nabe geringer ist als im

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Bereich seines Umfangs, was dazu führt, daß man die Nabe mit einem relativ großen Durchmesser ausbildet, derart, daß sie einen Maskeneffekt erzeugt und daß der gegen oder in dem Elektromotor zirkulierende Luftstrom für eine ausreichende Kühlung ungenügend sein kann. Dies ist der Fall insbesondere bei Motorventilatoranordnungen, die dazu dienen, den quer durch den Kühler zur Kühlung des Kühlwassers eines Kraftfahrzeugmotors strömenden Luftstrom zu erzeugen oder zu beschleunigen, in welchem der Elektromotor, der den Ventilator antreibt, oft mit einem mittleren Durchsatz arbeitet, insbesondere dann, wenn es ein Motor ist, der mit zwei Drehzahlen laufen kann, und in welchem er infolge von Wärme eine große Menge Energie verschwendet.

Die Motorventilatoranordnungen, die mit zwei Drehzahlen laufen, deren kleine Drehzahl durch Einschalten eines Widerstandes in Reihe in den Versorgungsstromkreis des Elektromotors erzeugt wird, bringt auf der anderen Seite das Problem der Kühlung dieses Widerstandes mit sich. Darüberhinaus wird der Ventilator einer Anordnung ?'»r Kühlung mit Wasser entweder vor dem Kühler angeordnet, um die Luft quer durch ihn hindurchzudrücken, oder hinter dem Kühler, um die Luft quer durch ihn anzusaugen. Im ersteren Falle befindet sich der Elektromotor oft im Ansaugbereich des Ventilators oder Lüfters; im zweiten Falle befindet sich der Motor oft im Abblasbereich. Die Anordnung zur Kühlung eines Elektromotors muß daher, bezogen auf diesen Motor, in der Strömung des von dem Schraubenlüfter erzeugten Luftstromes liegen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Motorventilatoranordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Motor wirksam gekühlt wird. Ferner soll die Kühlung des Widerstandes einer Motorventilatoranordnung gesichert sein,

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welche mit zwei Drehzahlen drehen kann. Ferner soll eine Motorventilatoranordnung geschaffen werden, deren Motor wirksam gekühlt wird, sowohl wenn er im Bereich des Auslasses als auch wenn er im Ansaugbereich des Schraubenlüfters angeordnet ist.

Man hat schon entweder zwecks Vergrößerung des Durchsatzes und des Drucks am Auslaß eines Schraubenlüfters oder zwecks Verringerung des Widerstandes, der der Strömung eines Luftstromes von einem stillstehenden oder sich frei drehenden Schraubenlüfter entgegengesetzt ist, wobei man hierbei das Zurückdrücken der Luft stromaufwärts vermeidet, vorgeschlagen, in der Habe oder im Bereich der Achse des Schraubenlüfters Durchlässe vorzusehen, die einen Zentrifugal- oder Schraubenzentrifugallüfter bilden, der in die gleiche Richtung wie der Schraubenlüfter abbläst.

Demgegenüber wird die Aufgabe erfindungsgeraäß dadurch gelöst, daß die innenliegende Zentrifugalbeschaufelung die Luft in eine Volute oder Spirale drückt, die die Achse der Motorventilatoranordnung umgibt, wobei die Spirale, bezogen auf die Schaufelblätter des Schraubenlüfters, von der gleichen Seite her einmündet wie der Elektromotor einmündet.

Erfindungsgemäß sieht man zusätzlich zu dem Schraubenlüfter eine innere Beschaufelung vor, die einen Zentrifugallüfter oder Zentrifugalventilator bildet; diese saugt die Luft quer über den Elektromotor an und bläst sie in eine Volute oder Spirale, die die Achse der Kotorventilatoranordnung umgibt und, bezogen auf die Schaufelblätter des Schraubenlüfters, von der gleichen Seite her wie der Motor einmündet.

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Die Luft, die von der Volute oder Spirale abgegeben wird, befindet sich auf einem statischen Druck, der größer ist als derjenige der Luft, die von dem Schraubenlüfter abgeblasen wird. Wenn daher der Drehsinn so ist, daß die Erweiterung der Spirale sich im Abblasbereich des Schraubenlüfters befindet, dann wird der Luftstrom durch diese abgeblasen, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Luftströmung zur Kühlung des Elektromotors blockiert wird. Man kann die Drehrichtung umkehren, wobei die Luft, die von dem Zentrifugalventilator abgeblasen wird, dann von dem Schraubenlüfter angesaugt wird, ohne daß die Gefahr besteht, daß diese Luft von neuem quer über den Motor durch den Zentrifugalventilator oder Zentrifugallüfter angesaugt wird.

Im Falle, wenn ein Motor mit zwei Drehzahlen vorgesehen ist, wird der Widerstand, der die niedrige Drehzahl erzeugt, vorteilhafterweise in die Spirale oder am Ausgang derselben angeordnet, wobei dies gestattet, die Kühlung des Widerstandes sicherzustellen, wobei er insgesamt eingekapselt und geschützt ist.

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Anhand der Zeichnung, in denen einige Ausführungsbeispiele dargestellt sind, soll^etlie Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.

Zwar sind in der Zeichnung spezielle Ausführungsbeispiele dargestellt; dies bedeutet aber keine Einschränkung der Erfindung.

Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Motorventilatoranordnung, in einem Axialschnitt, und die Luftströmung, wenn der Ventilator die Luft quer über einen Kühler ansaugt,

Fig. 2 eine schematische Aufsicht gemäß dem Pfeil II in der Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht ähnlich der der Fig. 1, bei der ein Ventilator dargestellt ist, der die Luft quer durch einen Kühler drückt,

Fig. 4 eine Schnittansicht einer anderen Ausführung der erfindungsgernäßen Motorventilatoranordnung und

Fig. 5 eine Teilansicht entsprechend dem Pfeil V der Fig. 4, wobei der Rotor teilweise geschnitten ist.

Die Motorventilatoranordnung der Figuren 1 und 2 dient dazu, die Luft quer über bzw. durch einen Kühler 1 anzusaugen, durch den Kühlwasser eines Kraftfahrzeugmotors (nicht gezeigt) hindurchzirkuliert. Die Motorventilatoranordnung besitzt einen Elektromotor 2, auf dessen Achse 3 die Schaufelblätter k eines Schraubenlüfters und eine innere Zentrifugalbeschaufelung angebracht sind.Der Schraubenlüfter ist von einem Ring 6

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umgeben, der hinter dem Kühler 1 mit nicht weiter dargestellten Mitteln befestigt und der mittels Armen 7 an einem Gehäuse 8 angebracht ist, innerhalb welchem der Motor 2 befestigt ist. Um die Zentrifugalbeschaufelung 5 herum ist eine Spirale 9 angeordnet, deren Ausgangsöffnung (Auslaß) 10 hinter dem rückwärtigen Rand (oder dem Ausgangsrand) der Schaufelblätter liegt. Die Spirale 9 ist vor dem Gehäuse 8 befestigt und dieses ist an seinem hinteren Ende mit öffnungen 11 versehen, durch welche eine Kühlströmung, welche schematisch durch die Pfeile 12 dargestellt ist, hindurchstrcmt, wenn die Motorventilatoranordnung in Drehung versetzt v/ird. Diese Luftströmung 12 zirkuliert von hinten nach vorne in dem Motor 2, um ihn zu kühlen, wobei sie dabei von der Zentrifugalbeschaufelung 5 angesaugt wird, welche sie in die Spirale 9 drückt, wo sie sich verlangsamt und bei 10 mit einem statischen Druck ausgeblasen wird, der sehr viel größer ist, als der Druck der Hauptluftströmung, welche schematisch durch die Pfeile 13 dargestellt und die nach hinten durch die Schaufelblätter 4 geblasen wird, nachdem sie den Kühler 1 durchströmt hat. Der Druck der Luftströmung, die mit den Pfeilen 13 dargestellt ist, kann daher die Luftströmung am Ausgang bei 10, die mit den Pfeilen 12 dargestellt ist, nicht behindern.

Die Figur 3» in der die gleichen Elemente, wie in der Figur 1 durch die gleichen Bezugsziffern, allerdings mit einem Index a, bezeichnet sind, zeigt eine Motorventilatoranordnung, die so ausgebildet ist, daß sie die Luftströmung 13a quer durch den Kühler 1a drückt. Die Luftströmung 12a, die bei 10a aus der Spirale 9a austritt, wird von den Schaufelblättern 4a des Schraubenlüfters aufgenommen, welcher die Luftströmung 12a mit der Luftströmung 13a durch den Kühler 1 drückt. Es besteht keine Gefahr, daß die Luftströmung 12a durch die Öffnungen 10a und den Motor 2a zurückströmt. Man erkerurtjdaher, daß eine gleiche Motorventilatoranordnung entweder wie in der Fig. 1 oder wie in der Figur 3 angeordnet sein könnte; es würde theoretisch genügen, die Umdrehungsrichtung des Motors umzu-

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kehren, um vom Aufbau nach der Fig. 1 zu dem nach der Figur zu gelangen. Ein gleiches Schaufelblätterprofil gestattet jedoch nicht, einen guten Wirkungsgrad in beiden Umdrehungsrichtungen zu erhalten. In der Praxis wird man daher vorzugsweise zwei Rotortypen vorsehen, deren Schaufelblätter für die Ausführung nach der Figur 1 und für die nach der Figur 3 geeignet sind, und ein einziger Typ der Motoranordnung 2,8, 9 kann ohne Unterschied einen Rotor des einen oder des anderen Types aufnehmen.

Die Figuren 4 und 5, in denen die Elemente, die die gleiche Funktion, wie diejenigen in der Figur 1 haben, mit den gleichen Bezugsziffern, jedoch mit dem Index b, versehen sind, zeigen eine andere Ausgestaltung, in der ein elektrischer Widerstand in Serie in den Stromversorgungskreis 15 des Motors 2b geschaltet ist, wenn die Motorventilatoranordnung sich mit kleiner Drehzahl drehen soll. Der Rotor des Lüfters besitzt eine Nabe 16, die an der V'elle 2b des Motors befestigt ist und formschlüssig mit einem lampenschirmartigen Bauteil 17 verbunden ist, der die Schaufelblätter 4b des Schraubenlüfters und die Zentrifugalbeschaufelung 5b trägt. Das Bauteil 17 ist durch eine Scheibe gebildet, deren Umfangsbereich gegen den Motor bei 17a umgebogen ist, wobei die Schaufelblätter 4b auf der Außenseite des umgebogenen Bereiches 17a am Umfang befestigt sind und wobei die Beschaufelung 5b an der Innenv;andung des Bauteils 17 befestigt ist. Der Motor 2b ist in dem zylindrischen Gehäuse 8b mit Klammern 18 befestigt und die Spirale 9b ist an der Innenseite des Bereiches 17a am Umfange des Bauteiles von einem Teil 19 begrenzt, welches einen zylindrischen Kragen (jupe) 19a besitzt, der formschlüssig mit dem Gehäuse 8b verbunden ist und an seinem Ende eine ebene, senkrecht verlaufende Wandung 19b trägt, deren äußerer kreisförmiger Rand 19c mit einer V.'andung 19d verbunden ist, die parallel zu dem Kragen 19a verläuft und deren Länge progressiv größer wird derart, daß ihr Ende 19c eine Helix bildet und in eine schraubenförmige Querwand 19f übergeht, die radial bis zu einem äußeren Rand 19g verläuft, wobei sie in gleicher Weise eine Helix bildet,

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die unmittelbar an dem umgebogenen Abschnitt 17a am Umfang des Teiles 17 benachbart ist, wobei sie immer mit der Innenseite des Teiles 17 ein Spiel (Spalt) aufweist, das ausreicht, daß das Bauteil rotieren kann. Die Spirale 9b ist schließlich durch den Raum gebildet, der innerhalb des Bauteiles 17» der Wandung 19d und der Wandung 19f liegt, wobei sich der Querschnitt des Raumes stetig von seinem Anfang bis zum Ausgang 10b vergrößerte

Am Ausgang 10b (Figur 5) biegt sich die Wandung 19f bei 19h plötzlich um und schließt sich an den Kragen 19a an, um einen Träger 20 zu bilden, auf dem der Widerstand 14 befestigt ist^ Dieser Widerstand wird somit dauernd von der Luftströmung 12b umspült, welche Luftströmung in die Spirale 9b geleitet und wirksam durch diese Luftströmung gekühlt vtrd. Die Luftströmung besitzt einen relativ geringen Durchsatz und die Anwesenheit des Widerstands bringt daher keinesweg die Gefahr eines unangenehmen Geräusches mit sich, wie dann, wenn er von der Luftströmung, die durch die Schaufelblätter Ab erzeugt wird, umströmt wird. Darüberhinaus schützen die Wandungen 17a, 19b und 20 den Widerstand vor Stößen.

Die oben beschriebene Ausführung ist lediglich beispielhaft und man kann sie verändern, insbesondere durch Substitution mit technischen Äquivalenten, ohne aus dem Schutzumfang der Erfindung herauzukommen. Insbesondere könnte beispielsweise der Widerstand in der Spirale angeordnet sein und nicht an deren Ausgang.

Pot8nfef»v*ä!!e DtpK-lng. Horst Rose Dißl.-Ing. Pater Kose!

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Claims

DIPL-ING. HORST ROSE LHPL. ING. PETER KOSEL

PATENTANWXtTE

3353 Bad Gandershelni. 8. Dezember 1977 Postfach 129 HohenhöfenS Telefon: (05382) 2842 Telegramm-Adresse: Siedpatent Badgandersheim

30CIETE ANONYME PRANCAISE DU PERODO
Patentgesuch vom 8. Dezember 1977

Unsere Akten-Nr. 2472/29

Patentansprüche

1J Motorventilatoranordnung, insbesondere für die Kühlung des Umlaufwassers (Kühlwasser^ eines Kraftfahrzeugmotors, mit einem von einem Elektromotor angetriebenen und mit einer innenliegenden Zentrifugalbeschaufelung versehenen Schraubenlüfter, welcher die Luft quer über den Elektromotor zu dessen Kühlung ansaugt, dadurch gekennzeichnet, daß die innenliegende Zentrifugalbeschaufelung (5,5a) die Luft in eine Volute (9,9a) drückt, die die Achse (3) der f'otorventilatoranordnung umgibt, wobei die Volute, bezogen auf die Schaufelblätter des Schraubenlüfters, von der gleichen Seite her einmündet wie der Elektromotor (2,2a) .

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Bankkonto: Norddeutsche Landesbank, Filiale Bad Gaidershelm. Kto.-Nr. 22.118 970 ■ Postscheckkonto : Hannover 66715

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2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei der Motor von einem Stromkreis versorgt wird, in den ein Widerstand in Reihe geschaltet werden kann, um die Anordnung auch mit geringer Drehzahl laufen lassen zu können, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (14) in der Spirale (9) angeordnet ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1, wobei der Motor von einem Stromkreis versorgt wird, in den ein Widerstand in Reihe geschaltet werden kann, um die Anordnung auch mit geringer Drehzahl laufen lassen zu können, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (14) am Ausgang der Spirale (9) angeordnet ist.
4. Anordnung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spirale (9) an der Innenseite eines Rotors (17), der außen die Schaufelblätter (4b) des Schraubenlüfters und innen die Zentrifugalbeschaufelung (5b) trägt, durch ein Teil (19), welches formschlüssig mit einem Gehäuse (8b), das den Elektromotor (2b) trägt, verbunden ist und eine koaxial zur Anordnung verlaufende Wandung (19a) aufweist, wobei sich deren Länge vergrößert und durch ein Ende in Form einer Schraube (I9e) in eine schraubenförmige Querwand (I9f) übergeht, die sich direkt bis hin zu der Wandung des Rotors (17) erstreckt, begrenzt ist.

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5. Anordnung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (14) an einem Träger (20) befestigt ist, der in die schraubenförmige Wandung(i9f) übergeht.
Patentanwälte DfpUng.
Horst Rose DipWng. p_Q\_eT Kosel
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