DE3842871A1 - Vorrichtung zur belueftung des kuehlers eines selbstfahrmaschinenmotors - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zur Belüftung des Kühlers eines Selbstfahrmaschinenmotors, die in Kühlsysteme von Antriebsanlagen verwendet werden.

Eine gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführte Vorrichtung zur Belüftung des Kühlers eines Motors kann in Selbstfahrmaschinen verwendet werden, die ständig oder zeitweilig unter Verstaubungsbedingungen arbeiten. Besonders wirksam kann diese Vorrichtung auf landwirtschaftlichen Erntemaschinen, z. B. auf Getreidemähdreschern eingesetzt werden, bei deren Betrieb schwebende Teilchen von Ernterück­ ständen und Staub in großen Mengen gebildet werden.

Bekannte Vorrichtungen mit einer vergleichbaren Zweckbe­ stimmung finden ihre praktische Anwendung vorwiegend auf Ge­ treidemähdreschern. Sie haben beschränkte Aufgaben zu er­ füllen, welche in der Beseitigung von Ernterückständen und Staub vom Reinigungssieb des Luftaufnahmestutzens eines Motorkühlers bestehen, und beruhen auf der Ausnutzung der Zentrifugalkräfte, die bei der Drehung des Reinigungssiebes relativ zu der horizontal liegenden Achse entstehen. Dabei wird an der Innenseite des Reinigungssiebes, in der Regel, in seinem Unterteil ein Schild zum Neutralisieren der Anziehungskräfte der Staubteilchen angebracht. Diese Anziehungskräfte werden vom Luftstrom des Motorlüfters ausgelöst.

In der letzten Zeit verwendet man auch Einrichtungen, die den Staub von der Außenseite des Reinigungssiebes des Luftaufnahmestutzens mittels eines Spezialluftkanals ab­ saugen, der die Einrichtung zum Staubabsaugen unter Umgehung des Kühlers mit dem Motorlüfter verbindet.

Die obenerwähnten Vorrichtungen garantieren allerdings einen ausreichend längeren Betrieb des Kühlers ohne Ver­ stopfen desselben nicht. Ein Teil der in der Luft schwe­ benden faserigen Teilchen dringt durch das Reinigungs­ sieb des Luftaufnahmestutzens hindurch und verstopft allmählich den mittleren Bereich des Kühlers. In bestimm­ ten Zeitabständen hört der Kühler auf, seine Funktionen zu erfüllen; der Motor wird überhitzt, und es wird not­ wendig, den Kühler mit verschiedenen Wartungsmitteln durchzublasen, was unvermeidlich mit längeren Standzeiten der Maschine verbunden ist.

Zur Verlängerung der Dauer einer kontinuierlichen Arbeit wird der Kühler mit vergrößerten Abmessungen und mit einem ausreichend großen Abstand zwischen seinen Kühlplatten sowie mit einer beträchtlichen Reserve des Kühlvermögens ausgeführt.

Es ist unzweckmäßig, die Maschenweite beim Reini­ gungssieb des Luftaufnahmestutzens auf eine Größe von unter 1,5 mm zu reduzieren, weil das mit einer Vergröße­ rung der Abmessungen des Luftaufnahmestutzens sowie mit einer Zunahme seines Strömungswiderstandes verbunden ist; all dies führt unvermeidlich zu einer Erhöhung des Lei­ stungsverbrauches für den Antrieb eines leistungsfähigeren Lüfters.

Bei anderen Selbstfahrmaschinen, darunter auch bei Kraftfahrzeugen, weisen die Antriebsanlagen in der Regel keinen Luftaufnahmestutzen am Kühler auf; zum Schutz der Kühler gegen Verstopfen verwendet man manchmal einfachere Einrichtungen in Form von passiven Sieben oder Stoffiltern. Wegen der Verstopfungsneigung der Kühler bei den Kraftfahr­ zeugen und andern Selbstfahrmaschinen kann man die Ab­ messungen dieser Kühler nicht vermindern.

Außerdem ist eine Vorrichtung zur Belüftung eines Motorkühlers bekannt, in der zur Formierung und Zufüh­ rung des Rückluftstromes an die Innenfläche des Reinigungs­ siebes des Luftaufnahmestutzens ein Spezialkanal vorge­ sehen ist, der einen Luftaufnehmer, der sich an den Lüf­ ter des Motors von der Verdichtungsseite her anschließt, eine umführende Luftleitung für die Rückströmung sowie eine beim Reinigungssieb angeordnete drehbare Verteilungs­ einrichtung enthält.

Infolge einer geringen Leistung des Mittels der ge­ nannten Vorrichtung zu erzeugenden Rückluftstromes wird die umführende Luftleitung an dem Kühler vorüber auf der Außenseite geführt und sie kann den Kühler nicht durchblasen; wobei das Durchblasen des Reinigungssiebes des Luftaufnahmestutzens zonal mit Hilfe der drehbaren Verteilungseinrichtung verwirklicht wird, für deren An­ trieb eine zusätzliche Leistung erforderlich ist. Dabei muß man feststellen, daß ein zonales Durchblasen des Reinigungssiebes des Luftaufnahmestutzens, wie praktische Untersuchungen zeigen, wenig wirksam ist.

Zur Gewährleistung eines folgerichtigen Durchblasens des Kühlers und des Reinigungssiebes des Luftaufnahmestut­ zens gleichzeitig über den gesamten Querschnitt ist ein beträchtlich leistungsfähiger Rückluftstrom erforderlich.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Beseitigung der obenerwähnten Nachteile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung zur Belüftung des Kühlers eines Motors zu schaf­ fen, deren konstruktive Ausführung es gestattet, perio­ disch einen ausreichend starken in Gegenrichtung strömenden Luftstrom zu einem folgerichtigen Durchblasen des Kühlers und des Reinigungssiebes des Luftaufnahmestutzens gleich­ zeitig über den gesamten Querschnitt zu formieren, wobei eine Erhöhung der Leistungsfähigkeit des Lüfters ohne zu­ sätzlichen Leistungsverbrauch des Motors gewährleistet wird.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der Vorrichtung zur Belüftung des Kühlers eines Selbst­ fahrmaschinenmotors, enthaltend einen Axiallüfter, der vor einer der Stirnflächen eines Kühlers angeordnet ist, einen Luftaufnahmestutzen mit einem Reinigungssieb, welcher Luft­ aufnahmestutzen vor der anderen Stirnfläche des Kühlers angeordnet ist, einen diese verbindenden Saugkanal des Lüfters, sowie einen Zuführungskanal für die Zuführung eines in Gegenrichtung strömenden Luftstromes an das Rei­ nigungssieb, welcher Zuführungskanal einen Luftaufnehmer, der sich an den Lüfter anschließt und eine Luftleitung, welche den genannten Luftaufnehmer mit dem Saugkanal ver­ bindet, aufweist, erfindungsgemäß, eine Einrichtung zum Absperren des Saugkanals des Lüfters vorgesehen ist, die im Zwischenraum zwischen dem Lüfter und dem Kühler ange­ ordnet ist, und der Luftaufnehmer in Form von mindestens einem wendelförmigen Gehäuse ausgebildet ist, das den Lüfter an dessen Umfang umgibt.

Ein höherer Effekt wird im Falle erreicht, wo der Zuführungskanal für die Zuführung eines in Gegenrichtung strömenden Luftstromes mit dem Saugkanal im Bereich zwi­ schen der Einrichtung zum Absperren dieses Kanals und dem Kühler verbunden ist.

Die Verwendung der Erfindung wird auch effektiver sein, wenn man die Einrichtung zum Absperren des Saugka­ nals in Form eines steuerbaren Jalousiegitters ausbildet.

Eine solche Ausführung der erfindungsgemäßen Vor­ richtung gestattet es, das Verstopfen des Kühlers auszu­ schließen, die Leistungsfähigkeit der Maschine durch Re­ duzierung der Standzeiten für das Durchblasen des Kühlers zu erhöhen sowie die Leistungsfähigkeit des Lüfters ohne einen zusätzlichen Leistungsverbrauch zu steigern. Gleich­ zeitig kann die Einrichtung zum Absperren des Saugkanals ähnlich wie das bekannte Jalousiegitter als Regler der Temperaturverhältnisse des Motors zu kalten Jahreszeiten dienen.

Das Wesen der vorgeschlagenen Erfindung besteht in folgendem.

Die im Saugkanal unmittelbar vor dem Lüfter des Motors angeordnete Einrichtung zum Absperen dieses Saugkanals im geschlossenen Zustand, wo der abkühlende Luftstrom ab­ gesperrt ist, trägt zur Bildung eines Unterdruckraumes im Raum zwischen dem drehbaren Flügelrad des Lüfters und der geschlossenen Einrichtung bei, in welchen Unterdruck­ raum von seiten des Motors in der Längsrichtung der Lüf­ terachse ein in Gegenrichtung strömender Luftstrom hin­ einstrebt.

Aus dem genannten Unterdruckraum wird die Luft mit­ tels der Lüfterflügel mitgerissen, und bei ihrer Wen­ dung wird eine beträchtliche Luftmenge zum peripheren Be­ reich des Lüfters geschleudert, so daß dem Axiallüfter beim Einsatz der Einrichtung zum Absperren des Saugkanals, welche unmittelbar neben dem letzteren angeordnet ist, die Eigenschaften eines Zentrifugallüfters verliehen wer­ den.

Durch die Verwendung der Einrichtung zum vollständigen Absperren des abkühlenden Luftstromes im Saugkanal unmit­ telbar beim Lüfter wird außerdem die Bildung dieses Stro­ mes ausgeschlossen, und folglich auch die Einwirkung der Anziehungskräfte auf die Teilchen der Ernterückstände und des Staubes sowohl an der Oberfläche des Reinigungssiebes des Luftaufnahmestutzens als auch am Kühler verhindert, was zur Entfernung derselben durch eine weniger leistungs­ fähige Rückströmung beiträgt.

Der im peripheren Bereich des Lüfters angeordnete Luft­ aufnehmer, welcher in Form eines stufenlos in radialer Richtung vergrößerten und allmählich in Richtung des Küh­ lers wendelförmig geführten Gehäuses ausgebildet ist, trägt zur Formierung eines Rückluftstromes bei minimalen Verlu­ sten desselben bei.

Die Luftleitung, welche den genannten Luftaufnehmer mit dem Saugkanal verbindet, stellt eine unmittelbare Fortsetzung des wendelförmigen Gehäuses dar und gewähr­ leistet dessen Eintritt in den Saugkanal im Bereich zwi­ schen der Einrichtung zum Absperren des Saugkanals und dem Kühler.

Die genannte Kombination des wendelförmigen Luftauf­ nehmens, der im peripheren Bereich des Lüfters angeordnet ist, der Luftleitung für die Rückströmung und deren Ver­ bindungsteils zum Eintritt in den Saugkanal im Bereich zwischen der Einrichtung zum Absperren des Saugkanals und dem Kühler gewährleistet das Durchblasen des Kühlers von seiten des Lüfters und das Durchblasen des Reinigungssie­ bes des Luftaufnahmestutzens an der Innenseite dieses Siebes.

Ist die Einrichtung zum Absperren des Saugkanals in Form eines Jalousiegitters ausgebildet, wird eine beson­ ders einfache Ausführung ohne irgendeine merkliche Ver­ längerung des Saugkanals erzielt, wobei die Anordnung des Jalousiegitters im offenen Zustand unmittelbar beim Lüfter zu einer Stabilisierung des abkühlenden Luftstromes bei­ trägt, was zu einer höheren Leistungsfähigkeit des Lüfters ohne zusätzlichen Leistungsverbrauch führt.

Die Vorrichtung zur Belüftung des Kühlers, welche die erfindungsgemäßen Unterscheidungsmerkmale aufweist, gewähr­ leistet somit die Formierung eines kurzzeitigen, jedoch ausreichend leistungsstarken in Gegenrichtung strömenden Luftstromes, mit dessen Hilfe nicht nur das Reinigungssieb des Luftaufnahmestutzens, sondern auch der Kühler durchge­ blasen wird. Sie verlängert auch die Dauer der produktiven Arbeit der Maschine und gestattet es, die Abmessungen des Kühlers nicht nur durch einen kleineren Abstand zwischen den Kühlplatten, sondern auch durch Herabsetzung der Re­ serve des Kühlvermögens des Kühlers zu vermindern, sowie trägt zu einer Steigerung der Leistungsfähigkeit des Lüf­ ters ohne zusätzlichen Leistungsverbrauch bei.

Bei der Erprobung der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf Getreidemähdreschern wurde deren hohe Wirksamkeit festgestellt. Bei einem Abstand zwischen den Kühlplatten von 4 mm anstelle von 8 mm, wie das bei den Serienmaschi­ nen der Fall ist, war im Verlauf der ganzen Erntezeit praktisch kein Verstopfen des Motorkühlers zu verzeichnen.

Die Erprobungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergaben auch, daß die Leistungsfähigkeit des Axiallüfters beim Vorhandensein des unmittelbar neben der Stirnfläche des Lüfters angeordneten Jalousiegitters um 7 bis 12% zu­ nimmt.

Die oben beschriebenen Besonderheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachstehend anhand eines konkreten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung zur Belüf­ tung des Kühlers eines Motors und der Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Gesamtan­ sicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Belüftung des Kühlers eines Motors im Betriebzustand, im Schnitt;

Fig. 2 dasselbe, während des Durchblasens des Kühlers und des Reinigungssiebes des Luftaufnahmestutzens mit einem Rückluftstrom;

Fig. 3 Ansicht der Vorrichtung von seiten des Lüf­ ters.

Die Vorrichtung zur Belüftung des Kühlers eines Selbst­ fahrmaschinenmotors enthält einen Axiallüfter 1 (Fig. 1, 2), einen Luftaufnahmestutzen 2 mit einem Reinigungssieb 3, einen Kühler 4 und einen diese verbindenden Saugkanal 5 des Kühlers 1.

Im Saugkanal 5 ist im Zwischenraum zwischen dem Lüf­ ter 1 und dem Kühler 4 eine Einrichtung 6 zum Absperren des Saugkanals 5 angeordnet.

Außerdem weist die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Zuführungskanal 7 für die Zuführung eines in Gegen­ richtung strömenden Luftstromes auf, der einen Luftaufneh­ mer 8 und eine Luftleitung 9 umfaßt, welche den Luftauf­ nehmer 8 mit dem Saugkanal 5 des Lüfters 1 verbindet.

Der Luftaufnehmer 8 (Fig. 3) ist in Form von minde­ stens einem wendelförmigen Gehäuse ausgebildet, das den Lüfter 1 an dessen Umfang umgibt. Das wendelförmige Gehäu­ se weist eine komplizierte Form auf, die durch eine sich allmählich erweiternde und den Lüfter umgebende Rinne ge­ bildet wird, die stufenlos in Richtung des Kühlers 4 wen­ delförmig geführt wird. Der Zuführungskanal 7 (Fig. 1, 2) für die Zuführung des in Gegenrichtung strömenden Luft­ stromes kann mit dem Saugkanal 5 des Lüfters 1 im Bereich zwischen dem Kühler 4 und der Einrichtung 6 zum Absperren des Saugkanals 5 verbunden sein.

Die Einrichtung 6 zum Absperren des Saugkanals 5 des Lüfters 1 kann in Form eines steuerbaren Jalousiegitters ausgebildet werden.

Es sind auch andere konstruktive Ausführungsvarianten der Einrichtung 6 zum Absperren des Saugkanals 5 möglich.

Die vorliegende Ausführungsform der erfindungsgemä­ ßen Vorrichtung ist für Getreidemähdrescher vorgesehen, schließt aber andere Ausführungen der Vorrichtung zur Be­ lüftung des Motorkühlers bei anderen Selbstfahrmaschinen nicht aus, die beim Einsatz unter konkreten Arbeitsbedingun­ gen nicht weniger wirksam sind und unter Verwendung der Gesamtheit von Merkmalen der Erfindung realisiert werden können.

Die Vorrichtung zur Belüftung des Kühlers eines Selbstfahrmaschinenmotors arbeitet folgendermaßen.

Im Abkühlungszustand wird bei der Drehung des Axial­ lüfters 1 im Saugkanal 5 ein Vakuum erzeugt, wodurch die Bewegung des abkühlenden Luftstromes von der Außenseite des Reinigungssiebes 3 durch den Luftaufnahmestutzen 2, Lüfter 4 unter Passieren der geöffneten Einrichtung 6 zu den Flügeln des Lüfters 1 erfolgt.

Von dem Lüfter 1 wird der abkühlende Luftstrom in die Verdichtungszone, d. h. in Richtung eines Motors 10 bewegt.

Zusammen mit der einzusaugenden Luft gelangen an das Reinigungssieb 3 die in der Luft schwebenden Teilchen der Ernterückstände und des Staubes. Dabei fliegt der größte Teil des Mineralstaubes durch die Maschinen des Reini­ gungssiebes 3 und durch den Kühler 4 hindurch, während der größte Teil von Ernterückständen an der Außenseite des Reinigungssiebes 3 des Luftaufnahmestutzens 2 anhaftet. Gleichzeitig wird von einer gewissen Menge der schweben­ den Teilchen (wobei es sich meistenteils um faserige Teil­ chen handelt), welche nach der Bewegungsrichtung des Luft­ stromes orientiert sind und durch die Maschine des Rei­ nigungssiebes 3 hindurchfliegen, allmählich die Kühlfläche des Kühlers 4 verdeckt. Je nach dem Verstopfungsgrad des Reinigungssiebes des Luftaufnahmestutzens nimmt die Menge der durch das Reinigungssieb hindurchgehenden Luft allmäh­ lich ab und dann wird es notwendig, dieses zu reinigen. Zu diesem Zweck wird die Vorrichtung kurzzeitig aus dem Be­ triebszustand der Belüftung des Kühlers 4 mit der an der Außenseite des Reinigungssiebes 3 aufzunehmenden Kühl­ luft in den Betriebszustand der Reinigung durch ein kur­ zes vollständiges Absperren des Saugkanals 5 mittels der Einrichtung 6 überführt. Der von seiten des Luftaufnahme­ stutzens 2 und des Kühlers 4 zuzuführende abkühlende Luft­ strom verschwindet dabei. Es verschwinden auch die Anzie­ hungskräfte, welche die Teilchen des Schmutzes und Staubes an das Reinigungssieb des Luftaufnahmestutzens heranziehen.

Da der Lüfter 1 seine Drehung fortsetzt, wird in Raum zwischen seinem Flügelrad und der geschlossenen Einrich­ tung 6 ein Vakuum erzeugt, wodurch in den genannten Raum von seiten des Motors in Längsrichtung der Lüfterachse Luft eingesaugt wird. Diese Luft wird von den Flügeln des Lüfters 1 mitgerissen und nach seinem peripheren Bereich in den Luftaufnehmer 8 geschleudert. Auf diese Weise wird ein in Gegenrichtung strömender Luftstrom formiert. Infol­ ge einer Drucksteigerung wird der Luftstrom aus dem Luft­ aufnehmer 8 über den Zuführungskanal 7 für die Zuführung des in Gegenrichtung strömenden Luftstromes in den Saug­ kanal 5 bewegt, wobei er am Austritt aus diesem Kanal das Reinigungssieb 3 durchbläst und dieses vom angehafteten Schmutz reinigt.

Im Zusammenhang damit, daß der Zuführungskanal 7 für die Zuführung des in Gegenrichtung strömenden Luftstromes an den Saugkanal 5 angeschlossen ist, wird der Rückluft­ strom im Bereich zwischen der Einrichtung 6 und dem Küh­ ler 4 in den Raum vor dem Kühler geleitet, wobei er bei der Bewegung in Richtung des Reinigungssiebes den Kühler 4 über dessen gesamten Querschnitt durchbläst, wodurch sei­ ne Reinigung erfolgt. Mit Rücksicht darauf, daß das Ver­ stopfen des Reinigungssiebes um ein Mehrfaches intensiver vor sich geht, läßt sich die in der Zeit zwischen den ordentlichen Arbeitsgängen zur Reinigung des Siebes am Kühler angehäufte geringe Staubmenge ohne Energieverlu­ ste des Luftstromes entfernen. Der vom Kühler entfernte Staub scheidet teilweise in einem Staubsammler (in Figur nicht wiedergegeben) im Innenraum des Luftaufnahmestutzens 2 ab, während der größte Teil des Staubes, wie das die Versuche gezeigt haben, unter mehrfachen Einwirkung der in Gegenrichtung strömenden Luftströme ihre Bewegungs­ richtung ändert und über den Kühler in Richtung des Lüf­ ters durchfliegt.

Dadurch, daß der Luftaufnehmer 8 in Form eines sich allmählich erweiternden wendelförmigen Gehäuses ausgeführt ist, werden die Verluste des Rückluftstromes auf ein Minimum reduziert, was zu einer vollständigeren Entfernung des Schmutzes vom Reinigungssieb 3 beiträgt.

Außerdem erfolgt bei einem schnellen Absperren des Saugkanals 5 durch die Einrichtung 6 ein Druckluft­ stoß, ein "Knall", der die am Kühler 4 oder am Reinigungs­ sieb 3 anhaftenden Staubteilchen abreißt und somit zu einer vollständigeren Reinigung des Kühlers und des Reini­ gungssiebes des Luftaufnahmestutzens 2 durch den Rückluft­ strom beiträgt.

Dementsprechend wird innerhalb einer recht längeren Zeit keine Wartung, u.zw. keine Reinigung des Kühlers er­ forderlich.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Belüftung des Kühlers eines Selbst­ fahrmaschinenmotors, enthaltend:

• - einen Axiallüfter (1), der vor einer der Stirnflächen eines Kühlers (4) angeordnet ist,
• - einen Luftaufnahmestutzen (2) mit einem Reinigungssieb (3), welcher Luftaufnahmestutzen vor der anderen Stirn­ fläche des Kühlers (4) angeordnet ist, einen diese ver­ bindenden
• - Saugkanal (5) des Lüfters (1), sowie
• - einen Zuführungskanal (7) für die Zuführung eines in Gegenrichtung strömenden Luftstromes an das Reinigungs­ sieb (3), welcher Zuführungskanal
• - einen Luftaufnehmer (8), der sich an den Lüfter (1) anschließt, und
• - eine Luftleitung (9), welche den genannten Luftaufneh­ mer (8) mit dem Saugkanal (5) verbindet,

aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in dieser Vorrichtung

• - eine Einrichtung (6) zum Absperren des Saugkanals (5) des Lüfters (1), vorgesehen ist, die im Zwischenraum zwischen dem Lüfter (1) und dem Kühler (4) angeordnet ist, und der Luftaufnehmer (8) in Form von mindestens einem wendelförmigen Gehäuse ausgebildet ist, das den Lüfter (1) an dessen Umfang umgibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Zuführungskanal (7) für die Zuführung eines in Gegenrichtung strömenden Luft­ stromes mit dem Saugkanal (5) im Bereich zwischen der Einrichtung (6) zum Absperren dieses Kanals (5) und dem Kühler (4) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (6) zum Absperren des Saugkanals (5) in Form eines steuer­ baren Jalousiegitters ausgebildet ist.