DE102011086379A1 - Fan module of air conditioning system for motor car, has fan wheel whose hub is arranged on outside of externally polygonal shaped portion arranged opposite to the steel sleeve - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Gebläsemodul für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einer Welle aus Stahl, auf der zumindest ein Lüfterrad aus Kunststoff angeordnet ist, und mit wenigstens einem Elektromotor zum Antreiben der Welle, wobei Mittel zur drehfesten Anordnung des Lüfterrads auf der Welle vorgesehen sind. The invention relates to a fan module for a motor vehicle, with at least one shaft made of steel, on which at least one fan made of plastic is arranged, and with at least one electric motor for driving the shaft, wherein means are provided for the rotationally fixed arrangement of the fan wheel on the shaft.
Ferner betrifft die Erfindung eine Klimatisierungseinheit für ein Kraftfahrzeug mit einem Gebläsemodul wie es oben beschrieben wurde. Furthermore, the invention relates to an air conditioning unit for a motor vehicle with a fan module as described above.
Stand der TechnikState of the art
Gebläsemodule sowie Klimatisierungseinrichtungen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Üblicherweise umfasst ein derartiges Gebläsemodul einen Elektromotor, auf dessen Abtriebswelle beziehungsweise Rotorwelle direkt ein Lüfterrad angeordnet ist, das in Rotation versetzt eine Luftströmung in einem Gebläsekanal erzeugt. Die Befestigung des Lüfterrads auf der Welle erfolgt in den meisten Fällen über eine reibschlüssige Welle-Nabe-Verbindung. Durch ein definiertes Übermaß zwischen der Welle und der Nabe des Lüfterrads entsteht dabei eine Pressverbindung beziehungsweise -passung. Üblicherweise besteht dabei die Welle aus Stahl und das Lüfterrad aus Kunststoff, wobei die Pressverbindung so gewählt ist, dass bei unterschiedlichen Betriebstemperaturen, von beispielsweise –40°C bis +80°C, ein gefordertes Drehmoment von der Welle auf die Nabe beziehungsweise das Lüfterrad übertragen werden kann. Blower modules and air conditioning devices of the type mentioned are known from the prior art. Typically, such a fan module comprises an electric motor, on the output shaft or rotor shaft directly a fan wheel is arranged, which generates an air flow in a fan duct offset in rotation. The attachment of the fan wheel on the shaft takes place in most cases via a frictional shaft-hub connection. By a defined excess between the shaft and the hub of the fan thereby creates a press connection or fit. Usually, the shaft consists of steel and the fan of plastic, wherein the press connection is selected so that at different operating temperatures, for example, -40 ° C to + 80 ° C, a required torque transmitted from the shaft to the hub or the fan can be.
Zur Absicherung des Langzeitverhaltens der Welle-Nabe-Verbindung sind zum einen das Kriechverhalten des Kunststoffs und die damit verbundene Abminderung des Fugendrucks zwischen Nabe und Welle und zum anderen die stark unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Lüfterrads und der Welle, die ebenso zu einer Reduzierung des Fugendrucks zwischen Nabe und Welle führen können, zu beachten. Diese Effekte führen dazu, dass das übertragbare Drehmoment bei einer Betriebstemperatur von 80°C in etwa nur der Hälfte des Drehmoments entspricht, das bei 20°C übertragen werden kann. To secure the long-term behavior of the shaft-hub connection are on the one creep of the plastic and the associated reduction of the joint pressure between the hub and shaft and on the other the very different thermal expansion coefficients of the fan and the shaft, which also reduces the joint pressure between Hub and shaft can lead to note. These effects mean that the transmittable torque at an operating temperature of 80 ° C corresponds to about half of the torque that can be transmitted at 20 ° C.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Gebläsemodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, dass unabhängig vom Temperaturbereich stets das volle Drehmoment von der Welle auf das Lüfterrad übertragen wird, auch noch nach hoher Lebensdauer des Gebläsemoduls und bei starken Temperaturveränderungen. Das erfindungsgemäße Gebläsemodul zeichnet sich dadurch aus, dass die Mittel eine Stahlhülse umfassen, die innenseitig einen kreisförmigen Querschnitt zur Aufnahme der Welle und außenseitig eine Polygonalform, die komplementär zu einer die Stahlhülse aufnehmenden Nabe des Lüfterrads ausgebildet ist, aufweist. Das Gebläsemodul sieht somit eine Stahlhülse vor, die die Welle aufnimmt. Damit weisen die Welle und die Stahlhülse zunächst einmal den gleichen Temperaturausdehnungskoeffizienten auf, sodass wenn die Stahlhülse auf der Welle insbesondere per Presspassung gehalten ist, sich diese Presspassung mit zunehmender oder abnehmender Temperatur zumindest im Wesentlichen nicht verändert. Weiterhin ist vorgesehen, dass das Lüfterrad eine Nabe aufweist, die einen polygonalen Querschnitt aufweist, der komplementär zu der Mantelaußenwand beziehungsweise -seite der Stahlhülse ausgebildet ist. Die Nabe nimmt dabei die Stahlhülse auf. Somit ist zunächst eine Drehmomentübertragung von der Welle auf die Stahlhülse aufgrund der gleichen Temperaturausdehnungskoeffizienten in unterschiedlichen Betriebstemperaturen gewährleistet, und die weitere Drehmomentübertragung von der Stahlhülse auf die Nabe durch den durch die Polygonalform gebildeten Formschluss zwischen Nabe und Stahlhülse. Dadurch wird insgesamt eine sichere Drehmomentübertragung sowohl bei hohen als auch bei niedrigen Temperaturen stets und dauerhaft sicher gewährleistet. The blower module according to the invention with the features of claim 1 has the advantage that regardless of the temperature range, the full torque is always transmitted from the shaft to the fan, even after a long service life of the fan module and strong temperature changes. The blower module according to the invention is characterized in that the means comprise a steel sleeve having on the inside a circular cross-section for receiving the shaft and on the outside a polygonal shape which is complementary to a steel sleeve receiving hub of the fan wheel has. The fan module thus provides a steel sleeve which receives the shaft. Thus, the shaft and the steel sleeve initially have the same coefficient of thermal expansion, so that when the steel sleeve is held on the shaft, in particular by press-fitting, this press-fit at least substantially does not change with increasing or decreasing temperature. Furthermore, it is provided that the fan wheel has a hub which has a polygonal cross-section which is complementary to the outer shell wall or side of the steel sleeve. The hub absorbs the steel sleeve. Thus, initially a torque transmission from the shaft to the steel sleeve is ensured due to the same temperature expansion coefficients at different operating temperatures, and the further torque transmission from the steel sleeve to the hub through the form fit between hub and steel sleeve formed by the polygonal shape. As a result, a safe torque transmission is ensured always and permanently safe both at high and at low temperatures.
Vorzugsweise weist die Stahlhülse wenigstens einen Radialvorsprung und/oder eine Radialvertiefung auf, die mit einer Radialaufnahme oder einer Radialerhebung der Nabe zur formschlüssigen Drehmitnahme zusammenwirkt. Der Radialvorsprung, die Radialvertiefung, die Radialaufnahme oder die Radialerhebung bilden somit die Polygonalform der Mantelaußenwand der Stahlhülse. Vorzugsweise erstreckt sich die jeweilige radiale Abweichung von der Kreisform über die gesamte axiale Länge der Stahlhülse, und zwar in axialer Richtung beziehungsweise achsparallel, sodass ein Aufschieben der Nabe auf die Stahlhülse auf einfache Art und Weise gewährleistet ist. Besonders bevorzugt sind die Stahlhülse und die Nabe derart ausgebildet, dass sie zusätzlich eine Presspassung bilden, die insbesondere zur axialen Festlegung des Lüfterrads auf der Stahlhülse dient. Preferably, the steel sleeve has at least one radial projection and / or a radial recess, which cooperates with a radial receptacle or a radial elevation of the hub for positive rotational driving. The radial projection, the radial recess, the radial receptacle or the radial elevation thus form the polygonal shape of the outer shell wall of the steel sleeve. Preferably, the respective radial deviation extends from the circular shape over the entire axial length of the steel sleeve, in the axial direction or parallel to the axis, so that a sliding of the hub on the steel sleeve is ensured in a simple manner. Particularly preferably, the steel sleeve and the hub are designed such that they additionally form a press fit, which serves in particular for the axial fixing of the fan wheel on the steel sleeve.
Vorzugsweise ist die Polygonalform zahnradförmig, wellenförmig oder kantig ausgebildet. So ist es denkbar, den Außenquerschnitt der Stahlhülse als Mehrkantform, als Zahnrad oder als Wellenrad auszubilden. Besonders bevorzugt ist die Polygonalform eine symmetrisch ausgebildete Polygonalform.Preferably, the polygonal shape is gear-shaped, wavy or edged. Thus, it is conceivable to form the outer cross section of the steel sleeve as a polygonal shape, as a gear or as a wave wheel. Particularly preferably, the polygonal shape is a symmetrical polygonal shape.
Vorzugsweise, wie bereits erwähnt, bilden die Welle und die Stahlhülse eine Presspassung, durch welche die Stahlhülse auf der Welle sowohl axial als auch in Drehrichtung festgelegt ist. Preferably, as already mentioned, the shaft and the steel sleeve form a press fit, by which the steel sleeve is fixed on the shaft both axially and in the direction of rotation.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen der Welle und der Stahlhülse und/oder zwischen der Stahlhülse und der Nabe zumindest bereichsweise eine Klebstoffschicht vorgesehen ist. Die Klebstoffschicht dient zur zusätzlichen Sicherung der jeweiligen Verbindung und ist besonders bevorzugt in einem Axialabschnitt der Nabe mit vergrößertem Innendurchmesser angeordnet. According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that at least partially an adhesive layer is provided between the shaft and the steel sleeve and / or between the steel sleeve and the hub. The adhesive layer serves to additionally secure the respective connection and is particularly preferably arranged in an axial section of the hub with an enlarged inner diameter.
Die erfindungsgemäße Klimatisierungseinrichtung zeichnet sich durch ein Gebläsemodul wie es oben beschrieben wurde aus und führt zu den entsprechenden, oben bereits genannten Vorteilen. The air conditioning device according to the invention is characterized by a blower module as described above and leads to the corresponding advantages already mentioned above.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. In the following, the invention will be explained in more detail with reference to the drawing.
Dazu zeigen:To show:
Die Welle
Außenseitig weist die Stahlhülse
Claims (7)
Priority Applications (1)
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Publications (1)
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Cited By (3)
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| JP2016014365A (en) * | 2014-07-03 | 2016-01-28 | 株式会社日本クライメイトシステムズ | Fan mounting structure |
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2011
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| JP2016014365A (en) * | 2014-07-03 | 2016-01-28 | 株式会社日本クライメイトシステムズ | Fan mounting structure |
| EP3159548A4 (en) * | 2014-07-03 | 2017-08-16 | Japan Climate Systems Corporation | Fan attachment structure |
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