DE102010028099A1 - Axial - Google Patents
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Abstract
Axiallüfter (1, 1', 1'') mit einer Nabe (2, 2', 2'') zur Verbindung des Axiallüfters (1, 1', 1'') mit einem elektrischen Antriebsmotor, wobei die Nabe (2, 2', 2'') im Wesentlichen topfartig ausgebildet ist und einen Stirnbereich (3, 3', 3'') sowie einen im Wesentlichen zylindrischen Umfangsbereich (4, 4', 4'') aufweist, und wobei die Nabe (2, 2', 2'') eine zentrische Montageöffnung (5, 5', 5'') aufweist, über welche die Nabe (2, 2', 2'') mit der Antriebswelle des Motors verbunden werden kann, wobei der Stirnbereich (3, 3', 3'') zur Erzielung einer im Wesentlichen biegeweich Verbindung von mehreren Ausformungen (6, 6', 6'') unterbrochen wird, und wobei sich zwischen jeweils benachbarten Ausformungen stegartige Verbindungselemente (7, 7', 7'') ausformen, wobei sich die Ausformungen (6, 6', 6'') im Wesentlichen gleichmäßig um die Mittelachse (M, M', M'') der zentrischen Montageöffnung (5, 5', 5'') auf dem Stirnbereich erstreckenAxial fan (1, 1 ', 1' ') with a hub (2, 2', 2 '') for connecting the axial fan (1, 1 ', 1' ') with an electric drive motor, wherein the hub (2, 2 ', 2' ') is substantially cup-shaped and has an end region (3, 3', 3 '') and a substantially cylindrical peripheral region (4, 4 ', 4' '), and wherein the hub (2, 2 ', 2' ') has a central mounting opening (5, 5', 5 ''), via which the hub (2, 2 ', 2' ') can be connected to the drive shaft of the motor, wherein the end region (3, 3 ', 3' ') to achieve a substantially flexible connection of a plurality of formations (6, 6', 6 '') is interrupted, and wherein between each adjacent formations web-like connecting elements (7, 7 ', 7' ') , wherein the formations (6, 6 ', 6' ') extend substantially uniformly around the central axis (M, M', M '') of the central mounting opening (5, 5 ', 5' ') on the front area
Description
Die Erfindung betrifft einen Axiallüfter, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an axial fan, according to the preamble of patent claim 1.
Axiallüfter, und Lüfter im Allgemeinen, weisen üblicherweise eine herstellungsbedingte Unwucht auf, welche in deren Betrieb zu ungewünschten Vibrationen führen kann. Des Weiteren können durch Motor- und Luftstromgeräusche der Lüfter im Betrieb störende Geräusche entstehen. Insbesondere erzeugen die Lüfterräder für die Motorkühlung bedingt durch die vorhandene Restunwucht statische und dynamische Schwingungen, die von den Lüfterblättern über die Lüfternabe auf den Motor und somit auf das Kühlmodul übertragen werden. Derartige ungewünschte Vibrationen und störende Geräusche sollten insbesondere in Komfortanwendungen gedämpft werden.Axial fans, and fans in general, usually have a production-related imbalance, which can lead to unwanted vibrations in their operation. In addition, engine and airflow noise can cause the fan to produce annoying noise during operation. In particular, due to the residual imbalance generated, the fan wheels for the engine cooling generate static and dynamic vibrations that are transmitted from the fan blades via the fan hub to the engine and thus to the cooling module. Such unwanted vibrations and disturbing noises should be damped especially in comfort applications.
Dazu sehen verschiedene Techniken das Anbringen von speziellen Dämpfern vor, die das Lüfterrad und das Kühlmodul entkoppeln sollen. Die Dämpfer stellen jedoch einen erhöhten Montagaufwand dar. Zudem wird durch zusätzliche Bauteile das Gewicht der Lüftereinheit erhöht.To this end, various techniques provide for the attachment of special dampers to decouple the fan and the cooling module. However, the dampers represent an increased installation effort. In addition, the weight of the fan unit is increased by additional components.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Axiallüfter zu schaffen, bei dem auf den Einsatz eines separaten Dämpfers oder dergleichen verzichtet werden kann.The invention is therefore an object of the invention to provide an axial fan in which can be dispensed with the use of a separate damper or the like.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Axiallüfter mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by an axial fan with the features of claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Erfindungsgemäß ist der Axiallüfter dadurch gekennzeichnet, dass der Stirnbereich zur Erzielung einer im Wesentlichen biegeweichen Verbindung von mehreren Ausformungen unterbrochen wird, wobei sich zwischen jeweils zwei benachbarten Ausformungen stegartige Verbindungselemente ausformen, und wobei sich die Ausformungen im Wesentlichen gleichmäßig um die Mittelachse der zentrische Montageöffnung auf dem Stirnbereich erstrecken. Unter einer biegeweichen Verbindung wird eine Verbindung verstanden, bei der der ein Drehmoment übertragende Stirnbereich zwischen der Montageöffnung und den Lüfterrädern elastisch bzw. nachgebend ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass weniger Schwingungen auf die Zarge, das Kühlmodul und somit das Fahrzeug übertragen werden, da die stegartigen Verbindungselemente diese Schwingungen oder Unwuchten kompensieren bzw. deutlich verringern können. Die stegartigen Verbindungselemente bewirken somit, dass sich im Betrieb die Hauptträgheitsachse des Lüfterrades in Richtung der Rotationsachse verlagern kann.According to the invention, the axial fan is characterized in that the front area is interrupted to achieve a substantially flexible connection of several formations, wherein web-like connecting elements form between each two adjacent formations, and wherein the formations substantially uniformly about the central axis of the central mounting hole on the Extend forehead area. A flexible connection is understood as meaning a connection in which the front region, which transmits a torque, is elastic or yielding between the mounting opening and the fan wheels. This means that less vibrations are transmitted to the frame, the cooling module and thus the vehicle, since the web-like connecting elements can compensate for these vibrations or imbalances or significantly reduce. The web-like connecting elements thus have the effect that, during operation, the main axis of inertia of the fan wheel can shift in the direction of the axis of rotation.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Ausformungen als Ausnehmungen ausgebildet sind, die den Stirnbereich der Nabe vollständig durchgreifen. Die zwischen zwei benachbarten Ausnehmungen bestehen bleibenden Materialstränge bilden die stegartigen Verbindungselemente. Die Ausnehmungen können sich bevorzugt gleichmäßig um die Montageöffnung der Nabe auf dem Stirnbereich erstrecken. Bevorzugt weisen die verbleibenden Stege eine zur Ausnehmung bzw. Ausformung deutlich kleinere Breite aus bzw. sind die Stege im Gegensatz zur Ausnehmung sehr schmal ausgeführt.One embodiment provides that the formations are formed as recesses, which pass completely through the end region of the hub. The remaining between two adjacent recesses material strands form the web-like connecting elements. The recesses may preferably extend uniformly around the mounting opening of the hub on the front region. Preferably, the remaining webs have a significantly smaller width for the recess or molding or the webs, in contrast to the recess, are made very narrow.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Ausformungen als Vertiefungen ausgebildet sind, die eine im Gegensatz zum Stirnbereich reduzierte Wandstärke aufweisen. Dabei bilden die zwischen zwei benachbarten Vertiefungen bestehen bleibenden erhabenen Materialstränge die stegartigen Verbindungselemente. Auch hier weisen die verbleibenden erhabenen Stege eine zur Vertiefung bzw. Ausformung deutlich kleinere Breite aus bzw. sind die Stege im Gegensatz zur Vertiefung deutlich schmaler ausgeführt. Die Bereiche mit geringerer Wandstärke haben dabei keine tragende Funktion. Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Ausformungen balgartig ausgebildet sind, wobei die balgartige Ausformung einen im Wesentlichen S-förmigen Querschnitt mit einer radial innen liegenden und einer radial außen liegenden Falte aufweist, und wobei die Falten das stegartige Verbindungselement ausbilden. Beispielsweise können die balgartigen Ausformungen eine im Vergleich zum restlichen Stirnbereich reduzierte Wandstärke aufweisen. Die balgartigen Ausformungen erstrecken sich im Wesentlichen kreisringförmig durchgehend um die Montageöffnung. Beispielsweise können ein oder mehrere balgartige Ausformungen vorgesehen sein. Beispielsweise können sich mehrere nebeneinander vorgesehene balgartige Ausformungen durch Größe und Gestalt voneinander unterscheiden.A further embodiment provides that the formations are formed as depressions, which have a reduced wall thickness in contrast to the end region. In this case, the raised material strands remaining between two adjacent depressions form the web-like connecting elements. Here, too, the remaining raised webs have a width that is significantly smaller for recessing or forming or, in contrast to the recess, the webs are made significantly narrower. The areas with a smaller wall thickness have no supporting function. Another embodiment provides that the formations are bellows-shaped, wherein the bellows-like formation has a substantially S-shaped cross section with a radially inner and a radially outer fold, and wherein the folds form the web-like connecting element. For example, the bellows-like formations may have a reduced wall thickness compared to the rest of the end region. The bellows-like formations extend substantially annularly continuously around the mounting opening. For example, one or more bellows-like formations may be provided. For example, a plurality of adjacent bellows-like formations may differ in size and shape from each other.
Beispielsweise können die Ausformungen langlochartig ausgebildet sein, wobei sich mehrere Ausformungen in Umfangsrichtung gleichmäßig im Wesentlichen neben- und/oder übereinander kreisringförmig verlaufend um die zentrische Montageöffnung verteilen bzw. erstrecken können. Die Ausformungen verlaufen somit gleichmäßig auf einem bestimmten Radius um die Montageöffnung herum. Die Langlöcher können den Stirnbereich vollständig durchgreifen oder lediglich als Vertiefungen mit geringerer Materialstärke ausgebildet sein. Die verbleibenden Materialstränge zwischen benachbarten (über- oder nebeneinander angeordneten) Langlöchern bilden die stegartigen Verbindungselemente.For example, the formations may be formed slot-like, wherein a plurality of formations in the circumferential direction evenly distributed and / or extend around the central mounting hole evenly next to and / or one above the other circularly extending. The formations thus run uniformly over a certain radius around the mounting opening. The elongated holes can pass completely through the forehead region or can be formed only as depressions with a lesser material thickness. The remaining strands of material between adjacent oblong holes (above or next to one another) form the web-like connecting elements.
Beispielsweise können die Ausformungen sichel- oder fächerförmig ausgebildet sein, wobei sich die Ausformungen ausgehend von der Montageöffnung radial nach außen erstrecken und sich im Wesentlichen kreisringförmig um die Montageöffnung verteilen. Die Breite einer jeden sichel- oder fächerförmigen Ausformung erhöht sich dabei gleichmäßig ausgehend von der Montageöffnung in radialer Richtung nach außen.For example, the formations may be sickle-shaped or fan-shaped, with the formations starting from the Mounting opening extend radially outward and distribute substantially annular around the mounting hole. The width of each sickle-shaped or fan-shaped formation increases uniformly starting from the mounting opening in the radial direction to the outside.
Beispielsweise können die Ausformungen gerade ausgebildet sein und sich von der zentrischen Öffnung ausgehend radial nach außen erstrecken, wobei sich zwischen den Ausformungen gerade verlaufende stegartige Verbindungselemente ausbilden. Die stegartigen Verbindungselemente können sich gleichmäßig um die Montageöffnung auf der Stirnfläche verteilen.For example, the formations may be straight and extend radially outward from the central opening, with straight web-like connecting elements forming between the formations. The web-like connecting elements can be evenly distributed around the mounting opening on the end face.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, verschiedene Ausformungen bzw. Ausführungsformen miteinander zu kombinieren.For example, it can be provided to combine different embodiments or embodiments with one another.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die als Ausnehmung ausgebildeten Ausformungen mit einer Folie, insbesondere einer Klebefolie, bedeckt sein können. Dies ist insbesondere aus aerodynamischer Sicht vorteilhaft. Beispielsweise kann der gesamte Stirnbereich (Vorder- und/oder Rückseite) mit einer Folie bedeckt sein. Die Folie hat dabei keine tragende Funktion.A preferred embodiment provides that the formations designed as a recess can be covered with a film, in particular an adhesive film. This is particularly advantageous from an aerodynamic point of view. For example, the entire front area (front and / or back) may be covered with a film. The foil has no supporting function.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass innerhalb der topfartigen Nabe eine Vielzahl von sich in radialer und axialer Richtung erstreckender Verstärkungsrippen angeordnet sein kann. Diese Verstärkungsrippen können beispielsweise L-Förmig ausgebildet sein und sich im Wesentlichen zumindest bereichsweise an den Stirn- und Umfangsbereich der Nabe abstützen. Mit den Verstärkungsrippen soll einerseits eine ausreichende Biegesteifigkeit der Nabe und andererseits ein Kühleffekt für umliegende Bauteile, beispielsweise den Antriebsmotor, realisiert werden.A further preferred embodiment provides that a multiplicity of reinforcing ribs extending in the radial and axial direction can be arranged within the cup-shaped hub. These reinforcing ribs may be formed, for example, L-shaped and substantially at least partially supported on the front and peripheral portion of the hub. The reinforcing ribs on the one hand sufficient bending stiffness of the hub and on the other hand, a cooling effect for surrounding components, such as the drive motor, can be realized.
Beispielsweise können sich die Ausformungen in radialer Ausrichtung im Wesentlichen bis zur Stirnseite der Verstärkungsrippen auf dem Stirnbereich erstrecken.For example, the protrusions may extend in radial alignment substantially to the end face of the reinforcing ribs on the forehead area.
Beispielsweise kann der Axiallüfter einstückig, insbesondere als Kunststoffspritzteil, ausgebildet sein.For example, the axial fan can be formed in one piece, in particular as a plastic injection-molded part.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Gleiche Bezugszeichen bedeuten gleiche Bauteile.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description in which several embodiments of the invention are described with reference to the drawings. The features mentioned in the claims and in the description may each be essential to the invention individually or in any desired combination. Like reference numerals mean like components.
Es zeigen:Show it:
Der Stirnbereich
Die Ausformungen
Die Nabe
Die Ausformungen
Zwischen benachbarten Langlöchern verbleiben jeweils Materialstränge bestehen, wobei die Materialstränge die stegartigen Verbindungselemente
Der Stirnbereich
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