EP3885582A1 - Motorkühlungsgebläse mit dynamischem unwuchtausgleich - Google Patents
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- EP3885582A1 EP3885582A1 EP21168497.2A EP21168497A EP3885582A1 EP 3885582 A1 EP3885582 A1 EP 3885582A1 EP 21168497 A EP21168497 A EP 21168497A EP 3885582 A1 EP3885582 A1 EP 3885582A1
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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- F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
- F01P5/02—Pumping cooling-air; Arrangements of cooling-air pumps, e.g. fans or blowers
Definitions
- the invention relates to an engine cooling fan of a vehicle which is provided with a dynamic unbalance compensation device.
- Mass forces or static and dynamic imbalances are generally caused by inhomogeneous mass distributions of the rotating assemblies, such as the rotor or armature of a motor and the fan, as well as by shape and position tolerances to the axis of rotation and the main axis of inertia of the drive.
- the shape and position tolerances have the effect that the axis of rotation and the main axis of inertia no longer coincide.
- this leads, for example, to a static imbalance.
- the axis of rotation is tilted relative to the main axis of inertia, a centrifugal moment is generated which, in its effects, is equivalent to a moment unbalance or dynamic unbalance.
- Dynamic imbalance in engine cooling fans usually causes mechanical vibrations.
- the vibrations generated can extend into the passenger compartment and cause steering wheel flutter, for example, as well as causing disruptive vibration noises.
- the force effect, caused by the dynamic imbalance is justified in suspicion of sporadically triggering rapid bearing wear in motor cooling fan motors.
- a motor fan device is now provided with an improved compensation for the dynamic imbalance.
- the engine fan device according to the invention for a vehicle has at least one or more receiving contours for receiving one or more balancing elements, with at least one receiving contour having at least two planes and / or with at least two receiving contours forming at least two planes.
- Such a motor fan device has the advantage that there is a simple and automatable possibility of balancing the dynamic imbalance and preventing the disadvantages arising from the imbalance.
- one, two or more balancing elements are fastened or clamped and / or glued from the outside to compensate for a dynamic imbalance in one or more receiving contours.
- the balancing elements are dimensioned or have a predetermined weight and are positioned in the receiving contours in such a way that a dynamic imbalance can essentially be prevented.
- a receiving contour has at least two levels for arranging balancing elements.
- a plurality of receiving contours can also be provided, each of which has only one level, the levels of the receiving contours being different, however be arranged around the axis of rotation of the motor fan device than the other plane. Further preferred embodiments are described in the subclaims.
- a first embodiment according to the invention of a motor fan device 10 is shown, in which a dynamic imbalance is compensated.
- the motor fan device 10 has, as in Fig. 1 is shown, a fan device 12, which contains one or more wing elements 14, which are delimited on their outside by a fan wheel 16 and are formed on their inside on a hub area 18 of the fan device 12, for example.
- the motor fan device 10 has a motor 20 for driving the fan device 12.
- the fan device 12 can be coupled to the motor 20 via a driver device 22, for example.
- the motor fan device 10 has a receiving contour 24 which has at least two, three or more planes 26 which are arranged at different heights.
- One, two, three or more balancing elements 28 can be provided in the receiving contour 24.
- the balancing elements 28 can be suitably positioned in the various planes 26 of the receiving contour 24 in order to counteract a dynamic imbalance.
- the receiving contour 24 forms, for example, a circumferential groove 30 which has a first plane 26 and which is furthermore provided with additional depressions or receptacles that form the second plane 26, as in FIG Figs. 1 and 2 is shown.
- the receiving contour 24 or groove 30 is arranged concentrically, for example, changes through the additional depressions 32 in two planes of rotation 26 changes.
- the receiving contour 24 or groove 30 can, for example, also be provided only partially circumferentially.
- FIG. 3 A sectional view of the engine fan device 10 is shown.
- the receiving contour 24 is shown in the form of a groove 30 and its two planes of rotation A and B.
- the receiving contour 24 is formed, for example, in the hub region 18 of the motor fan device 10.
- the plane of rotation A is arranged higher than the plane of rotation B.
- two balancing elements 28 are provided in the form of balls, one ball being arranged in the plane of rotation A and one ball in the plane of rotation B. In this way, for example, an undesired tilting of the axis of rotation 34 relative to a main axis of inertia can be counteracted and thus the formation of a dynamic imbalance when the fan device 12 rotates.
- the balancing elements 28 can be operated from the outside for example, by gluing and / or a corresponding bias in the receiving contour 24 or groove 30 are attached. Furthermore, the balancing elements 28 are made of the same material or have the same material composition, as well as the same weight and the same shape.
- Fig. 4 a second embodiment of the motor fan device 10 according to the invention is shown. The second embodiment differs from the first embodiment in FIG Fig. 1-3 in that, for example, two or more balancing elements 28 are arranged in the same plane of rotation 26, here for example the plane of rotation A, while one, two or more balancing elements 28, here for example a third balancing element 28, are arranged in the other plane of rotation 26, here for example the Plane of rotation B. In this case, for example, the composition of matter or the weight of at least two or more of the balancing elements 28 are different.
- Fig. 5 is a perspective view of an engine fan device 10 according to a third embodiment of the present invention.
- the receiving contour 24, here in the form of a groove 30, is designed around the circumference, with one, two, three or more ribs 36 being provided which interrupt the course of the groove 30 or the receiving contour 24.
- the ribs 36 can, for example, divide a receiving contour 24 into a plurality of chambers 38 which can accommodate one, two or more balancing elements 28, the chambers 38 forming one, two or more planes 26.
- the four chambers 38 each have the two planes of rotation A and B, for example.
- the four chambers 38 can have the same number or a different number of recesses 32 for receiving balancing elements 28.
- the motor fan device 10 or its fan device 12 likewise has a receiving contour 24 in the form of a groove 30, which is arranged in the hub region 18 of the motor fan device 10.
- the groove 30 is only partially circumferential.
- the receiving contour 24 can have, for example, one, two, three or more partially circumferential grooves 30. These can for example be arranged in a ring, for example a concentric ring, as in FIG Fig. 6 is shown.
- the partially circumferential grooves 30 can, however, also be arranged on rings arranged one behind the other be positioned (not shown).
- the partially circumferential grooves 30, as shown in Fig. 6 are shown, form different chambers 38 with one, two or more levels 26.
- the three chambers 38 can accommodate a different number of balancing elements 28, for example.
- a chamber 38 can only accommodate one balancing element 28 in a plane of rotation B.
- the two other chambers 38 can accommodate different numbers of balancing elements 28, of which in the planes of rotation A and B.
- Fig. 7 shows a partial sectional view of a motor fan device 10 according to a fifth embodiment of the invention.
- the motor fan device 10 or its fan device 12 has at least two receiving contours 24, which are arranged partially or completely circumferentially next to one another, here in the hub region 18 of the motor fan device 10 or its fan device 12.
- the receiving contours 24 form, for example, two grooves 30 which are in the form of two concentric circles are arranged.
- Each of the receiving contours 24 or grooves 30 has at least one or more planes 26 or plane of rotation 26.
- the first, inner groove 30 forms, for example, the plane of rotation A and the second, outer groove 30 the plane of rotation B.
- each of the receiving contours 24 can also switch between at least two, three or more planes 26, as in the previous embodiments.
- One, two, three or more balancing elements 28 can be provided in one or both of the receiving contours 24.
- Fig. 8 further shows a partial sectional view of a motor fan device 10 according to a sixth embodiment of the invention.
- the sixth embodiment is essentially based on the fifth embodiment.
- at least one, two or more receiving contours 24 are provided connected to the hub region 18 or the inner end 40 of the wing elements 14 of the fan device 12.
- the receiving contours 24 can be aligned with the upper side 42 and / or the lower side 44 of the motor fan device 10.
- This receiving contour 24 or receiving contours 24 can also form at least one further plane 26, for example a plane of rotation C, in which at least one, two, three or more balancing elements 28 can be received.
- the plane of rotation C can, for example, be higher or lower than the planes of rotation A and B.
- Fig. 9 shows a partial sectional view of a motor fan device 10 according to a seventh embodiment of the invention.
- the seventh embodiment is based on the fifth embodiment according to FIG Fig. 7 .
- at least one, two or more receiving contours 24 are additionally provided on the top and / or bottom 42, 44 of the fan device 12, this time on the outside 46 of the fan device 12 or the outside 46 of the fan wheel 16 are.
- This receiving contour 24 or receiving contours 24 can form at least one further plane 26, for example a plane of rotation C, in which at least one, two, three or more balancing elements 28 can be received.
- the plane of rotation C can, for example, be higher or lower than the planes of rotation A and B.
- the receiving contour 24 is designed, for example, in the form of a groove 30, for example a partially or completely circumferential groove 30.
- Fig. 10 now shows a partial sectional view of a motor fan device 10 according to an eighth embodiment of the invention.
- the eighth embodiment is based on the seventh embodiment, the eighth embodiment additionally having at least one, two or more receiving contours 24 on the inside 48 of the fan wheel 16 in addition to at least one receiving contour 24 on the outside 46 of the fan wheel 16.
- the receiving contours 28 can be aligned with the upper side 42 and / or the lower side 44 of the motor fan device 10 or the fan device 12.
- the respective receiving contour 24, as in FIG Fig. 10 shown have at least one, two or more planes 26 or planes of rotation 26 for receiving one, two or more balancing elements 28.
- Fig. 10 In Fig.
- a receiving contour 24 is provided on the inside 48 of the fan wheel 16, the receiving contour 24, for example in the form of a groove 30, being arranged on the underside 44 of the fan device 12 and forming a plane of rotation D, which is located at the lowest point, for example.
- at least one or more balancing elements 28 are arranged in the groove 30.
- Fig. 11 now shows a detail of a perspective view of an engine fan device 10 according to a ninth embodiment of the invention.
- the respective receiving contour 24 is designed in the form of an opening 50, for example a circular opening 50.
- a balancing element 28 in the form of a rivet element 52 is fastened in the opening 50.
- the balancing element 28, here for example the rivet element 52 is framed from the outside by the fan geometry.
- the respective opening 50 can have any shape as the receiving contour 24 or fastening contour, that is to say, for example, circular, oval and / or angular.
- the receiving contours 24 or openings 50 are formed in at least one or more of the wing elements 14 of the fan device 12.
- the receiving contours 24 can for example be arranged on the same radius around the axis of rotation 34 of the motor fan device 10 or the fan device 12, but at different heights, as in FIG Fig. 11 is indicated in order to form different levels 26.
- the receiving contours 24 can, however, also be arranged on different radii around the axis of rotation 34 and, furthermore, in this case also at different heights and / or at the same height.
- pin elements 56 or any other arbitrarily shaped balancing elements 28 can be provided, which can be fastened in a respective opening 50.
- at least one, two or more receiving contours 24 in the form of openings 50 can be provided in at least one, two or more wing elements 14, which can be equipped with balancing elements 28.
- the ninth embodiment can also be combined with the other embodiments, for example with the first or second embodiment, such as the Fig. 10 shows.
- at least one, two or more receiving contours 24 in the form of grooves 30 are also provided on the fan device 12.
- a groove 30 has, for example, two planes of rotation 26 in which balancing elements 28, for example in the form of balls 58, can be received.
- Fig. 12 a section of a perspective view of a motor fan device 10 according to a tenth embodiment of the invention.
- the tenth embodiment is comparable to the first and second embodiment.
- One, two or more receiving contours 24 are provided, for example in the form of partially or completely circumferential grooves 30.
- the in Fig. 12 The groove 30 shown has, for example, two planes 26 or planes of rotation 26.
- the second, lower level 26 is designed in the form of several receptacles or depressions 32 in which balancing elements 28 can be received.
- balancing elements 28 as in Fig. 12 and 13th is shown, on the one hand spherical balancing elements 58 are provided, which are clamped from the outside in the receptacle or the groove 30.
- a mushroom-shaped element 54 can also be provided as the balancing element 28, which is likewise clamped from the outside in order to be fastened in the receiving contour 24.
- the mushroom-shaped element 58 is, for example, inserted with its shaft section into the groove 30 and clamped in from the outside by the latter.
- a cylinder element 56 can also be used as the balancing element 28, which is inserted into the groove 30 and clamped from the outside through the groove 30.
- a cuboid element 60 or polygonal element can also be used as the balancing element 28 and inserted into the groove 30 and clamped there from the outside.
- a spreading spring element 62 can also be used as a balancing element 28, for example. This is inserted into the groove 30 and clamped there from the outside.
- a potting compound 64 can also be used as a balancing element 28, wherein the potting compound 64 can be encompassed all around by, for example, a receptacle for the groove 30.
- the listed balancing elements 28 are only exemplary.
- the balancing elements 28 have in common that they are held or enclosed at circumferential or at least two points by the special receiving contour 24 integrated in the fan device 12 from the outside by, for example, pretensioning and / or gluing. This applies to all embodiments of the invention.
- the balancing elements 28 can be combined with one another as desired and, for example, have the same weight or a different weight, depending on the function and intended use.
- FIG. 12 further shows a sectional view of the motor fan device 10 according to the first embodiment with a determination of a maximum unbalance compensation.
- a receiving contour 24 is provided in the hub area 18 of the fan device 12.
- two balancing elements 28 in the form of balls 58 are provided, each having a diameter of 10mm and on opposite sides
- the motor fan device 10 contains a special receiving contour 24 or receiving contours 24 integrated in the fan device 12 these receiving contours 24 are fastened, for example, to metallic or metal-containing balancing weights 28.
- the metal content of the balancing weights 28 is, for example, 25 to 100% by weight.
- the balancing weights or balancing elements 28 alone generate a dynamic imbalance during the rotation about the fan rotation axis 34 of> 400 gmm 2 , as previously in the example of FIG Fig. 14 it was shown what serves to reduce the total dynamic unbalance of the fan.
- the balancing weight or balancing element 28 is held or framed around the circumference or at least at two points by means of this special receiving contour 24, for example by pretensioning and / or gluing.
- the dynamic imbalance of engine cooling fans 10 can for the first time be automatically balanced in a technically simple manner.
- a method for automatically attaching balancing masses by pressing in or shooting in, for example, balls for static unbalance compensation can be adopted after adaptation for automated dynamic unbalance compensation.
- glue heavy, for example metal-containing, casting compounds in these contours 24 and thereby to balance the dynamic imbalance of the fan 10.
- balancing elements 28 can be used in the individual embodiments which are the same in weight, material and / or shape or at least two or more or all balancing elements 28 can differ in shape, material and / or weight. Furthermore, receiving contours 24 in the form of openings 50 can be provided not only on wing elements 14 of fan wheel 16 but also, for example, on fan wheel 16 itself and / or, for example, hub area 18 of fan device 12.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Motorkühlungsgebläse eines Fahrzeugs, das mit einer dynamischen Unwuchtausgleichseinrichtung versehen ist.
- Massenkräfte bzw. statische und dynamische Unwuchten werden im Allgemeinen durch inhomogene Massenverteilungen der rotierenden Baugruppen, wie z.B. dem Rotor bzw. Anker eines Motors und dem Lüfter hervorgerufen, sowie durch Form-und Lagetoleranzen zur Rotationsachse und Hauptträgheitsachse des Antriebs. Die Form- und Lagetoleranzen bewirken hierbei, dass die Rotationsachse und Hauptträgheitsachse nicht mehr zusammenfallen. Bei einer Parallelverschiebung zwischen der Rotationsachse und der Hauptträgheitsachse eines Kühlungsgebläses mit an der Rotorwelle aufgenommenem Lüfterrad, führt dies beispielsweise zu einer statischen Unwucht. Ist die Rotationsachse dagegen zu der Hauptträgheitsachse gekippt, so wird ein Zentrifugalmoment erzeugt, welches in seinen Auswirkungen einer Momentenunwucht bzw. dynamischen Unwucht gleichkommt.
- Eine dynamische Unwucht bei Motorkühlungsgebläsen verursacht normalerweise mechanische Schwingungen. Die erzeugten Vibrationen können dabei bis in den Fahrgastraum hinein reichen und beispielsweise ein Lenkradflattern verursachen, sowie das Entstehen von störenden Vibrationsgeräuschen bewirken. Des Weiteren steht die Kraftwirkung, verursacht durch die dynamische Unwucht, im begründeten Verdacht, sporadisch einen rapiden Lagerverschleiß bei Motorkühlungsgebläsemotoren auszulösen.
- Bei heutigen Motorkühlungsgebläsen erfolgt in der Regel ein Ausgleich der statischen Unwucht, um zulässige Grenzwerte einzuhalten. Der Ausgleich der dynamischen Unwucht gestaltet sich bei den oft sehr flach bauenden Lüftern jedoch als schwierig und sehr aufwendig.
- Gemäß der Erfindung wird nun eine Motorgebläsevorrichtung bereitgestellt, mit einem verbesserten Ausgleich der dynamischen Unwucht.
- Die erfindungsgemäße Motorgebläsevorrichtung für ein Fahrzeug weist dabei wenigstens eine oder mehrere Aufnahmekonturen auf zur Aufnahme von einem oder mehreren Wuchtelementen, wobei wenigstens eine Aufnahmekontur wenigstens zwei Ebenen aufweist und/oder wobei wenigsten zwei Aufnahmekonturen wenigstens zwei Ebenen bilden.
- Eine solche Motorgebläsevorrichtung hat den Vorteil, dass eine einfache und automatisierbare Möglichkeit gegeben ist, die dynamische Unwucht auszuwuchten und die aus der Unwucht entstehenden Nachteile zu verhindern. Gemäß der Erfindung werden beispielsweise ein, zwei oder mehr Wuchtelemente zum Ausgleichen einer dynamischen Unwucht in einer oder mehreren Aufnahmekonturen befestigt bzw. von außen verklemmt und/oder verklebt. Die Wuchtelemente sind dabei so dimensioniert bzw. weisen ein vorbestimmtes Gewicht auf und sind so in den Aufnahmekonturen positioniert, dass eine dynamische Unwucht im Wesentlichen verhindert werden kann. Dabei weist beispielsweise eine Aufnahmekontur wenigstens zwei Ebenen zum Anordnen von Wuchtelementen auf. Alternativ oder zusätzlich können auch mehrere Aufnahmekonturen vorgesehen werden, die jeweils nur eine Eben aufweisen, wobei die Ebenen der Aufnahmekonturen dabei jedoch verschieden sind, so kann eine Eben höher bzw. tiefer angeordnet sein als die andere Ebene und/oder eine Ebene auf einem größeren bzw. kleineren Radius um die Rotationsachse der Motorgebläsevorrichtung angeordnet sein als die andere Ebene.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben. - Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der schematischen Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
-
Fig. 1 eine Perspektivansicht einer Motorgebläsevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; -
Fig. 2 ein Ausschnitt der Motorgebläsevorrichtung gemäßFig. 1 ; -
Fig. 3 eine Schnittansicht der Motorgebläseeinrichtung gemäßFig. 1 ; -
Fig. 4 ein Ausschnitt einer Perspektivansicht einer Motorgebläsevorrichtung gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform; -
Fig. 5 ein Ausschnitt einer Perspektivansicht einer Motorgebläsevorrichtung gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform; -
Fig. 6 ein Ausschnitt einer Perspektivansicht einer Motorgebläsevorrichtung gemäß einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform; -
Fig. 7 eine Schnittansicht einer Motorgebläsevorrichtung gemäß einer fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform; -
Fig. 8 eine Schnittansicht einer Motorgebläsevorrichtung gemäß einer sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform; -
Fig. 9 eine Schnittansicht einer Motorgebläsevorrichtung gemäß einer siebten erfindungsgemäßen Ausführungsform; -
Fig. 10 eine Schnittansicht einer Motorgebläsevorrichtung gemäß einer achten erfindungsgemäßen Ausführungsform; -
Fig. 11 ein Ausschnitt einer Perspektivansicht einer Motorgebläsevorrichtung gemäß einer neunten erfindungsgemäßen Ausführungsform; -
Fig. 12 ein Ausschnitt einer Perspektivansicht einer Motorgebläsevorrichtung gemäß einer zehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform; -
Fig. 13 verschiedene Ausführungsformen für ein Auswuchtelement; und -
Fig. 14 eine Schnittansicht der Motorgebläsevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform mit einer Bestimmung des maximalen Unwuchtausgleichs. - In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen - sofern nichts anderes angegeben ist - mit denselben Bezugszeichen versehen worden.
- In den
Fig. 1, 2 und3 ist eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform einer Motorgebläsevorrichtung 10 gezeigt, bei welcher eine dynamische Unwucht ausgeglichen wird. Die Motorgebläsevorrichtung 10 weist dabei, wie inFig. 1 dargestellt ist, eine Lüftereinrichtung 12 auf, welche ein oder mehrere Flügelelemente 14 enthält, die an ihrer Außenseite von einem Lüfterrad 16 begrenzt sind und an ihrer Innenseite an einem Nabenbereich 18 der Lüftereinrichtung 12 z.B. angeformt sind. Des Weiteren weist die Motorgebläsevorrichtung 10 einen Motor 20 auf zum Antreiben der Lüftereinrichtung 12. Die Lüftereinrichtung 12 ist dabei beispielsweise über eine Mitnehmereinrichtung 22 mit dem Motor 20 koppelbar. - Um nun eine dynamische Unwucht der Motorgebläsevorrichtung 10 und deren Lüftereinrichtung 12 geeignet auszugleichen weist die Motorgebläsevorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform, eine Aufnahmekontur 24 auf, die wenigstens zwei, drei oder mehr Ebenen 26 aufweist, welche auf unterschiedlichen Höhen angeordnet sind. In der Aufnahmekontur 24 können hierbei eins, zwei, drei oder mehr Wuchtelemente 28 vorgesehen werden. Die Wuchtelemente 28 können dabei in den verschiedenen Ebenen 26 der Aufnahmekontur 24 geeignet positioniert werden, um einer dynamischen Unwucht entgegen zu wirken. Die Aufnahmekontur 24 bildet dabei beispielsweise eine umlaufende Rille 30 die eine erste Ebene 26 aufweist und die des Weiteren mit zusätzlichen Vertiefungen bzw. Aufnahmen versehen ist, die die zweite Ebene 26 bilden, wie in den
Fig. 1 und 2 gezeigt ist. Die Aufnahmekontur 24 bzw. Rille 30 ist z.B. konzentrisch angeordnet wechselt durch die zusätzlichen Vertiefungen 32 in zwei Rotationsebenen 26 wechselt. Die Aufnahmekontur 24 bzw. Rille 30 kann beispielsweise auch nur teilweise umlaufende vorgesehen sein. - In
Fig. 3 ist eine Schnittansicht der Motorgebläsevorrichtung 10 gezeigt. Dabei ist die Aufnahmekontur 24 in Form einer Rille 30 dargestellt und deren zwei Rotationsebenen A und B. Die Aufnahmekontur 24 ist dabei beispielsweise im Nabenbereich 18 der Motorgebläsevorrichtung 10 ausgebildet. Die Rotationsebene A ist dabei höher angeordnet als die Rotationsebene B. In der Vertiefung 32 der Rille 30 sind hierbei beispielsweise zwei Wuchtelemente 28 vorgesehen in Form von Kugeln, wobei eine Kugel in der Rotationsebene A und eine Kugel in der Rotationsebene B angeordnet ist. Auf diese Weise kann beispielsweise einer unerwünschten Verkippung der Rotationsachse 34 zu einer Hauptträgheitsachse entgegen gewirkt werden und damit der Bildung einer dynamischen Unwucht bei einer Drehung der Lüftereinrichtung 12. Die Wuchtelemente 28 können von außen beispielsweise durch Verkleben und/oder eine entsprechende Vorspannung in der Aufnahmekontur 24 bzw. Rille 30 befestigt werden. Des Weiteren sind die Wuchtelemente 28 aus dem selben Material bzw. weisen die selben Stoffzusammensetzung auf, sowie dasselbe Gewicht und die selbe Form.
InFig. 4 ist eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform der Motorgebläsevorrichtung 10 dargestellt. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich dabei von der ersten Ausführungsform in denFig. 1-3 dadurch, dass beispielsweise zwei oder mehr Wuchtelemente 28 in der selben Rotationsebene 26, hier z.B. der Rotationsebene A angeordnet sind, während ein, zwei oder mehr Wuchtelemente 28, hier z.B. ein drittes Wuchtelement 28, in der anderen Rotationsebene 26 angeordnet sind, hier z.B. der Rotationsebene B. Dabei ist beispielsweise die Stoffzusammensetzung bzw. das Gewicht wenigstens zweier oder mehrerer der Wuchtelemente 28 unterschiedlich. - In
Fig. 5 ist eine Perspektivansicht einer Motorgebläsevorrichtung 10 gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist die Aufnahmekontur 24, hier in Form einer Rille 30 umlaufend ausgebildet, wobei eine, zwei, drei oder mehr Rippen 36 vorgesehen sind, welche den Lauf der Rille 30 bzw. der Aufnahmekontur 24 unterbrechen. Durch die Rippen 36 kann beispielsweise eine Aufnahmekontur 24 in mehrere Kammern 38 unterteilt werden, die eine, zwei oder mehrere Wuchtelemente 28 aufnehmen kann, wobei die Kammern 38 hierbei eine, zwei oder mehrere Ebenen 26 bilden. In dem Beispiel inFig. 5 weisen die vier Kammern 38 jeweils beispielsweise die beiden Rotationsebenen A und B auf. Die vier Kammern 38 können hierbei gleich viele oder unterschiedlich viele Vertiefungen 32 aufweisen zur Aufnahme von Wuchtelementen 28. - Weiter ist in
Fig. 6 eine Motorgebläsevorrichtung 10 gemäß einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform gezeigt. Hierbei weist die Motorgebläsevorrichtung 10 bzw. deren Lüftereinrichtung 12 ebenfalls eine Aufnahmekontur 24 in Form einer Rille 30 auf, die im Nabenbereich 18 der Motorgebläsevorrichtung 10 angeordnet ist. Die Rille 30 ist hierbei jedoch im Vergleich zu der ersten bis dritten Ausführungsform nur teilweise umlaufend ausgebildet. Mit anderen Worten die Aufnahmekontur 24 kann beispielsweise ein, zwei, drei oder mehr teilweise umlaufende Rillen 30 aufweisen. Diese können beispielsweise in einem Ring, z.B. einem konzentrischen Ring angeordnet sein, wie inFig. 6 gezeigt ist. Die teilweise umlaufenden Rillen 30 können jedoch auch auf hinter einander angeordnet Ringen positioniert werden (nicht dargestellt). Die teilweise umlaufenden Rillen 30, wie sie inFig. 6 gezeigt sind, bilden unterschiedliche Kammern 38 mit ein, zwei oder mehreren Ebenen 26. Die drei Kammern 38 können hierbei z.B. eine unterschiedliche Anzahl von Wuchtelementen 28 aufnehmen. So kann eine Kammer 38 nur ein Wuchtelement 28 in einer Rotationsebene B aufnehmen. Die beiden anderen Kammern 38 können verschiedene Anzahlen an Wuchtelementen 28 aufnehmen, davon in den Rotationsebenen A und B. -
Fig. 7 zeigt eine Teilschnittansicht einer Motorgebläsevorrichtung 10 gemäß einer fünften erfindungsgemäßen Ausführungsform. Dabei weist die Motorgebläsevorrichtung 10 bzw. deren Lüftereinrichtung 12 wenigstens zwei Aufnahmekonturen 24 auf, die nebeneinander teilweise oder vollständig umlaufen angeordnet sind, hier im Nabenbereich 18 der Motorgebläsevorrichtung 10 bzw. dessen Lüftereinrichtung 12. Die Aufnahmekonturen 24 bilden beispielsweise zwei Rillen 30 die in Form zweier konzentrischer Kreise angeordnet sind. Jede der Aufnahmekonturen 24 bzw. Rillen 30 weist dabei wenigstens eine oder mehrere Ebene 26 bzw. Rotationsebene 26 auf. Die erste, innere Rille 30 bildet beispielsweise die Rotationsebene A und die zweite, äußere Rille 30 die Rotationsebene B. Grundsätzlich kann jedoch auch jede der Aufnahmekonturen 24 zwischen wenigstens zwei, drei und mehr Ebenen 26 wechseln, wie die vorherigen Ausführungsformen. In einer oder beiden Aufnahmekonturen 24 können dabei ein, zwei, drei oder mehr Wuchtelemente 28 vorgesehen werden. -
Fig. 8 zeigt weiter eine Teilschnittansicht einer Motorgebläsevorrichtung 10 gemäß einer sechsten erfindungsgemäßen Ausführungsform. Die sechste Ausführungsform basiert dabei im Wesentlichen auf der fünften Ausführungsform. Dabei sind jedoch angeschlossen an den Nabenbereich 18 bzw. dem inneren Ende 40 der Flügelelemente 14 der Lüftereinrichtung 12 wenigstens eine, zwei oder mehr Aufnahmekonturen 24 vorgesehen. Die Aufnahmekonturen 24 können hierbei zur Oberseite 42 und/oder zur Unterseite 44 der Motorgebläsevorrichtung 10 ausgerichtet sein. Diese Aufnahmekontur 24 oder Aufnahmekonturen 24 können darüber hinaus wenigstens eine weitere Ebene 26 bilden, beispielsweise eine Rotationsebene C, in welcher wenigstens ein, zwei, drei oder mehr Wuchtelemente 28 aufnehmbar sind. Die Rotationsebene C kann beispielsweise höher oder tiefer liegen als die Rotationsebenen A und B. - Des Weiteren ist in
Fig. 9 eine Teilschnittansicht einer Motorgebläsevorrichtung 10 gemäß einer siebten erfindungsgemäßen Ausführungsform dargestellt. Die siebte Ausführungsform basiert dabei auf der fünften Ausführungsform gemäßFig. 7 . Bei der siebten Ausführungsform sind jedoch zusätzlich auf der Ober- und/oder der Unterseite 42, 44 der Lüftereinrichtung 12 und zwar dieses mal auf der Außenseite 46 der Lüftereinrichtung 12 bzw. der Außenseite 46 des Lüfterrads 16 wenigstens eine, zwei oder mehr Aufnahmekonturen 24 vorgesehen sind. Diese Aufnahmekontur 24 oder Aufnahmekonturen 24 können dabei wenigstens eine weitere Ebene 26 bilden, beispielsweise eine Rotationsebene C, in welcher wenigstens ein, zwei, drei oder mehr Wuchtelemente 28 aufnehmbar sind. Die Rotationsebene C kann beispielsweise höher oder tiefer liegen als die Rotationsebenen A und B. Wie in den anderen Ausführungsformen ist die Aufnahmekontur 24 beispielsweise in Form einer Rille 30, z.B. einer teilweise oder vollständig umlaufenden Rille 30 ausgebildet. -
Fig. 10 zeigt nun eine Teilschnittansicht einer Motorgebläsevorrichtung 10 gemäß einer achten erfindungsgemäßen Ausführungsform. Die achte Ausführungsform basiert hierbei auf der siebten Ausführungsform, wobei die achte Ausführungsform zusätzlich neben wenigstens einer Aufnahmekontur 24 auf der Außenseite 46 des Lüfterrads 16 auch auf der Innenseite 48 des Lüfterrads 16 wenigstens eine, zwei oder mehrere Aufnahmekonturen 24 aufweist. Die Aufnahmekonturen 28 können dabei zur Oberseite 42 und/oder zur Unterseite 44 der Motorgebläseeinrichtung 10 bzw. der Lüftereinrichtung 12 ausgerichtet sein. Das Weiteren kann die jeweilige Aufnahmekontur 24, wie inFig. 10 dargestellt, wenigstens eine, zwei oder mehrere Ebenen 26 bzw. Rotationsebenen 26 aufweisen zur Aufnahme einer, zwei oder mehrerer Wuchtelemente 28. InFig. 10 ist beispielsweise eine Aufnahmekontur 24 auf der Innenseite 48 des Lüfterrads 16 vorgesehen, wobei die Aufnahmekontur 24, beispielsweise in Form einer Rille 30, auf der Unterseite 44 der Lüftereinrichtung 12 angeordnet ist und eine Rotationsebene D bildet, die z.B. am Tiefsten gelegen ist. Dabei sind z.B. wenigstens ein oder mehrere Wuchtelemente 28 in der Rille 30 angeordnet. -
Fig. 11 zeigt nun einen Ausschnitt einer Perspektivansicht einer Motorgebläsevorrichtung 10 gemäß einer neunten erfindungsgemäßen Ausführungsform. Bei dieser Ausführungsform ist die jeweilige Aufnahmekontur 24 in Form einer Öffnung 50, z.B. einer kreisförmigen Öffnung 50, ausgebildet. In der Öffnung 50 wird hierbei ein Wuchtelement 28 in Form eines Nietelements 52 befestigt. Genauer gesagt wird das Wuchtelement 28, hier z.B. das Nietelement 52, von außen von der Lüftergeometrie eingefasst. Grundsätzlich kann die jeweilige Öffnung 50 als Aufnahmekontur 24 bzw. Befestigungskontur jede beliebige Form aufweisen, d.h. beispielsweise kreisförmig, oval und/oder eckig sein. Die Aufnahmekonturen 24 bzw. Öffnungen 50 sind hierbei in wenigstens einem oder mehreren der Flügelelemente 14 der Lüftereinrichtung 12 ausgebildet. Die Aufnahmekonturen 24 können dabei beispielsweise auf dem selben Radius um die Rotationsachse 34 der Motorgebläsevorrichtung 10 bzw. der Lüftereinrichtung 12 angeordnet sein aber auf verschiedenen Höhen, wie inFig. 11 angedeutet ist, um verschiedene Ebenen 26 zu bilden. Die Aufnahmekonturen 24 könne aber auch auf verschiedenen Radien um die Rotationsachse 34 angeordnet sein und des Weiteren hierbei auch auf verschiedenen Höhen und/oder auf der gleichen Höhe. - Dabei können neben Nietelementen 52 als Wuchtelementen 28 auch beispielsweise pilzförmige Elemente 54, Stiftelemente 56 oder sonstig beliebig geformte Wuchtelemente 28 vorgesehen werden, die in einer jeweiligen Öffnung 50 befestigbar sind. Dabei können in wenigstens einem, zwei oder mehreren Flügelelementen 14 wenigstens eine, zwei oder mehr Aufnahmekonturen 24 in Form von Öffnungen 50 vorgesehen werden die mit Wuchtelementen 28 bestückt werden können. Die neunte Ausführungsform kann dabei auch mit den anderen Ausführungsformen kombiniert werden, beispielsweise mit der ersten oder zweiten Ausführungsform, wie die
Fig. 10 zeigt. Dabei sind neben den Aufnahmekonturen 24 in Form von Öffnungen 50 in den Flügelelementen 14 auch wenigstens eine, zwei oder mehrere Aufnahmekonturen 24 in Form von Rillen 30 an der Lüftereinrichtung 12 vorgesehen. Eine Rille 30 weist hierbei beispielsweise zwei Rotationsebenen 26 auf, in welchen Wuchtelemente 28, beispielsweise in Form von Kugeln 58, aufgenommen werden können. - Weiter ist in
Fig. 12 ein Ausschnitt einer Perspektivansicht einer Motorgebläsevorrichtung 10 gemäß einer zehnten erfindungsgemäßen Ausführungsform dargestellt. Die zehnte Ausführungsform ist dabei vergleichbar der ersten und zweiten Ausführungsform. Dabei sind eine, zwei oder mehrere Aufnahmekonturen 24 vorgesehen, beispielsweise in Form von teilweise oder vollständig umlaufender Rillen 30. Die inFig. 12 dargestellt Rille 30 weist beispielsweise zwei Ebenen 26 bzw. Rotationsebenen 26 auf. Die zweite, tiefer liegende Ebene 26 ist dabei in Form von mehreren Aufnahmen bzw. Vertiefungen 32 ausgebildet, in welchen Wuchtelemente 28 aufnehmbar sind. Als Wuchtelemente 28 können, wie inFig. 12 und13 dargestellt ist, einerseits kugelförmige Wuchtelemente 58 vorgesehen werden, die von außen in der Aufnahme bzw. der Rille 30 geklemmt werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein pilzförmiges Element 54 als Wuchtelement 28 vorgesehen werden, dass ebenfalls von außen geklemmt wird, um in der Aufnahmekontur 24 befestigt zu werden. Das pilzförmige Element 58 wird dabei beispielsweise mit seinem Schaftabschnitt in die Rille 30 gesteckt und von dieser von außen eingeklemmt. Entsprechend kann auch ein Zylinderelement 56 als Wuchtelement 28 verwendet werden, dass in die Rille 30 gesteckt wird und von außen durch die Rille 30 geklemmt wird. Des Weiteren kann statt des Zylinderelements 56 als Wuchtelement 28 auch beispielsweise ein Quaderelement 60 oder mehreckiges Element als Wuchtelement 28 eingesetzt werden und in die Rille 30 eingeführt und dort von außen festgeklemmt werden. Daneben kann auch beispielsweise ein Spreizfederelement 62 als Wuchtelement 28 eingesetzt werden. Dieses wird in die Rille 30 eingeführt und dort von außen festgeklemmt. Darüber hinaus kann auch eine Vergussmasse 64 als Wuchtelement 28 verwendet werden, wobei die Vergussmasse 64 umlaufend durch z.B. eine Aufnahme der Rille 30 eingefasst werden kann. Dies sind jedoch lediglich Beispiele für Wuchtelemente 28 die von außen geklemmt oder umlaufend eingefasst werden können in der jeweiligen Aufnahmekontur 24 in Form z.B. einer Rille 30 oder einer Öffnung 50. Die Erfindung ist auf diese Wuchtelemente nicht beschränkt. Die aufgeführten Wuchtelemente 28 sind lediglich beispielhaft. Gemeinsam ist den Wuchtelementen 28, dass sie an umlaufenden oder zumindest zwei Stellen von der in der Lüftereinrichtung 12 integrierten, speziellen Aufnahmekontur 24 von außen durch z.B. Vorspannung und/oder Verklebung gehalten oder eingefasst werden. Dies gilt für alle Ausführungsformen der Erfindung. Die Wuchtelemente 28 können hierbei miteinander beliebig kombiniert werden und beispielsweise dasselbe Gewicht oder ein unterschiedliches Gewicht aufweisen, je nach Funktion und Einsatzzweck. -
Fig. 14 zeigt weiter eine Schnittansicht der Motorgebläsevorrichtung 10 gemäß der ersten Ausführungsform mit einer Bestimmung eines maximalen Unwuchtausgleichs. Dabei ist eine Aufnahmekontur 24 vorgesehen im Nabenbereich 18 der Lüftereinrichtung 12. Die Aufnahmekontur 24 ist dabei z.B. in Form einer Rille 30 ausgebildet mit zwei Rotationsebenen A und B, wobei die Rotationsebene B von der Rotationsebene A um h= 15mm beabstandet ist. Die Rille 30 selbst hat einen Durchmesser von R= 84mm gemessen von der Rotationsachse 34. Des Weiteren sind beispielsweise zwei Wuchtelemente 28 in Form von Kugeln 58 vorgesehen, die einen Durchmesser von jeweils 10mm aufweisen und auf gegenüberliegenden -
- Die Motorgebläsevorrichtung 10 enthält gemäß der zuvor anhand von verschiedenen Ausführungsformen beschriebenen Erfindung eine in der Lüftereinrichtung 12 integrierte spezielle Aufnahmekontur 24 bzw. Aufnahmekonturen 24. Diese Aufnahmekonturen 24 dienen jeweils zur Befestigung von Wuchtmassen 28 in verschiedenen Rotationsebenen 26, vorzugsweise senkrecht zu der Lüfterrotationsachse 34. In diese Aufnahmekonturen 24 werden beispielsweise metallische oder metallhaltige Wuchtgewichte 28 befestigt. Der Metallanteil der Wuchtgewichte 28 beträgt dabei beispielsweise 25 bis 100 Gew.-%. Die Wuchtgewichte bzw. Wuchtelemente 28 erzeugen alleine eine dynamische Unwucht bei der Rotation um die Lüfterrotationsachse 34 von > 400 gmm2, wie zuvor an dem Beispiel von
Fig. 14 gezeigt wurde, was dazu dient, die gesamte dynamische Unwucht des Gebläses zu reduzieren. Das Wuchtgewicht bzw. das Wuchtelement 28 wird umlaufend oder mindestens an zwei Stellen mittels dieser speziellen Aufnahmekontur 24 von außen durch z.B. Vorspannung und/oder Verkleben gehalten oder eingefasst. - Durch das Einbringen von zwei, drei und mehr Aufnahmekonturen 24 in die Lüftereinrichtung 12 zur Befestigung von Wuchtelementen 28 bzw. Wuchtmassen in unterschiedlichen Rotationsebenen 26, kann die dynamische Unwucht von Motorkühlungsgebläsen 10 erstmals technisch einfach automatisiert gewuchtet werden. Ein Verfahren zum automatischen Anbringen von Wuchtmassen durch Einpressen oder Einschießen von z.B. Kugeln zum statischen Unwuchtausgleich kann nach Anpassung zum automatisierten dynamischen Unwuchtausgleich übernommen werden. Ebenso ist es vorstellbar, schwere z.B. metallhaltige Gießmassen in diesen Konturen 24 zu verkleben und dadurch die dynamische Unwucht des Gebläses 10 zu wuchten. Mit der Anwendung der Erfindung können die mit Bezug auf den Stand der Technik zuvor beschriebenen Mängel im Wesentlichen beseitigt werden und dadurch ein erheblicher technischer Wettbewerbsvorteil realisiert werden. Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen können miteinander kombiniert werden, insbesondere einzelne Merkmale davon. Bei den Wuchtelementen 28 können bei den einzelnen Ausführungsformen Wuchtelemente 28 eingesetzt werden, die gleich an Gewicht, Material und/oder Form sind oder es können wenigstens zwei oder mehr oder alle Wuchtelemente 28 sich in Form, Material und/oder Gewicht unterscheiden. Des Weiteren können Aufnahmekonturen 24 in Form von Öffnungen 50 nicht nur an Flügelelementen 14 des Lüfterrads 16 vorgesehen werden sondern z.B. auch am Lüfterrad 16 selbst und/oder z.B. dem Nabenbereich 18 der Lüftereinrichtung 12.
Claims (10)
- Motorgebläsevorrichtung für ein Fahrzeug, die wenigstens eine oder zwei oder mehrere Aufnahmekonturen (24, 30, 50) aufweist worin ein oder zwei oder mehrere Wuchtelementen (28) aufnehmbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Aufnahmekonturen (24) jeweils wenigstens eine Rotationsebene (26) aufweisen, wobei die wenigstens zwei Rotationsebenen (26, A, B, C, D) in axialer Richtung zu einer Rotationsachse (34) der Motorgebläsevorrichtung (10) versetzt zueinander angeordnet sind, und wobei wenigstens eine Aufnahmekontur (24) zu einer Oberseite (42) und eine Aufnahmekontur (24) zu einer Unterseite (44) der Motorgebläsevorrichtung (10) ausgerichtet ist.
- Motorgebläsevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Aufnahmekonturen (24) in Form von wenigstens einer oder mehreren Rillen (30) ausgebildet sind, wobei die Rillen (30) teilweise oder vollständig umlaufend ausgebildet sind.
- Motorgebläsevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Aufnahmekontur (24) konzentrisch um die Rotationsachse (34) der Motorgebläsevorrichtung (10) angeordnet ist.
- Motorgebläsevorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine oder mehrere Aufnahmekonturen (24) in einem Nabenbereich (18) einer Lüftereinrichtung (12) der Motorgebläsevorrichtung (10) angeordnet sind und/oder wenigstens eine oder mehrere Aufnahmekonturen (24) auf der Außenseite (46) eines Lüfterrads (16) der Lüftereinrichtung (12) angeordnet sind und/oder wenigstens eine oder mehrere Aufnahmekonturen (24) im Anschluss an den Nabenbereich (18) bzw. am inneren Ende (40) von Flügelelementen (14) der Lüftereinrichtung (12) angeordnet sind und/oder wenigstens eine oder mehrere Aufnahmekonturen (24) am äußeren Ende der Flügelelemente (14) bzw. an der Innenseite (44) des Lüfterrings (12) angeordnet sind.
- Motorgebläsevorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmekontur (24) in Form einer Rille (30) umlaufend oder teilweise umlaufend ausgebildet ist, wobei die Aufnahmekontur (24) durch eine oder mehrere Rippen (36) unterteilt ist, um eine oder mehrere Kammern (38) zu bilden in welchen ein oder mehrere Wuchtelemente (28) aufnehmbar sind.
- Motorgebläsevorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Aufnahmekonturen (24) in Form von Rillen (30) in einem Kreis um die Rotationsachse (34) angeordnet sind, wobei die Aufnahmekonturen (24) gleich große oder verschieden große Kammern (38) aufweisen, in welchen wenigstens ein oder mehrere Wuchtelemente(28) aufnehmbar sind.
- Motorgebläsevorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lüftereinrichtung (12) der Motorgebläsevorrichtung (10) wenigstens einen oder mehrere Flügelelemente (14) aufweist, wobei wenigstens ein, mehrere oder alle Flügelelemente (14) wenigstens eine oder mehrere Aufnahmekonturen (24) in Form von Öffnungen (50) aufweisen, in welchen wenigstens ein Wuchtelement (28) aufnehmbar ist, wobei die Aufnahmekonturen (24) beispielsweise auf verschiedenen Höhen des Flügelelements (14) oder der Flügelelemente (14) anordenbar sind.
- Motorgebläsevorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wuchtelement (28) zur Aufnahme in der Aufnahmekontur (24), beispielsweise einer Rille (30) oder Öffnung (50), ein Kugelelement (58), ein Nietelement (52), ein pilzförmiges Element (54), ein Stiftelement (56) bzw. ein zylindrisches Element, ein Spreizfederelement (62), ein quaderförmiges Element (60) oder eine Vergussmasse (64) ist und wobei die Aufnahmekontur (24) in Form einer Öffnung (50) beispielsweise rund, oval und/oder eckig ausgebildet ist.
- Motorgebläsevorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Wuchtelement (28) durch die Aufnahmekontur (24) von außen geklemmt und dadurch befestigt wird bzw. von außen durch Vorspannung geklemmt wird und wobei zusätzlich oder alternativ das Wuchtelement (28) mittels Klebstoff in der Aufnahmekontur (24) befestigbar ist.
- Motorgebläsevorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere oder alle Wuchtelemente (28) hinsichtlich Form, Dimensionierung, Gewicht und/oder Material unterschiedlich oder gleich ausgebildet sind, wobei ein Wuchtelement (28) beispielsweise aus Metall ist oder metallhaltig ist, wobei ein metallhaltiges Wuchtelement (28) beispielsweise einen Metallanteil von 25 bis 100 Gew.-% aufweist.
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