EP3885582B1 - Engine cooling fan with dynamic imbalance compensation - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Motorkühlungsgebläse eines Fahrzeugs, das mit einer dynamischen Unwuchtausgleichseinrichtung versehen ist.The invention relates to an engine cooling fan of a vehicle which is provided with a dynamic unbalance compensation device.

Stand der TechnikState of the art

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.Inertia 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 rotation axis and main axis of inertia of the drive. The shape and position tolerances mean that the axis of rotation and the main axis of inertia no longer coincide. In the case of a parallel displacement between the axis of rotation and the main axis of inertia of a cooling fan with a fan wheel mounted on the rotor shaft, this leads, for example, to a static unbalance. If, on the other hand, the axis of rotation is tilted towards the main axis of inertia, a centrifugal moment is generated, the effects of which are equivalent to a moment unbalance or dynamic unbalance.

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.Dynamic imbalance in engine cooling fans usually causes mechanical vibrations. The vibrations generated can extend into the passenger compartment and, for example, cause the steering wheel to flutter and cause annoying vibration noises to occur. Furthermore, there is reasonable suspicion that the force effect caused by the dynamic imbalance may sporadically trigger rapid bearing wear in engine cooling fan motors.

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.With today's engine cooling fans, the static unbalance is usually compensated for in order to comply with permissible limit values. However, compensating for the dynamic unbalance is difficult and very complex with fans that are often very flat.

Motorgebläsevorrichtungen sind in folgenden Publikationen beschrieben: US 5 256 037 A , US 6 213 717 B1 , US 2008/056899 A1 , JP 2 572460 B2 , DE 20 2006 010094 U1 , WO 02/097279 A , EP 1 500 823 A oder EP 1 465 657 A .Motor blower devices are described in the following publications: US 5,256,037 A , US 6,213,717 B1 , US 2008/056899 A1 , JP 2 572460 B2 , DE 20 2006 010094 U1 , WO 02/097279 A , EP 1 500 823 A or EP 1 465 657 A .

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Gemäß der Erfindung wird nun eine Motorgebläsevorrichtung bereitgestellt, mit einem verbesserten Ausgleich der dynamischen Unwucht.According to the invention, a motor blower device is now provided with improved compensation for the dynamic unbalance.

Die erfindungsgemäße Motorgebläsevorrichtung für ein Fahrzeug weist dabei die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 auf.The engine blower device according to the invention for a vehicle has the features of independent claim 1.

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 zwei oder mehr Wuchtelemente zum Ausgleichen einer dynamischen Unwucht in zwei 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 sind beispielsweise zwei Aufnahmekonturen vorgesehen, die jeweils nur eine Rotationsebene aufweisen.Such a motor blower device has the advantage that there is a simple and automatable way to balance the dynamic unbalance and to prevent the disadvantages resulting from the unbalance. According to the invention, for example, two or more balancing elements to compensate for a dynamic unbalance are fastened in two or more receiving contours or clamped and/or glued from the outside. 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. For example, two receiving contours are provided, each of which only has one plane of rotation.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.Further preferred embodiments are described in the subclaims.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend anhand der schematischen Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

• Fig. 1 eine Perspektivansicht einer Motorgebläsevorrichtung gemäß eines ersten Beispiels;
• Fig. 2 ein Ausschnitt der Motorgebläsevorrichtung gemäß Fig. 1;
• Fig. 3 eine Schnittansicht der Motorgebläseeinrichtung gemäß Fig. 1;
• Fig. 4 ein Ausschnitt einer Perspektivansicht einer Motorgebläsevorrichtung gemäß eines zweiten Beispiels;
• Fig. 5 ein Ausschnitt einer Perspektivansicht einer Motorgebläsevorrichtung mit Weiterbildungen der Erfindung;
• Fig. 6 ein Ausschnitt einer Perspektivansicht einer Motorgebläsevorrichtung mit Weiterbildungen der Erfindung;
• Fig. 7 eine Schnittansicht einer Motorgebläsevorrichtung gemäß eines dritten Beispiels;
• Fig. 8 eine Schnittansicht einer Motorgebläsevorrichtung gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform;
• Fig. 9 eine Schnittansicht einer Motorgebläsevorrichtung mit Weiterbildungen der Erfindung;
• Fig. 10 eine Schnittansicht einer Motorgebläsevorrichtung mit Weiterbildungen der Erfindung;
• Fig. 11 ein Ausschnitt einer Perspektivansicht einer Motorgebläsevorrichtung mit Weiterbildungen der Erfindung;
• Fig. 12 ein Ausschnitt einer Perspektivansicht einer Motorgebläsevorrichtung gemäß eines vierten Beispiels;
• Fig. 13 verschiedene Ausführungsformen für ein Auswuchtelement; und
• Fig. 14 eine Schnittansicht der Motorgebläsevorrichtung gemäß des ersten Beispiels mit einer Bestimmung des maximalen Unwuchtausgleichs.

Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the schematic figures in the drawing. Show it:

• Fig. 1 a perspective view of an engine blower device according to a first example;
• Fig. 2 a section of the engine blower device according to Fig. 1 ;
• Fig. 3 a sectional view of the engine blower device according to Fig. 1 ;
• Fig. 4 a detail of a perspective view of an engine blower device according to a second example;
• Fig. 5 a detail of a perspective view of a motor blower device with further developments of the invention;
• Fig. 6 a detail of a perspective view of a motor blower device with further developments of the invention;
• Fig. 7 a sectional view of an engine blower device according to a third example;
• Fig. 8 a sectional view of an engine blower device according to an embodiment of the invention;
• Fig. 9 a sectional view of a motor blower device with further developments of the invention;
• Fig. 10 a sectional view of a motor blower device with further developments of the invention;
• Fig. 11 a detail of a perspective view of a motor blower device with further developments of the invention;
• Fig. 12 a detail of a perspective view of an engine blower device according to a fourth example;
• Fig. 13 various embodiments for a balancing element; and
• Fig. 14 a sectional view of the motor fan device according to the first example with a determination of the maximum unbalance compensation.

In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen - sofern nichts anderes angegeben ist - mit denselben Bezugszeichen versehen worden.In all figures, identical or functionally identical elements and devices - unless otherwise stated - have been given the same reference numerals.

In den Fig. 1, 2 und 3 ist ein erstes Beispiel einer Motorgebläsevorrichtung 10 gezeigt, bei welcher eine dynamische Unwucht ausgeglichen wird.In the Fig. 1, 2 and 3 a first example of a motor fan device 10 is shown, in which a dynamic imbalance is compensated.

Die Motorgebläsevorrichtung 10 weist, 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.The motor blower device 10 has a fan device 12, which contains one or more blade elements 14, which are delimited on the outside by a fan wheel 16 and on the inside by a hub region 18 of the Fan device 12 is formed, for example. Furthermore, the motor blower device 10 has a motor 20 for driving the fan device 12. The fan device 12 can be coupled to the motor 20, for example via a driver device 22.

Um nun eine dynamische Unwucht der Motorgebläsevorrichtung 10 und deren Lüftereinrichtung 12 geeignet auszugleichen weist die Motorgebläsevorrichtung 10gemäß dem ersten Beispiel, 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 order to appropriately compensate for a dynamic imbalance of the motor blower device 10 and its fan device 12, the motor blower device 10 according to the first example has a receiving contour 24 which has at least two, three or more levels 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 different levels 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 level 26 and which is further provided with additional depressions or receptacles which form the second level 26, as in the Fig. 1 and 2 is shown. The receiving contour 24 or groove 30 is, for example, arranged concentrically and changes into two planes of rotation 26 through the additional depressions 32. The receiving contour 24 or groove 30 can, for example, only be partially circumferential.

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.In Fig. 3 1, a sectional view of the engine blower 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 blower device 10. The plane of rotation A is arranged higher than the plane of rotation B. In the recess 32 of the groove 30, for example, 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 undesirable tilting of the axis of rotation 34 to a main axis of inertia can be counteracted and thus the formation of a dynamic unbalance when the fan device 12 rotates. The balancing elements 28 can be fixed from the outside, for example by gluing and / or a corresponding preload in the receiving contour 24 or groove 30 can be 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.

In Fig. 4 ist ein zweites Beispiel der Motorgebläsevorrichtung 10 dargestellt. Das zweite Beispiel unterscheidet sich dabei von dem ersten Beispiel in den Fig. 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. 4 a second example of the engine blower device 10 is shown. The second example differs from the first example in the 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 Rotation plane B. For example, the material composition or the weight of at least two or more of the balancing elements 28 is different.

In Fig. 5 ist eine Perspektivansicht einer Motorgebläsevorrichtung 10 gemäß einer Weiterbildung gezeigt. Bei dieser Weiterbildung 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.In Fig. 5 a perspective view of a motor blower device 10 is shown according to a further development. In this development, the receiving contour 24, here in the form of a groove 30, is designed circumferentially, with one, two, three or more ribs 36 being provided, which interrupt the course of the groove 30 or the receiving contour 24. By means of the ribs 36, for example, a receiving contour 24 can be divided into several chambers 38, which can accommodate one, two or more balancing elements 28.

Gemäß einer nicht erfindungsgemäßen Weiterbildung bilden die Kammern 38 hierbei eine, zwei oder mehrere Ebenen 26. In dem Beispiel in Fig. 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.According to a development not according to the invention, the chambers 38 form one, two or more levels 26. In the example in Fig. 5 the four chambers 38 each have, for example, the two planes of rotation A and B. The four chambers 38 can have the same number or different numbers of depressions 32 to accommodate balancing elements 28.

Weiter ist in Fig. 6 eine Weiterbildung der Motorgebläsevorrichtung 10 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 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 in Fig. 6 gezeigt ist. Die teilweise umlaufenden Rillen 30 können jedoch auch auf hinter einander angeordnet Ringen positioniert werden (nicht dargestellt).Next is in Fig. 6 a further development of the engine blower device 10 is shown. Here, the motor blower device 10 or its fan device 12 also has a receiving contour 24 in the form of a groove 30, which is arranged in the hub region 18 of the motor blower device 10. However, the groove 30 is only partially circumferential. In other words, the receiving contour 24 can have, for example, one, two, three or more partially circumferential grooves 30. These can be arranged, for example, in a ring, for example a concentric ring, as in Fig. 6 is shown. However, the partially circumferential grooves 30 can also be positioned on rings arranged one behind the other (not shown).

Gemäß einer nichterfindungsgemäßen Weiterbildung bilden die teilweise umlaufenden Rillen 30, wie sie in Fig. 6 gezeigt sind, 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.According to a development not according to the invention, the partially circumferential grooves form 30, as shown in Fig. 6 are shown, different chambers 38 with one, two or more levels 26. The three chambers 38 can, for example accommodate a different number of balancing elements 28. A chamber 38 can only accommodate one balancing element 28 in a plane of rotation B. The other two chambers 38 can accommodate different numbers of balancing elements 28, of which in the planes of rotation A and B.

Fig. 7 zeigt eine Teilschnittansicht einer Motorgebläsevorrichtung 10 gemäß eines dritten Beispiels. 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. 7 shows a partial sectional view of an engine blower device 10 according to a third example. The motor blower device 10 or its fan device 12 has at least two receiving contours 24, which are arranged side by side partially or completely circumferentially, here in the hub area 18 of the motor blower device 10 or its fan device 12. The receiving contours 24 form, for example, two grooves 30 which are in the form of two arranged in concentric circles. Each of the receiving contours 24 or grooves 30 has at least one or more planes 26 or planes of rotation 26. The first, inner groove 30 forms, for example, the plane of rotation A and the second, outer groove 30 forms the plane of rotation B. In principle, however, each of the receiving contours 24 can also switch between at least two, three or more planes 26, like the previous embodiments. One, two, three or more balancing elements 28 can be provided in one or both receiving contours 24.

Fig. 8 zeigt weiter eine Teilschnittansicht einer Motorgebläsevorrichtung 10 gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform. Die Ausführungsform basiert dabei im Wesentlichen auf dem dritten Beispiel. 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 sind hierbei zur Oberseite 42 und zur Unterseite 44 der Motorgebläsevorrichtung 10 ausgerichtet. 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. Fig. 8 further shows a partial sectional view of a motor blower device 10 according to an embodiment according to the invention. The embodiment is essentially based on the third example. However, at least one, two or more receiving contours 24 are provided connected to the hub area 18 or the inner end 40 of the wing elements 14 of the fan device 12. The receiving contours 24 are aligned with the top 42 and the bottom 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.

Des Weiteren ist in Fig. 9 eine Teilschnittansicht einer Motorgebläsevorrichtung 10 gemäß einer Weiterbildung, bzw. Ausführungsform dargestellt. Die Weiterbildung basiert dabei auf dem dritten Beispiel gemäß Fig. 7. Bei der Weiterbildung 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.Furthermore, in Fig. 9 a partial sectional view of a motor blower device 10 according to a further development or embodiment is shown. The further training is based on the third example Fig. 7 . In the further development, however, there are additionally on the top and/or the 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 at least one, two or more receiving contours 24 are provided. 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. As in the other embodiments, 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 zeigt nun eine Teilschnittansicht einer Motorgebläsevorrichtung 10 mit erfindungsgemäßen Weiterbildungen. Die Weiterbildung basiert hierbei auf dem dritten Beispiel, wobei die Weiterbildung 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 sind dabei zur Oberseite 42 oder zur Unterseite 44 der Motorgebläseeinrichtung 10 bzw. der Lüftereinrichtung 12 ausgerichtet. Fig. 10 now shows a partial sectional view of a motor blower device 10 with further developments according to the invention. The further development is based on the third example, the further development 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 are aligned with the top 42 or the bottom 44 of the motor blower device 10 or the fan device 12.

Gemäß einer nicht erfindungsgemäßen Weiterbildung kann die jeweilige Aufnahmekontur 24, wenigstens eine, zwei oder mehrere Ebenen 26 bzw. Rotationsebenen 26 aufweisen zur Aufnahme einer, zwei oder mehrerer Wuchtelemente 28. In Fig. 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.According to a development not according to the invention, the respective receiving contour 24 can have at least one, two or more planes 26 or rotation planes 26 for receiving one, two or more balancing elements 28. In Fig. 10 For example, 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, for example, at the lowest. For example, at least one or more balancing elements 28 are arranged in the groove 30.

Fig. 11 zeigt einen Ausschnitt einer Perspektivansicht einer Motorgebläsevorrichtung 10 mit erfindungsgemäßen Weiterbildungen. Bei der erfindungsgemäßen Weiterbildung 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 in Fig. 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. Fig. 11 shows a section of a perspective view of a motor blower device 10 with further developments according to the invention. In the further development according to 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. More precisely, the balancing element 28, here for example the rivet element 52, is surrounded from the outside by the fan geometry. In principle, the respective opening 50 can have any shape as a receiving contour 24 or fastening contour, that is, 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 blower device 10 or the fan device 12 but at different heights, as in Fig. 11 is indicated to form different levels 26. The receiving contours 24 could also be arranged at different radii around the axis of rotation 34 and furthermore also at different heights and/or at the same height.

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.In addition to rivet elements 52 as balancing elements 28, mushroom-shaped elements 54, pin elements 56 or other arbitrarily shaped balancing elements 28 can also 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.

Diese Weiterbildung kann dabei auch mit den anderen Ausführungsformen und Weiterbildungen kombiniert werden. 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.This further development can also be combined with the other embodiments and further developments. In addition to the receiving contours 24 in the form of openings 50 in the wing elements 14, 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 accommodated.

Weiter ist in Fig. 12 ein Ausschnitt einer Perspektivansicht einer Motorgebläsevorrichtung 10 gemäß einem vierten Beispiel dargestellt. Das Beispiel ist dabei vergleichbar mit dem ersten und zweiten Beispiel. Dabei sind eine, zwei oder mehrere Aufnahmekonturen 24 vorgesehen, beispielsweise in Form von teilweise oder vollständig umlaufender Rillen 30. Die in Fig. 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.Next is in Fig. 12 a section of a perspective view of a motor blower device 10 according to a fourth example is shown. The example is comparable to the first and second examples. 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 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 accommodated.

Als Wuchtelemente 28 können, wie in Fig. 12 und 13 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 und Weiterbildung 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.As balancing elements 28 can, as in Fig. 12 and 13 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. Alternatively or additionally, a mushroom-shaped element 54 can also be provided as a balancing element 28, which is also clamped from the outside in order to be fastened in the receiving contour 24. The Mushroom-shaped element 58 is inserted, for example, with its shaft section into groove 30 and clamped by it from the outside. Accordingly, a cylinder element 56 can also be used as a balancing element 28, which is inserted into the groove 30 and clamped through the groove 30 from the outside. Furthermore, instead of the cylinder element 56 as the balancing element 28, 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. In addition, an expansion 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. In addition, a casting compound 64 can also be used as a balancing element 28, whereby the casting compound 64 can be surrounded all around by, for example, a receptacle in the groove 30. However, these are merely examples of balancing elements 28 that can be clamped from the outside or circumferentially enclosed in the respective receiving contour 24 in the form of, for example, a groove 30 or an opening 50. The invention is not limited to these balancing elements. The balancing elements 28 listed are merely examples. What the balancing elements 28 have in common is that they are held or bordered from the outside at circumferential or at least two points by the special receiving contour 24 integrated in the fan device 12, for example by pre-tensioning and/or gluing. This applies to all embodiments and developments of the invention. The balancing elements 28 can be combined with one another in any way and, for example, have the same weight or a different weight, depending on the function and intended use.

Fig. 14 zeigt weiter eine Schnittansicht der Motorgebläsevorrichtung 10 gemäß dem ersten Beispiel 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 Seiten in der Rotationsebene A bzw. der Rotationsebene B angeordnet sind, wie in Fig. 14 dargestellt ist. Fig. 14 further shows a sectional view of the motor fan device 10 according to the first example with a determination of a maximum unbalance compensation. A receiving contour 24 is provided in the hub region 18 of the fan device 12. The receiving contour 24 is designed, for example, in the form of a groove 30 with two planes of rotation A and B, the plane of rotation B being spaced from the plane of rotation A by h = 15mm. The groove 30 itself has a diameter of R = 84mm measured from the axis of rotation 34. Furthermore, for example, two balancing elements 28 are provided in the form of balls 58, each having a diameter of 10mm and on opposite sides in the plane of rotation A or the plane of rotation B are arranged as in Fig. 14 is shown.

Der maximale dynamische Unwuchtausgleich ist nun gleich $$\begin{array}{l}=m\cdot R\cdot h=\left(\frac{4}{3}\cdot r^3\cdot \mathit{Pi}\cdot \rho \right)\cdot R\cdot h=\frac{4}{3}\cdot {\left(5\mathit{mm}\right)}^3\cdot \mathit{Pi}\cdot \mathrm{7,8}g/{\mathit{cm}}^3\cdot 84\mathit{mm}\cdot 15\mathit{mm}=\\ \approx 5000{\mathit{gmm}}^2\end{array}$$

The maximum dynamic unbalance compensation is now the same $$\begin{array}{l}=m\cdot R\cdot H=\left(\frac{4}{3}\cdot r^3\cdot \mathit{pi}\cdot \rho \right)\cdot R\cdot H=\frac{4}{3}\cdot {\left(5\mathit{mm}\right)}^3\cdot \mathit{pi}\cdot 7.8G/{\mathit{cm}}^3\cdot 84\mathit{mm}\cdot 15\mathit{mm}=\\ \approx 5000{\mathit{gmm}}^2\end{array}$$

Die Motorgebläsevorrichtung 10 enthält gemäß der 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.According to the invention described, the motor blower device 10 contains a special receiving contour 24 or receiving contours 24 integrated in the fan device 12. These receiving contours 24 each serve to fasten balancing masses 28 in different rotation planes 26, preferably perpendicular to the fan rotation axis 34. In these receiving contours 24, for example metallic or metal-containing balancing weights 28 attached. 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 unbalance of > 400 gmm ² when rotating around the fan rotation axis 34, as previously shown in the example of Fig. 14 was shown, which serves to reduce the overall dynamic imbalance of the fan. The balancing weight or the balancing element 28 is held or framed all around or at least at two points by means of this special receiving contour 24 from the outside, for example by pre-tensioning and/or gluing.

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.By introducing two, three or more receiving contours 24 into the fan device 12 for fastening balancing elements 28 or balancing masses in different rotation planes 26, the dynamic unbalance of engine cooling fans 10 can be balanced in a technically simple, automated manner for the first time. A method for automatically attaching balancing masses by pressing in or shooting in balls, for example, for static unbalance compensation can be adopted after adaptation for automated dynamic unbalance compensation. It is also conceivable to glue heavy, for example metal-containing, casting compounds into these contours 24 and thereby balance the dynamic unbalance of the blower 10. With the application of the invention, the deficiencies previously described with reference to the prior art can be essentially eliminated and a significant technical competitive advantage can thereby be realized.

Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen und Weiterbildungen können miteinander kombiniert werden, insbesondere einzelne Merkmale davon. Bei den Wuchtelementen 28 können 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.The previously described embodiments and further developments can be combined with one another, in particular individual features thereof. For the balancing elements 28, balancing elements 28 can be used that 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 the fan wheel 16 but also, for example, on the fan wheel 16 itself and/or, for example, the hub region 18 of the fan device 12.

Claims (10)

1. Engine fan device for a vehicle, the engine fan device having at least two or more mounting contours (24, 30, 50), in which one or two or more balancing elements (28) can be mounted, characterized in that at least two of the mounting contours (24) each have only one plane of rotation (26), wherein the at least two planes of rotation (26, A, B, C, D) are arranged offset from one another in the axial direction with respect to an axis of rotation (34) of the engine fan device (10), and wherein at least one mounting contour (24) is oriented open towards an upper side (42) and one mounting contour (24) is oriented open towards an underside (44) of the engine fan device (10), and wherein the mounting contours (24) are in each case provided for fixing at least one balancing element (28) in different planes of rotation (26).
2. Engine fan device according to Claim 1, characterized in that one or more mounting contours (24) are embodied in the form of at least one or more grooves (30), the grooves (30) being designed to run around all or part of the circumference.
3. Engine fan device according to Claim 1 or 2, characterized in that the at least one mounting contour (24) is arranged concentrically around the axis of rotation (34) of the engine fan device (10).
4. Engine fan device according to at least one of Claims 1 to 3, characterized in that at least one or more mounting contours (24) are arranged in a hub area (18) of a fan appliance (12) of the engine fan device (10) and/or at least one or more mounting contours (24) are arranged on the outside (46) of a fan wheel (16) of the fan appliance (12) and/or at least one or more mounting contours (24) are arranged adjoining the hub area (18) or at the inner end (40) of blade elements (14) of the fan appliance (12) and/or at least one or more mounting contours (24) are arranged at the outer end of the blade elements (14) or on the inside (44) of the fan ring (12) .
5. Engine fan device according to at least one of Claims 1 to 4, characterized in that the mounting contour (24) in the form of a groove (30) is designed to run around all or part of the circumference, the mounting contour (24) being divided by one or more ribs (36) in order to form one or more chambers (38), in which one or more balancing elements (28) can be mounted.
6. Engine fan device according to at least one of Claims 1 to 5, characterized in that multiple mounting contours (24) in the form of grooves (30) are arranged in a circle around the axis of rotation (34), the mounting contours (24) comprising chambers (38) of the same or different sizes, in which at least one or more balancing elements (28) can be mounted.
7. Engine fan device according to at least one of Claims 1 to 6, characterized in that a fan appliance (12) of the engine fan device (10) comprises at least one or more blade elements (14), at least one, more or all blade elements (14) having at least one or more mounting contours (24) in the form of openings (50), in which at least one balancing element (28) can be mounted, it being possible to arrange the mounting contours (24) on different levels of the blade element (14) or the blade elements (14), for example.
8. Engine fan device according to at least one of Claims 1 to 7, characterized in that a balancing element (28) for mounting in the mounting contour (24), for example a groove (30) or opening (50), is a spherical element (58), a rivet element (52), a mushroom-shaped element (54), a pin element (56) or a cylindrical element, an expanding spring element (62), a rectangular block element (60) or a casting compound (64), and the mounting contour (24) in the form of an opening (50) being of circular, oval and/or polygonal design, for example.
9. Engine fan device according to at least one of Claims 1 to 8, characterized in that the balancing element (28) is externally clamped and fixed thereby by the mounting contour (24) or is externally clamped by pre-tightening, and the balancing element (28) being additionally or alternatively capable of being fixed in the mounting contour (24) by means of adhesive.
10. Engine fan device according to at least one of Claims 1 to 9, characterized in that two or more or all balancing elements (28) are of different or the same design in respect of shape, dimensions, weight and/or material, a balancing element (28) being made of metal or being metallic, for example, a metallic balancing element (28) having a metal content of 25% to 100% by weight, for example.

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