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EP3887684A1 - Impeller of a motor vehicle - Google Patents

Impeller of a motor vehicle

Info

Publication number
EP3887684A1
EP3887684A1 EP20701598.3A EP20701598A EP3887684A1 EP 3887684 A1 EP3887684 A1 EP 3887684A1 EP 20701598 A EP20701598 A EP 20701598A EP 3887684 A1 EP3887684 A1 EP 3887684A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fan
rotation
fan wheel
wheel
axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20701598.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Michael Mauss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Original Assignee
Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Brose Fahrzeugteile SE and Co KG filed Critical Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Publication of EP3887684A1 publication Critical patent/EP3887684A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/325Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow fans
    • F04D29/326Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow fans comprising a rotating shroud
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/325Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow fans
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/02Pumping cooling-air; Arrangements of cooling-air pumps, e.g. fans or blowers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D19/00Axial-flow pumps
    • F04D19/002Axial flow fans
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04D25/00Pumping installations or systems
    • F04D25/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • F04D25/02Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/08Units comprising pumps and their driving means the working fluid being air, e.g. for ventilation
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    • F04D29/66Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/661Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/667Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps by influencing the flow pattern, e.g. suppression of turbulence
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00Components
    • F05D2240/20Rotors
    • F05D2240/30Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05D2240/303Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor related to the leading edge of a rotor blade
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00Components
    • F05D2240/20Rotors
    • F05D2240/30Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05D2240/304Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor related to the trailing edge of a rotor blade
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00Geometry
    • F05D2250/10Two-dimensional
    • F05D2250/18Two-dimensional patterned
    • F05D2250/184Two-dimensional patterned sinusoidal

Definitions

  • the invention relates to a fan wheel of a motor vehicle, with a hub to which a number of fan blades are connected.
  • the fan wheel is preferably an integral part of a radiator fan of the motor vehicle.
  • the invention further relates to a radiator fan of a motor vehicle, such as a main fan.
  • a liquid coolant is usually used, which in turn has to be cooled. This is usually done by means of a coolant network acted upon by an air stream, which is in heat exchange with the coolant.
  • the coolant is conducted into pipes that are incorporated into the cooler network. Since in particular at low vehicle speeds the airstream is normally not sufficient for cooling, it is known to use an electric fan by means of which the airstream is increased.
  • the fan is arranged behind the cooler network in the direction of travel. With the help of a fan wheel of the fan, the air is sucked through the cooler network and directed to the internal combustion engine.
  • the invention has for its object to provide a particularly suitable fan wheel of a motor vehicle and a particularly suitable radiator fan of a motor vehicle, in particular an air volume throughput is increased.
  • the fan wheel is a component of a motor vehicle and in particular a component of a radiator fan.
  • the fan wheel is suitable, in particular seen and set up to suck or blow air through a radiator of the motor vehicle.
  • the radiator fan and thus also the fan wheel are preferably used to cool an internal combustion engine of the motor vehicle.
  • a coolant is suitably cooled by means of the cooler, and / or an air flow is directed onto the possible internal combustion engine by means of the fan wheel.
  • the fan wheel is, for example, a component of a blower, by means of which in particular air is conveyed into an interior of a motor vehicle.
  • the motor vehicle is suitably land-bound and for example a passenger car (car).
  • the motor vehicle is a utility vehicle, for example a truck (truck) or a bus.
  • the fan wheel has, in particular, an essentially flat design. At least, however, the expansion of the fan wheel in one plane is larger than perpendicular to it.
  • the fan wheel is suitable, in particular provided and set up, to be rotated about an axis of rotation.
  • the axis of rotation is perpendicular to the plane within which the fan wheel is arranged.
  • the fan wheel is preferably an axial fan. This means that air is moved along the axis of rotation when the fan wheel is used.
  • the diameter of the fan wheel is expediently between 20 cm and 50 cm, between 25 cm and 45 cm and for example essentially equal to 30 cm, where there is expediently a deviation of 5 cm, 2 cm or 0 centimeters.
  • the fan wheel itself has a hub to which a number of fan blades are connected.
  • the hub is suitable, in particular provided and set up, for being attached to an electric motor. In the assembled state, any electric motor is expediently attached to the hub, by means of which the fan wheel is rotated about the axis of rotation.
  • the hub is suitably arranged concentrically to the axis of rotation, which reduces an imbalance and thus unwanted noise and excessive stress.
  • the hub is preferably designed essentially in the shape of a pot, a bottom of the pot advantageously being arranged substantially perpendicular to the axis of rotation.
  • the fan blades are suitably connected to an outer periphery of a wall of the cup-shaped hub.
  • the pot opening is expediently arranged against any air flow, in particular a direction of wind and / or a direction of movement of the motor vehicle. Air resistance is thus reduced.
  • the hub is expediently essentially smooth on the outside.
  • the fan blades are connected to the hub and, for example, in one piece with it.
  • the complete fan wheel is expediently in one piece, which simplifies production.
  • the fan wheel is particularly preferably made of a plastic, so that a weight is reduced and a shape is simplified. In this case, the fan wheel is particularly preferably produced in a plastic injection molding process.
  • the fan blades, in particular also referred to as fan blades are preferably identical to one another, which simplifies manufacturing and assembly.
  • each of the fan blades are inclined with respect to the axis of rotation.
  • each of the fan blades each have a main direction of expansion, which is inclined with respect to the axis of rotation.
  • an angle between 10 ° and 80 ° or between 20 ° and 70 ° is formed. Due to the inclination, the fan wheel moves air in the axial direction during operation, that is to say along the axis of rotation or at least parallel to it.
  • Each of the fan blades also has one essentially radial course, in particular with respect to the axis of rotation, so that the fan blades point outwards from the hub.
  • each of the fan blades each has a section which is configured in an S-shape along the axis of rotation in a plan view.
  • each of the fan blades is curved differently in the tangential direction with respect to the axis of rotation in the respective section. Consequently, each of the fan blades not only has a course in the radial direction but also in the tangential direction, the tangential direction changing here, so that there is not just a single curvature.
  • each of the fan blades also has a further section which, for example, is straight and essentially runs radially.
  • the further section is configured, for example, in a plan view along the axis of rotation in a C-shape.
  • each of the fan blades comprises several other sections.
  • each fan blade is formed in each case by means of the s-shaped section.
  • each fan blade in the area of the hub is essentially radial, that is to say in particular strictly radial, or there is a deviation of 5 °, 2 ° or 1 °.
  • the radially outer end of each fan blade is offset in the respective tangential direction with respect to its radially inner end.
  • the respective radial outer end has a radial and tangential course.
  • the radially outer end expediently runs only in the radial direction, for example with a deviation of 10 °, 5 °, 2 ° or 0 ° from the strictly radial direction.
  • the complete S-shaped section is offset in the preferred direction of rotation with respect to further components of the respective fan blade. Only the radially outer end is offset against the preferred direction of rotation, at least with respect to other components of the S-shaped section.
  • each fan blade works both in the manner of a nozzle and a diffuser.
  • a loading that is directed radially outward with respect to the axis of rotation is Motion component introduced so that the air flow in the air flow direction, which is in particular parallel to the axis of rotation, passes through a larger area behind the fan wheel than is covered by the fan wheel. Due to the increased area, a speed of the air flow is reduced and consequently a pressure is increased. Therefore, an increased air volume is conveyed by the fan wheel, wherein a rotational speed of the fan wheel is not increased. As a result, it can be operated with essentially the same output.
  • a volume flow i.e. the air volume throughput, is increased, so that cooling performance is improved.
  • the air flow is fanned out, so that the air flow in particular does not bluntly hit an object arranged behind it, such as an internal combustion engine.
  • a separation of the air flow from the component of the fan wheel is avoided and thus further turbulence is avoided, which likewise leads to an increase in efficiency and avoidance of excessive noise.
  • the fan wheel has only one preferred direction of rotation.
  • the fan wheel can be operated in particular only in the preferred rotational direction.
  • the fan blades have an aerodynamic profile perpendicular to their course and / or to the respective radial direction, which profile expediently has a thickening. Due to the aerodynamic profile, conveying the air flow is improved.
  • the cross section of each fan blade is constant, in particular perpendicular to the respective radial direction. Thus, the cross section does not change due to the S-shaped configuration, which simplifies production.
  • the ra dialen ends of the fan blades are offset against the preferred direction.
  • the fan blades are arranged in such a way that the end which is the most distant in the preferred direction of rotation in the tangential direction is located in front of the radial end of the fan blade, in particular in front of both radial ends of the fan blade.
  • the radially outer end of each fan blade does not form the tangential end of the fan blade in the preferred direction of rotation. Due to such an arrangement, separation of an air flow in the region of the radial ends of the fan blades is avoided, so that comparatively little turbulence is introduced into the air flow passing through the fan wheel and promoted by the latter. This further increases efficiency and further reduces noise.
  • a rear edge of each fan blade with respect to the preferred direction of rotation is straight in a plan view in the preferred direction of rotation.
  • the edge expediently has only a radial and possibly tangential course.
  • the edge In the axial direction, however, i.e. parallel to the axis of rotation, the edge has no extension.
  • the rear edge of the fan blades with respect to the preferred direction of rotation is particularly preferably corrugated in a plan view in the preferred direction.
  • the edge thus has an extent in the axial direction, that is to say parallel to the axis of rotation, which alternates in particular in the tangential direction.
  • a wave form is expediently formed by means of the edge, that is to say expediently a sinusoidal shape or essentially sinusoidal shape.
  • the cross section parallel to the axis of rotation in the area of the rear end of each fan blade is designed in a wave shape. Due to the wave form, there is an improved volume throughput of the air, which is why the efficiency is further increased.
  • a suitable flow profile is introduced into the air flow passing through the fan wheel by means of the wave-shaped configuration of the rear edge.
  • an additional radially outward movement component is introduced into the air flow, so that an air volume throughput is further increased.
  • the front edge of the fan blades with respect to the preferred direction of rotation is wave-shaped in a plan view against the preferred direction. However, this edge is particularly preferably straight. Guiding the air along the fan blades is thus improved.
  • the front edge is particularly preferably rounded, which reduces flow resistance.
  • the front edge of the fan blades is straight and the rear edge of the fan blades, each with respect to the preferred direction of rotation, wave-shaped, with a continuous transition or at least partially continuous transition taking place between the edges. In other words, each of the fan blades is infinitely variable. Flow resistance is thus further reduced.
  • each of the S-shaped sections is arranged in the radial direction essentially in the middle of the respective fan blade.
  • the radially inner end of each fan blade is formed by means of the S-shaped section.
  • each of the S-shaped sections is offset outwards with respect to the rotational axis in each case in ra dialer direction.
  • each of the S-shaped sections is preferably in the outer half of each of the fan blades.
  • the outer half of each fan blade is formed by means of the s-shaped section.
  • the radially inner part of each fan blade is, for example, straight or c-shaped in a plan view.
  • the fan blades In the radially outer area of the fan wheel, the fan blades have an increased speed, so that an effect of the s-shaped section in this area is increased. In addition, an air volume moved by means of the fan blades is increased in this area. In other words, in this case, the essentially largest possible volume flow of air is moved by means of the S-shaped section.
  • the orientation of the fan blades alternates in the tangential direction, so that the S-shaped sections face each other.
  • the s-shaped sections face in the same direction.
  • the s-shaped sections are spaced differently from the hub in the radial direction.
  • the distances alternate between in the tangential direction adjacent fan blades.
  • the fan blades are expediently arranged rotationally symmetrically with respect to the hub.
  • the angle of symmetry is preferably 360 ° divided by the number of fan blades.
  • the fully permanent fan wheel is particularly preferably designed to be rotationally symmetrical, the angle of rotation in particular being 360 ° divided by the number of fan blades. Because of the rotationally symmetrical configuration, an imbalance is prevented or at least reduced, so that noise during operation is reduced. It also reduces the load on the mechanical component of the fan wheel and associated components, in particular on the electric motor, if any.
  • the fan blades are designed tapered, the taper being, for example, in the radial direction.
  • the respective radially outer end of each fan blade has a smaller extent in the tangential direction and / or perpendicular to the respective radial direction than the radially inner end.
  • the radially inner end or an intermediate region of the fan blade is tapered.
  • the expansion of each fan blade does not change in the tangential direction, or the change is less than 10% of the expansion of the respective fan blade in the tangential direction.
  • the change is particularly preferably less than 5% of the extent of the respective fan blade in the tangential direction. This simplifies production and reduces weight, while still creating a comparatively robust fan wheel. Adaptation and, in particular, simulation are also simplified. In addition, a comparatively large volume of air is conveyed in this way by means of each of the fan blades.
  • each of the fan blades ends bluntly in the radial direction.
  • the radially outer ends of the fan blades are bent, in particular in the manner of a winglet.
  • the fan wheel has an outer ring which is arranged concentrically with the hub and to which the radially outer ends of the fan blades are connected. The fan blades are thus stabilized using the outer ring.
  • the outer ring is, for example, essentially hollow-cylindrical.
  • the outer ring faces axially Direction, that is parallel to the axis of rotation, an expansion between 1 cm and 10 cm, for example between 2 cm and 5 cm and suitably equal to 3 cm.
  • the outer ring By means of the outer ring, in particular leakage air between the fan wheel and any fan frame surrounding the fan wheel on the circumference is limited or prevented.
  • a seal is expediently connected to an outer side of the outer ring, for example a brush seal.
  • the outer ring is made at least in sections in the manner of a labyrinth seal and consequently expediently has a contour which engages in a corresponding contour in the assembled state, in particular any fan frame, but is spaced from it.
  • the radiator fan is a component of a motor vehicle and is expediently used to cool an internal combustion engine.
  • the radiator fan is a main fan.
  • the radiator fan is, for example, a component of an air conditioning system or an auxiliary unit of the motor vehicle.
  • the radiator fan expediently comprises a cooler, which in particular has a cooling network, through which a number of tubes are preferably guided.
  • the cooler network is, for example, thermally contacted with the pipes.
  • a coolant is preferably conducted within half of the tubes during operation.
  • the cooling network is, for example, essentially cuboid.
  • the radiator fan also includes a fan frame with a round recess.
  • a fan wheel with a hub is arranged, expediently parallel to this and / or the fan frame, to which a number of fan blades is connected, which are inclined with respect to an axis of rotation of the fan wheel.
  • the fan blades each have a section which is designed in an S-shape in a plan view along the axis of rotation.
  • the fan wheel is arranged concentrically to the recess.
  • the radiator fan comprises an electric motor, which is, for example, a brushed commutator motor or preferably a brushless DC motor (BLDC). The electric motor is attached to the fan frame.
  • the fan frame includes a motor bracket that is held above the recess by means of a number of struts.
  • a rotation axis of the electric motor is arranged perpendicular to the recess and runs in particular on the axis of rotation of the fan wheel, preferably on a straight line that extends through the center point of the recess.
  • the electric motor is glued or screwed to the motor holder. The electric motor is thus held comparatively securely on the motor mount.
  • the fan wheel is driven by the electric motor and preferably connected to the sem, for example on a shaft of the electric motor.
  • the hub is mechanically coupled directly to the electric motor.
  • the fan wheel additionally includes the outer ring to which the fan blades are connected at their radial ends.
  • the outer ring engages in a corresponding receptacle or contour of the fan frame, these being preferably spaced apart from one another.
  • a labyrinth seal is formed between them. This prevents leakage air from spreading.
  • a brush seal or the like is arranged between the outer ring and the fan frame.
  • the fan frame is preferably connected to the cooler, suitably fastened.
  • the fan frame is screwed to the cooler or glued to it.
  • the fan frame covered the possible cooler network.
  • the fan frame is congruent with the cooler network or, for example, the complete cooler. A passage of air between the cooler and the fan frame is thus prevented, and the fan frame consequently results in comparatively efficient guidance of the air.
  • the fan frame is preferably arranged on the downstream side of the cooler, ie expediently behind the cooler in the direction of travel of the motor vehicle.
  • FIG. 1 schematically shows a land-based motor vehicle with a radiator fan
  • FIG. 2 schematically simplified in an exploded view partially
  • FIG. 5 shows an alternative embodiment of the fan wheel
  • FIG. 6 shows the fan wheel according to FIG. 5 in a top view of a fan blade against a direction of rotation
  • a motor vehicle 2 with a combustion engine 4 is shown schematically simplified.
  • the internal combustion engine 4 drives the motor vehicle 2.
  • the internal combustion engine 4 is operatively connected to at least one of the four wheels 6 of the motor vehicle 2 by means of a drive train (not shown in more detail).
  • the motor vehicle 2 comprises a radiator fan 8, which cools the internal combustion engine 4 serves.
  • the radiator fan 8 is a main fan of the motor vehicle 2.
  • the radiator fan 8 is fluidically connected by means of a number of lines 10 to the internal combustion engine 4, through which, during operation, a cooling liquid from the radiator fan 8 to the combustion engine 4 and passed through cooling channels there becomes.
  • the radiator fan 8 has a cooler 12 with a cooling network, not shown, through which a number of tubes are guided and thermally contacted with it. The tubes are fluidly coupled to the lines 10, so that the coolant is passed through the tubes during operation.
  • the radiator fan 8 further comprises a fan frame 14 which is arranged in a direction 16 of the motor vehicle 2 behind the radiator 12. On the fan frame 14, an electric motor 18 is attached. In operation, the airstream flows through the cooler 12 and is suitably shaped by means of the fan frame 14.
  • the cooling fan 8 is shown schematically simplified in an exploded view, the cooler 12 being omitted.
  • the fan frame 14 is attached, which completely covers the radiator network, not shown, and is congruent with this.
  • the fan frame 14 is essentially flat and has a round recess 20 which is oriented perpendicular to the direction of travel 16.
  • the cutout 20 has a diameter of 30 cm and is surrounded on the circumferential side by an edge 22 which is hollow-cylindrical and is arranged concentrically with the cutout 20.
  • the diameter of the edge 22 is equal to the diameter of the recess 20, and the edge 24 has a length of 2 cm in the axial direction with respect to the recess 22, that is to say parallel to the direction of travel 16.
  • the fan frame 14 further includes a motor bracket 24, which is arranged against the direction of travel 16 above the recess 20.
  • the electric motor 18 is held by means of the motor mount 24 and the electric motor 18 is thus fastened to it.
  • the electric motor 18 is located on the side of the fan frame 14 opposite the cooler 12.
  • a shaft 34 of the electric motor 18 protrudes in the direction of travel 16 through the motor mount 32 and is fastened in a rotationally fixed manner to a hub 26 of a fan wheel 28.
  • the fan wheel 38 is thus driven by means of the electric motor 18, which is held by means of the motor holder 24.
  • a number of fan blades 30 are connected to the hub 26, which are circumferentially surrounded by an outer ring 32 and connected to the latter.
  • the hub 26, the fan blades 30 and the outer ring 32 are made in one piece from a plastic injection molding process.
  • the fan wheel 28 is arranged parallel to the recess 22, the outer ring 32 being surrounded radially on the circumferential side by means of the edge 24.
  • the fan wheel 38 is rotated by means of the electric motor 18 about an axis of rotation 34 which is parallel to the direction of travel 16, and which extends through the center of the recess 20. Air is thus sucked through the recess 22 against the direction of travel 16 during operation. A flow of air between the outer ring 32 and the rim 24 is prevented due to a seal, not shown, for example a labyrinth seal.
  • the fan frame 14 comprises a dynamic pressure flap 36 which encloses an opening which is covered by a flap 38. If there is a comparatively high (air) pressure in front of the fan frame 14 in the direction of travel 16, in particular when the motor vehicle 2 is moving comparatively quickly, the passage of the air through the recess 20 is partially hindered due to the fan wheel 28 or the fan wheel 28 would have to be comparatively fast be rotated. However, this would lead to an increased load on the electric motor 18 and the further components and an increased noise level. Above a certain pressure, the flap 38 is therefore pivoted and the opening is opened so that air can flow through it. An air throughput through the cooler 12, which is located in the direction of travel 16 in front of the fan frame 14, is thus increased.
  • FIG. 3 shows the fan wheel 28 in a plan view along the axis of rotation 34, counter to the direction of travel 16.
  • the fan wheel 28 is shown enlarged in sections corresponding to the illustration in FIG. 3.
  • the hub 26 is pot-shaped and the bottom of the hub 26 points in the direction of travel 16.
  • the fan blades 30 are connected to an outer wall of the hub 26.
  • the fan wheel 28 has a total of nine such fan blades 30.
  • the fan blades 30 are arranged in a rotationally symmetrical manner with respect to the hub 26, the axis of symmetry coinciding with the axis of rotation 34. Since the complete fan wheel 28 is rotationally symmetrical, with the symmetry angle corresponding to 40 °.
  • the fan blades 30, whose radially outer end 40 is connected to the outer ring 32, are arranged in the radial direction with respect to the axis of rotation 34 between the outer ring 32 and the hub 26.
  • the outer ring 32 is concentric with the Na be 26 and consequently also with the axis of rotation 34.
  • the radially inner end 42 of each fan blade 30 is connected to the hub 26 and molded there.
  • Each fan blade 30 has an essentially radial course in the region of the two radial ends 40, 42.
  • Each fan blade 30 is inclined with respect to the axis of rotation 34 and has an angle of between 80 ° and 60 ° to it, so that a comparatively effective movement of the air along the axis of rotation 34 is made possible through the openings formed between the fan blades 30. Due to the inclination of the fan blades 30, a preferred direction of rotation 43 is formed.
  • the fan wheel 28 rotates about the axis of rotation 34 in the preferred direction of rotation 43, air is sucked through the cooler 12 by means of the fan wheel 28. With a different direction of rotation the air would move in the direction of travel 16 through the cooler 12.
  • the fan blades 30 are also profiled, and thus have an aerodynamic profile. This increases the air throughput.
  • the fan wheel 28 has a preferred direction of rotation 43 about the axis of rotation 34.
  • Each fan blade 30 has a radially inner portion 44 which is designed in a substantially rectilinear radial or slightly C-shaped in a plan view along the axis of rotation 34.
  • the radially inner section 44 has the radially inner end 42 and merges into an S-shaped section 46 which has the radially outer end 40.
  • the s-shaped sections 46 are offset outward in the respective radial direction with respect to the axis of rotation 34. Due to the S-shaped configuration of section 46, the radial outer ends 40 of the fan blades 30 are offset against a preferred direction of rotation 48, the complete S-shaped section 46 being offset in the preferred direction of rotation 43 with respect to the respective radially inner section 44.
  • the fan blades 30 are inclined with respect to the axis of rotation 34 and each have the section 46 which is S-shaped in a plan view along the axis of rotation 34.
  • the expansion of each fan blade 30 in the tangential direction, that is parallel to the preferred direction of rotation 43, does not change or only Lich by less than 5% of the expansion of the respective fan blade 30 in the tangential direction.
  • each fan blade 30 has the same thickness in the tangential direction, that is, along the preferred direction of rotation 43. This enables a comparatively effective movement of the air.
  • the fan wheel 28 acts on the upstream side, that is on the side of the cooler 12, in the manner of a nozzle and on the downstream side, that is on the side opposite the cooler 12, in the manner of a diffuser.
  • an additional radial movement component is introduced into the air flow, which is generated or at least amplified by means of the fan wheel 28, and is thus directed away from the internal combustion engine 4.
  • the air flow thus does not impinge on the internal combustion engine 4, which leads to reduced turbulence.
  • ne area penetrated by means of the air flow on the downstream side, that is to say counter to the direction of travel 16 is enlarged in comparison with the size of the cutout 20, so that a speed of the air is reduced and consequently a pressure is increased.
  • an air volume throughput through the fan frame 14 and therefore also through the cooler 12 is increased at the same rotational speed about the axis of rotation 34. This also increases efficiency.
  • tearing off of the air flow in the area of the outer ring 32 is reduced or avoided, which further increases the efficiency.
  • each fan blade 30 also has a front edge 48 in the preferred direction of rotation 43.
  • the front edge 48 is also S-shaped in the area of the S-shaped section 46.
  • the front edge 48 has a rounding over its entire length perpendicular to its course, but is otherwise straight. In other words, the front edge 48 has no course in the axial direction, that is to say parallel to the axis of rotation 34.
  • the front edge 48 of the fan blades 30 with respect to the direction of rotation 43 is straight in a plan view ent against the direction of rotation 43.
  • the rear edge 50 is no longer straight in a plan view in the preferred direction 34. Rather, the rear edge 50 of the fan blades 30 with respect to the preferred direction of rotation 43 is corrugated in a plan view in the preferred direction of rotation 34, as shown in FIG.
  • the rear edge 50 thus has a wave shape, in particular a sinusoidal shape.
  • both the radially inner section 44 and the s-shaped section 46 are undulating in the region of the rear edge 50.
  • the area between the two edges 48, 50 runs essentially continuously, but at least continuously, between the two edges 48, 50
  • the rear edge 50 is offset with respect to the front edge 48 due to the inclination against the direction of travel 16, so that the preferred direction of rotation 43 results.
  • each of the fan blades 30, that is to say each blade has the S-shaped section 46, which is designed in particular in a boomerang shape in the manner of a blade guard.

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Abstract

The invention relates to an impeller (28) of a motor vehicle (2), in particular a cooling fan (8), comprising a hub (26), to which a number of fan blades (30) are connected. The fan blades (30) are inclined in relation to a rotational axis (34) of the impeller (28) and have in each case a section (46) which in the top view is S-shaped along the rotational axis (34). The invention further relates to a cooling fan (8) of a motor vehicle (2).

Description

Beschreibung description
Lüfterrad eines Kraftfahrzeugs Fan wheel of a motor vehicle
Die Erfindung betrifft ein Lüfterrad eines Kraftfahrzeugs, mit einer Nabe, an der eine Anzahl an Lüfterflügeln angebunden ist. Das Lüfterrad ist bevorzugt ein Be standteil eines Kühlerlüfters des Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner einen Kühlerlüfter eines Kraftfahrzeugs, wie einen Hauptlüfter. The invention relates to a fan wheel of a motor vehicle, with a hub to which a number of fan blades are connected. The fan wheel is preferably an integral part of a radiator fan of the motor vehicle. The invention further relates to a radiator fan of a motor vehicle, such as a main fan.
Kraftfahrzeuge mit einem Verbrennungsmotor weisen während des Betriebs eine beträchtliche Wärmeentwicklung auf. Zum Halten der Betriebstemperatur des Ver brennungsmotors und auch für den Betrieb einer Klimaanlage wird üblicherweise ein flüssiges Kühlmittel eingesetzt, welches wiederum gekühlt werden muss. Dies erfolgt üblicherweise mittels eines von einem Fahrtwind beaufschlagten Kühler netzes, das im Wärmeaustausch zu dem Kühlmittel steht. Beispielsweise wird das Kühlmittel in Rohre geleitet, die in das Kühlernetz eingearbeitet sind. Da insbe sondere bei geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten der Fahrtwind zur Kühlung normalerweise nicht ausreicht, ist es bekannt, einen elektrischen Lüfter zu ver wenden, mittels dessen der Fahrtwind verstärkt wird. Hierbei wird der Lüfter in Fahrtrichtung hinter dem Kühlernetz angeordnet. Mit Hil fe eines Lüfterrads des Lüfters wird die Luft durch das Kühlernetz hindurch ge saugt und auf den Verbrennungsmotor geleitet. Dort nimmt die Luft überschüssige Wärme des Verbrennungsmotors auf und transportiert diese ab. Hierbei trifft die Luft im Wesentlichen stumpf auf den Verbrennungsmotor und wird von diesem umgelenkt, beispielsweise um 90°. Infolgedessen treten Verwirbelungen auf, die zu einer Erhöhung eines Strömungswiderstand zum somit zu einer Minderung des Luftvolumendurchsatzes führen. Auch erfolgt eine Geräuschentwicklung, die unter Umständen störend ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Lüfterrad eines Kraftfahrzeugs und einen besonders geeigneten Kühlerlüfter eines Kraft fahrzeugs anzugeben, wobei insbesondere ein Luftvolumendurchsatz erhöht ist. Motor vehicles with an internal combustion engine generate considerable heat during operation. To maintain the operating temperature of the internal combustion engine and also for the operation of an air conditioning system, a liquid coolant is usually used, which in turn has to be cooled. This is usually done by means of a coolant network acted upon by an air stream, which is in heat exchange with the coolant. For example, the coolant is conducted into pipes that are incorporated into the cooler network. Since in particular at low vehicle speeds the airstream is normally not sufficient for cooling, it is known to use an electric fan by means of which the airstream is increased. The fan is arranged behind the cooler network in the direction of travel. With the help of a fan wheel of the fan, the air is sucked through the cooler network and directed to the internal combustion engine. There, the air absorbs excess heat from the internal combustion engine and transports it away. Here, the air hits the internal combustion engine essentially bluntly and is deflected by it, for example by 90 °. As a result, turbulence occurs which leads to an increase in flow resistance and thus to a decrease in the air volume throughput. There is also a noise development, which may be annoying. The invention has for its object to provide a particularly suitable fan wheel of a motor vehicle and a particularly suitable radiator fan of a motor vehicle, in particular an air volume throughput is increased.
Hinsichtlich des Lüfterrads wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Kühlerlüfters durch die Merkmale des Anspruchs 10 erfin dungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Ge genstand der jeweiligen Unteransprüche. With regard to the fan wheel, this object is achieved according to the invention by the features of claim 1 and in terms of the radiator fan by the features of claim 10. Advantageous further developments and refinements are the subject of the respective subclaims.
Das Lüfterrad ist ein Bestandteil eines Kraftfahrzeugs und insbesondere ein Be standteil eines Kühlerlüfters. Hierbei ist das Lüfterrad geeignet, insbesondere vor gesehen und eingerichtet, Luft durch einen Kühler des Kraftfahrzeugs zu saugen oder zu blasen. Der Kühlerlüfter und somit auch das Lüfterrad dienen vorzugswei- se dem Kühlen eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs. Geeigneterweise wird mittels des Kühlers eine Kühlflüssigkeit abgekühlt, und/oder mittels des Lüf terrads wird ein Luftstrom auf den etwaigen Verbrennungsmotor geleitet. Alternativ hierzu ist das Lüfterrad beispielsweise ein Bestandteil eines Gebläses, mittels dessen insbesondere eine Luft in einen Innenraum eines Kraftfahrzeugs befördert wird. Das Kraftfahrzeug ist geeigneterweise landgebunden und beispielsweise ein Personenkraftwagen (Pkw). Alternativ hierzu ist das Kraftfahrzeug ein Nutzkraft wagen, beispielsweise ein Lastkraftwagen (Lkw) oder ein Bus. The fan wheel is a component of a motor vehicle and in particular a component of a radiator fan. Here, the fan wheel is suitable, in particular seen and set up to suck or blow air through a radiator of the motor vehicle. The radiator fan and thus also the fan wheel are preferably used to cool an internal combustion engine of the motor vehicle. A coolant is suitably cooled by means of the cooler, and / or an air flow is directed onto the possible internal combustion engine by means of the fan wheel. As an alternative to this, the fan wheel is, for example, a component of a blower, by means of which in particular air is conveyed into an interior of a motor vehicle. The motor vehicle is suitably land-bound and for example a passenger car (car). Alternatively, the motor vehicle is a utility vehicle, for example a truck (truck) or a bus.
Das Lüfterrad weist insbesondere eine im Wesentlichen flächige Ausgestaltung auf. Zumindest jedoch ist die Ausdehnung des Lüfterrad in einer Ebene größer als senkrecht hierzu. Das Lüfterrad ist geeignet, insbesondere vorgesehen und einge richtet, um eine Drehachse rotiert zu werden. Insbesondere ist die Drehachse senkrecht zu der Ebene, innerhalb derer das Lüfterrad angeordnet ist. Das Lüfter rad ist vorzugsweise ein Axiallüfterrad. Somit wird bei Betrieb mittels des Lüfter- rads Luft entlang der Drehachse bewegt. The fan wheel has, in particular, an essentially flat design. At least, however, the expansion of the fan wheel in one plane is larger than perpendicular to it. The fan wheel is suitable, in particular provided and set up, to be rotated about an axis of rotation. In particular, the axis of rotation is perpendicular to the plane within which the fan wheel is arranged. The fan wheel is preferably an axial fan. This means that air is moved along the axis of rotation when the fan wheel is used.
Der Durchmesser des Lüfterrads ist zweckmäßigerweise zwischen 20 cm und 50 cm, zwischen 25 cm und 45 cm und beispielsweise im Wesentlichen gleich 30 cm, wobei jeweils zweckmäßigerweise eine Abweichung von 5 cm, 2 cm oder 0 Zenti meters vorhanden ist. The diameter of the fan wheel is expediently between 20 cm and 50 cm, between 25 cm and 45 cm and for example essentially equal to 30 cm, where there is expediently a deviation of 5 cm, 2 cm or 0 centimeters.
Das Lüfterrad selbst weist eine Nabe auf, an der eine Anzahl an Lüfterflügeln an- gebunden ist. Die Nabe ist geeignet, insbesondere vorgesehen und eingerichtet, an einem Elektromotor befestigt zu werden. Im Montagezustand ist an der Nabe zweckmäßigerweise der etwaige Elektromotor befestigt, mittels dessen das Lüfter rad um die Drehachse rotiert wird. Hierbei ist die Nabe geeigneterweise konzent risch zur Drehachse angeordnet, was eine Unwucht und somit eine ungewollte Geräuschentwicklung und übermäßige Belastung verringert. Vorzugsweise ist die Nabe im Wesentlichen topfförmig ausgestaltet, wobei ein Topfboden zweckmäßi gerweise im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse angeordnet ist. Die Lüfterflü gel sind geeigneterweise an einem Außenumfang einer Wand der topfförmigen Nabe angebunden. Zweckmäßigerweise ist, sofern die Nabe topfförmig ausgestal- tet ist, die Topföffnung entgegen einer etwaigen Luftströmung, insbesondere einer Fahrtwindrichtung und/oder einer Bewegungsrichtung des Kraftfahrzeugs ange ordnet. Somit ist ein Luftwiderstand verringert. Zweckmäßigerweise ist hierbei die Nabe außenseitig im Wesentlichen glatt ausgestaltet. Die Lüfterflügel sind an der Nabe angebunden und beispielsweise einstückig mit dieser. Zweckmäßigerweise ist das vollständige Lüfterrad einstückig, was eine Herstellung vereinfacht. Besonders bevorzugt ist das Lüfterrad aus einem Kunst stoff gefertigt, sodass ein Gewicht reduziert und eine Formgebung vereinfacht ist. Besonders bevorzugt ist hierbei das Lüfterrad in einem Kunststoffspritzgussverfah- ren erstellt. Die Lüfterflügel, insbesondere auch als Lüfterradflügel bezeichnet, sind vorzugsweise zueinander baugleich, was eine Fertigung und Montage verein facht. Die Lüfterflügel sind bezüglich der Drehachse geneigt. Somit weist jeder der Lüfterflügel jeweils eine Hauptausdehnungsrichtung auf, die bezüglich der Dreh achse geneigt ist. Hierbei ist insbesondere ein Winkel zwischen 10° und 80° oder zwischen 20° und 70° gebildet. Aufgrund der Neigung erfolgt mittels des Lüfter- rads bei Betrieb ein Bewegen einer Luft in Axialrichtung, also entlang der Dreh achse oder zumindest parallel zu dieser. Jeder der Lüfterflügel weist ferner einen im Wesentlichen radialen Verlauf auf, insbesondere bezüglich der Drehachse, so- dass die Lüfterflügel von der Nabe aus nach außen weisen. The fan wheel itself has a hub to which a number of fan blades are connected. The hub is suitable, in particular provided and set up, for being attached to an electric motor. In the assembled state, any electric motor is expediently attached to the hub, by means of which the fan wheel is rotated about the axis of rotation. Here, the hub is suitably arranged concentrically to the axis of rotation, which reduces an imbalance and thus unwanted noise and excessive stress. The hub is preferably designed essentially in the shape of a pot, a bottom of the pot advantageously being arranged substantially perpendicular to the axis of rotation. The fan blades are suitably connected to an outer periphery of a wall of the cup-shaped hub. If the hub is pot-shaped, the pot opening is expediently arranged against any air flow, in particular a direction of wind and / or a direction of movement of the motor vehicle. Air resistance is thus reduced. The hub is expediently essentially smooth on the outside. The fan blades are connected to the hub and, for example, in one piece with it. The complete fan wheel is expediently in one piece, which simplifies production. The fan wheel is particularly preferably made of a plastic, so that a weight is reduced and a shape is simplified. In this case, the fan wheel is particularly preferably produced in a plastic injection molding process. The fan blades, in particular also referred to as fan blades, are preferably identical to one another, which simplifies manufacturing and assembly. The fan blades are inclined with respect to the axis of rotation. Thus, each of the fan blades each have a main direction of expansion, which is inclined with respect to the axis of rotation. In particular, an angle between 10 ° and 80 ° or between 20 ° and 70 ° is formed. Due to the inclination, the fan wheel moves air in the axial direction during operation, that is to say along the axis of rotation or at least parallel to it. Each of the fan blades also has one essentially radial course, in particular with respect to the axis of rotation, so that the fan blades point outwards from the hub.
Jeder der Lüfterflügel weist jeweils einen Abschnitt auf, der in einer Draufsicht ent lang der Drehachse s-förmig ausgestaltet ist. Somit ist in dem jeweiligen Abschnitt jeder der Lüfterflügel in Tangentialrichtung bezüglich der Drehachse unterschied lich gekrümmt. Folglich weist jeder der Lüfterflügel nicht nur lediglich einen Verlauf in radialer Richtung sondern auch in tangentialer Richtung auf, wobei hierbei die tangentiale Richtung wechselt, sodass nicht lediglich eine einzige Krümmung vor handen ist. Beispielsweise weist dabei jeder der Lüfterflügel auch einen weiteren Abschnitt auf, der beispielsweise gerade ausgestaltet ist und im Wesentlichen ra dial verläuft. Alternativ ist der weitere Abschnitt beispielsweise in einer Draufsicht entlang der Drehachse C-förmig ausgestaltet. Insbesondere umfasst jeder der Lüf terflügel mehrere weitere Abschnitte. In einer Alternative hierzu ist jeder Lüfterflü gel jeweils mittels des s-förmigen Abschnitts gebildet. Each of the fan blades each has a section which is configured in an S-shape along the axis of rotation in a plan view. Thus, each of the fan blades is curved differently in the tangential direction with respect to the axis of rotation in the respective section. Consequently, each of the fan blades not only has a course in the radial direction but also in the tangential direction, the tangential direction changing here, so that there is not just a single curvature. For example, each of the fan blades also has a further section which, for example, is straight and essentially runs radially. Alternatively, the further section is configured, for example, in a plan view along the axis of rotation in a C-shape. In particular, each of the fan blades comprises several other sections. In an alternative to this, each fan blade is formed in each case by means of the s-shaped section.
Insbesondere ist der Verlauf jedes Lüfterflügels im Bereich der Nabe im Wesentli chen radial, also insbesondere streng radial, oder es herrscht eine Abweichung von 5°, 2° oder 1 ° vor. Aufgrund des s-förmigen Abschnitts ist insbesondere das radial äußere Ende jedes Lüfterflügels bezüglich dessen radial inneren Ende in der jeweiligen tangentialen Richtung versetzt. Beispielsweise weist das jeweilige radiale äußere Ende einen radialen und tangentialen Verlauf auf. Besonders be vorzugt jedoch verläuft das radial äußere Ende zweckmäßigerweise lediglich in radialer Richtung, wobei beispielsweise zur streng radialen Richtung eine Abwei chung von 10°, 5°, 2° oder 0° vorhanden ist. Beispielsweise ist der vollständige s- förmige Abschnitt bezüglich weiterer Bestandteile des jeweiligen Lüfterflügels in Vorzugsdrehrichtung versetzt. Lediglich das radial äußere Ende ist hierbei entge gen der Vorzugsdrehrichtung versetzt, zumindest bezüglich weiterer Bestandteile des s-förmigen Abschnitts. In particular, the course of each fan blade in the area of the hub is essentially radial, that is to say in particular strictly radial, or there is a deviation of 5 °, 2 ° or 1 °. Because of the s-shaped section, the radially outer end of each fan blade is offset in the respective tangential direction with respect to its radially inner end. For example, the respective radial outer end has a radial and tangential course. Particularly preferably, however, the radially outer end expediently runs only in the radial direction, for example with a deviation of 10 °, 5 °, 2 ° or 0 ° from the strictly radial direction. For example, the complete S-shaped section is offset in the preferred direction of rotation with respect to further components of the respective fan blade. Only the radially outer end is offset against the preferred direction of rotation, at least with respect to other components of the S-shaped section.
Aufgrund des s-förmigen Abschnitts wirkt jeder Lüfterflügel sowohl nach Art einer Düse als auch eines Diffusors. Somit wird in den Luftstrom, der das Lüfterrad bei Betrieb passiert, eine bezüglich der Drehachse radial nach außen gerichtete Be- wegungskomponente eingebracht, sodass der Luftstrom in Luftstrom richtung, die insbesondere parallel zur Drehachse ist, hinter dem Lüfterrad eine größere Fläche durchsetzt, als mittels des Lüfterrads überdeckt ist. Aufgrund der vergrößerten Fläche ist eine Geschwindigkeit des Luftstroms verringert und folglich ein Druck erhöht. Daher wird durch das Lüfterrads ein vergrößertes Luftvolumen gefördert, wobei eine Rotationsgeschwindigkeit des Lüfterrads nicht erhöht ist. Folglich kann dieses im Wesentlichen mit einer gleich bleibenden Leistung betrieben werden. Zusammenfassend ist ein Volumenstrom, also der Luftvolumendurchsatz, erhöht, sodass eine Kühlleistung verbessert ist. Alternativ ist es ermöglicht, das Lüfterrad bei gleichem Luftvolumendurchsatz mit einer geringeren Drehgeschwindigkeit zu betreiben, was eine Geräuschentwicklung reduziert. Due to the S-shaped section, each fan blade works both in the manner of a nozzle and a diffuser. Thus, in the air flow that passes through the fan wheel during operation, a loading that is directed radially outward with respect to the axis of rotation is Motion component introduced so that the air flow in the air flow direction, which is in particular parallel to the axis of rotation, passes through a larger area behind the fan wheel than is covered by the fan wheel. Due to the increased area, a speed of the air flow is reduced and consequently a pressure is increased. Therefore, an increased air volume is conveyed by the fan wheel, wherein a rotational speed of the fan wheel is not increased. As a result, it can be operated with essentially the same output. In summary, a volume flow, i.e. the air volume throughput, is increased, so that cooling performance is improved. Alternatively, it is possible to operate the fan wheel at a lower rotational speed with the same air volume throughput, which reduces noise.
Zudem erfolgt aufgrund der Einbringung der radialen Bewegungskomponente in den Luftstrom mittels des Lüfterrad eine Auffächerung des Luftstroms, sodass die- ser insbesondere nicht stumpf auf einen dahinter angeordneten Gegenstand, wie einen Verbrennungsmotor, trifft. Somit entstehen in dem Luftstrom weniger Ver wirbelungen und Turbulenzen, was wiederum einen Wirkungsgrad erhöht und eine Geräuschentwicklung verringert. Ferner wird eine Ablösung des Luftstroms von Bestandteil des Lüfterrads vermieden und somit weitere Turbulenzen vermieden, was ebenfalls zu einer Erhöhung des Wirkungsgrads und Vermeidung von einer übermäßigen Geräuschentwicklung führt. In addition, due to the introduction of the radial movement component into the air flow by means of the fan wheel, the air flow is fanned out, so that the air flow in particular does not bluntly hit an object arranged behind it, such as an internal combustion engine. This results in less turbulence and turbulence in the air flow, which in turn increases efficiency and reduces noise. Furthermore, a separation of the air flow from the component of the fan wheel is avoided and thus further turbulence is avoided, which likewise leads to an increase in efficiency and avoidance of excessive noise.
Insbesondere ist es ermöglicht, das Lüfterrad aufgrund des s-förmigen Abschnitts, bezüglich der Drehachse in die beiden unterschiedlichen Drehrichtungen zu be- treiben. Besonders bevorzugt jedoch weist das Lüfterrad lediglich eine Vorzugs drehrichtung auf. Hierbei ist das Lüfterrad insbesondere lediglich in Vorzugsdreh richtung betreibbar. Beispielsweise weisen die Lüfterflügel senkrecht zu deren Verlauf, und/oder zur jeweiligen radialen Richtung, ein aerodynamisches Profil auf, das zweckmäßigerweise eine Verdickung aufweist. Aufgrund des aerodynami- sehen Profils ist ein Fördern des Luftstroms verbessert. Insbesondere ist der Querschnitt jedes Lüfterflügels konstant, insbesondere senkrecht zur jeweiligen radialen Richtung. Somit ändert sich aufgrund der s-förmigen Ausgestaltung der Querschnitt nicht, was eine Herstellung vereinfacht. Insbesondere sind aufgrund der s-förmigen Ausgestaltung des Abschnitts die ra dialen Enden der Lüfterflügel entgegen den Vorzugsrichtung versetzt. Mit anderen Worten sind die Lüfterflügel derart angeordnet, dass das in Vorzugsdrehrichtung in tangentialer Richtung am weitesten versetzte Ende sich vor dem radialen Ende des Lüfterflügels befindet, insbesondere vor beiden radialen Enden des Lüfterflü gels. Zumindest jedoch bildet das radial äußere Ende jedes Lüfterflügels nicht das tangentiale Ende des Lüfterflügels in Vorzugsdrehrichtung. Aufgrund einer derarti gen Anordnung wird ein Ablösen eines Luftstroms im Bereich der radialen Enden der Lüfterflügel vermieden, sodass vergleichsweise wenig Turbulenzen in den durch das Lüfterrad hindurchtretenden und mittels dessen geförderten Luftstrom eingebracht werden. Somit ist ein Wirkungsgrad weiter erhöht und eine Geräusch entwicklung weiter verringert. In particular, it is possible to operate the fan wheel in the two different directions of rotation due to the s-shaped section with respect to the axis of rotation. Particularly preferably, however, the fan wheel has only one preferred direction of rotation. Here, the fan wheel can be operated in particular only in the preferred rotational direction. For example, the fan blades have an aerodynamic profile perpendicular to their course and / or to the respective radial direction, which profile expediently has a thickening. Due to the aerodynamic profile, conveying the air flow is improved. In particular, the cross section of each fan blade is constant, in particular perpendicular to the respective radial direction. Thus, the cross section does not change due to the S-shaped configuration, which simplifies production. In particular, due to the S-shaped configuration of the section, the ra dialen ends of the fan blades are offset against the preferred direction. In other words, the fan blades are arranged in such a way that the end which is the most distant in the preferred direction of rotation in the tangential direction is located in front of the radial end of the fan blade, in particular in front of both radial ends of the fan blade. At least, however, the radially outer end of each fan blade does not form the tangential end of the fan blade in the preferred direction of rotation. Due to such an arrangement, separation of an air flow in the region of the radial ends of the fan blades is avoided, so that comparatively little turbulence is introduced into the air flow passing through the fan wheel and promoted by the latter. This further increases efficiency and further reduces noise.
Beispielsweise ist eine bezüglich der Vorzugsdrehrichtung hintere Kante jedes Lüfterflügels in einer Draufsicht in Vorzugsdrehrichtung geradlinig. Mit anderen Worten weist die Kante zweckmäßigerweise lediglich einen radialen und gegebe nenfalls tangentialen Verlauf auf. In Axialrichtung jedoch, also parallel zur Dreh achse, weist die Kante keine Ausdehnung auf. Besonders bevorzugt jedoch ist die bezüglich der Vorzugsdrehrichtung hintere Kante der Lüfterflügel in einer Drauf sicht in Vorzugsrichtung gewellt. Somit weist die Kante in axialer Richtung, also parallel zur Drehachse, eine Ausdehnung auf, die sich insbesondere in tangentia ler Richtung abwechselt. Zweckmäßigerweise ist mittels der Kante eine Wellen form, also zweckmäßigerweise eine Sinusform oder im Wesentlichen Sinusform, gebildet. Beispielsweise ist der Querschnitt parallel zur Drehachse im Bereich des hinteren Endes jedes Lüfterflügels wellenförmig ausgestaltet. Aufgrund der Wel lenform erfolgt ein verbesserter Volumendurchsatz der Luft, weswegen ein Wir kungsgrad weiter erhöht ist. Hierbei wird mittels der wellenförmigen Ausgestaltung der hinteren Kante in den das Lüfterrad passierenden Luftstrom ein geeignetes Strömungsprofil eingebracht. Insbesondere wird aufgrund dessen eine zusätzliche radial nach außen weisende Bewegungskomponente in den Luftstrom einge bracht, sodass ein Luftvolumendurchsatz weiter erhöht ist. Beispielsweise ist die bezüglich der Vorzugsdrehrichtung vordere Kante der Lüf terflügel in einer Draufsicht entgegen der Vorzugsrichtung wellenförmig ausgestal tet. Besonders bevorzugt jedoch ist diese Kante gerade. Somit ist ein Führen der Luft entlang der Lüfterflügel verbessert. Besonders bevorzugt ist die vordere Kante hierbei abgerundet, was einen Strömungswiderstand reduziert. Vorzugsweise ist die vordere Kante der Lüfterflügel gerade und die hintere Kante der Lüfterflügel, jeweils bezüglich der Vorzugsdrehrichtung, wellenförmig, wobei zwischen den Kanten insbesondere ein kontinuierlicher Übergang oder zumindest teilweise kon tinuierlicher Übergang erfolgt. Mit anderen Worten ist jeder der Lüfterflügel stufen- los. Somit ist ein Strömungswiderstand weiter reduziert. For example, a rear edge of each fan blade with respect to the preferred direction of rotation is straight in a plan view in the preferred direction of rotation. In other words, the edge expediently has only a radial and possibly tangential course. In the axial direction, however, i.e. parallel to the axis of rotation, the edge has no extension. However, the rear edge of the fan blades with respect to the preferred direction of rotation is particularly preferably corrugated in a plan view in the preferred direction. The edge thus has an extent in the axial direction, that is to say parallel to the axis of rotation, which alternates in particular in the tangential direction. A wave form is expediently formed by means of the edge, that is to say expediently a sinusoidal shape or essentially sinusoidal shape. For example, the cross section parallel to the axis of rotation in the area of the rear end of each fan blade is designed in a wave shape. Due to the wave form, there is an improved volume throughput of the air, which is why the efficiency is further increased. Here, a suitable flow profile is introduced into the air flow passing through the fan wheel by means of the wave-shaped configuration of the rear edge. In particular, because of this, an additional radially outward movement component is introduced into the air flow, so that an air volume throughput is further increased. For example, the front edge of the fan blades with respect to the preferred direction of rotation is wave-shaped in a plan view against the preferred direction. However, this edge is particularly preferably straight. Guiding the air along the fan blades is thus improved. The front edge is particularly preferably rounded, which reduces flow resistance. Preferably, the front edge of the fan blades is straight and the rear edge of the fan blades, each with respect to the preferred direction of rotation, wave-shaped, with a continuous transition or at least partially continuous transition taking place between the edges. In other words, each of the fan blades is infinitely variable. Flow resistance is thus further reduced.
Beispielsweise ist der s-förmige Abschnitt in radialer Richtung im Wesentlichen mittig des jeweiligen Lüfterflügels angeordnet. Alternativ hierzu wird insbesondere das radial innere Ende jedes Lüfterflügels mittels des s-förmigen Abschnitts gebil- det. Besonders bevorzugt jedoch ist jeder der s-förmigen Abschnitte jeweils in ra dialer Richtung bezüglich der Drehachse nach außen versetzt. Mit anderen Wor ten befindet sich jeder der s-förmigen Abschnitte vorzugsweise in der äußeren Hälfte jedes der Lüfterflügel. Beispielsweise wird die äußere Hälfte jedes Lüfterflü gels mittels des s-förmigen Abschnitts gebildet. Der radial innere Teil jedes Lüfter- flügels ist dabei beispielsweise geradlinig oder in einer Draufsicht c-förmig ausge staltet. In dem radial äußeren Bereich des Lüfterrads weisen die Lüfterflügel eine erhöhte Geschwindigkeit auf, sodass eine Wirkung des s-förmigen Abschnitts in diesem Bereich erhöht ist. Zudem ist in diesem Bereich ein mittels der Lüfterflügel bewegtes Luftvolumen vergrößert. Mit anderen Worten wird in diesem Fall der im Wesentlichen größtmögliche Volumenstrom an Luft mittels des s-förmigen Ab schnitts bewegt. For example, the s-shaped section is arranged in the radial direction essentially in the middle of the respective fan blade. As an alternative to this, in particular the radially inner end of each fan blade is formed by means of the S-shaped section. However, it is particularly preferred that each of the S-shaped sections is offset outwards with respect to the rotational axis in each case in ra dialer direction. In other words, each of the S-shaped sections is preferably in the outer half of each of the fan blades. For example, the outer half of each fan blade is formed by means of the s-shaped section. The radially inner part of each fan blade is, for example, straight or c-shaped in a plan view. In the radially outer area of the fan wheel, the fan blades have an increased speed, so that an effect of the s-shaped section in this area is increased. In addition, an air volume moved by means of the fan blades is increased in this area. In other words, in this case, the essentially largest possible volume flow of air is moved by means of the S-shaped section.
Beispielsweise wechselt sich die Orientierung der Lüfterflügel in tangentialer Rich tung ab, sodass die s-förmigen Abschnitte jeweils zueinander gewandt sind. Be- vorzugt jedoch sind die s-förmigen Abschnitte in die gleiche Richtung gewandt. Alternativ oder in Kombination jeweils hierzu sind beispielsweise die s-förmigen Abschnitte von der Nabe in radialer Richtung unterschiedlich beabstandet. Insbe sondere wechseln sich hierbei die Abstände zwischen in tangentialer Richtung benachbarten Lüfterflügel ab. Zweckmäßigerweise sind die Lüfterflügel drehsym metrisch bezüglich der Nabe angeordnet. Vorzugsweise ist der Symmetriewinkel 360° geteilt durch die Anzahl der Lüfterflügel. Besonders bevorzugt ist das voll ständige Lüfterrad drehsymmetrisch ausgestaltet, wobei der Drehwinkel insbeson dere 360° geteilt durch die Anzahl der Lüfterflügel ist. Aufgrund der drehsymmetri schen Ausgestaltung ist eine Unwucht verhindert oder zumindest verringert, so- dass eine Geräuschentwicklung bei Betrieb verringert ist. Auch ist eine Belastung der mechanischen Komponente des Lüfterrads und damit verbundener Bauteile verringert, insbesondere des etwaigen Elektromotors. For example, the orientation of the fan blades alternates in the tangential direction, so that the S-shaped sections face each other. However, it is preferred that the s-shaped sections face in the same direction. Alternatively or in combination in each case, for example, the s-shaped sections are spaced differently from the hub in the radial direction. In particular, here the distances alternate between in the tangential direction adjacent fan blades. The fan blades are expediently arranged rotationally symmetrically with respect to the hub. The angle of symmetry is preferably 360 ° divided by the number of fan blades. The fully permanent fan wheel is particularly preferably designed to be rotationally symmetrical, the angle of rotation in particular being 360 ° divided by the number of fan blades. Because of the rotationally symmetrical configuration, an imbalance is prevented or at least reduced, so that noise during operation is reduced. It also reduces the load on the mechanical component of the fan wheel and associated components, in particular on the electric motor, if any.
Beispielsweise sind die Lüfterflügel verjüngt ausgestaltet, wobei die Verjüngung beispielsweise in radialer Richtung ist. Somit weist das jeweilige radial äußere En de jedes Lüfterflügels eine geringere Ausdehnung in tangentialer Richtung und/oder senkrecht zur jeweils radialen Richtung auf, als das radial innere Ende. Alternativ hierzu ist das radial innere Ende oder ein dazwischenliegender Bereich des Lüfterflügels verjüngt. Besonders bevorzugt jedoch ändert sich die Ausdeh nung jedes Lüfterflügels in tangentialer Richtung nicht, oder die Änderung ist ge ringer als 10 % der Ausdehnung des jeweiligen Lüfterflügels in Tangentialrichtung. Besonders bevorzugt ist die Änderung geringer als 5 % der Ausdehnung des je weiligen Lüfterflügels in tangentialer Richtung. Somit ist eine Fertigung vereinfacht und ein Gewicht reduziert, wobei dennoch ein vergleichsweise robustes Lüfterrad geschaffen ist. Auch sind eine Anpassung und insbesondere eine Simulation, ver einfacht. Zudem wird mittels jedes der Lüfterflügel auf diese Weise ein vergleichs weise großes Volumen von Luft befördert. For example, the fan blades are designed tapered, the taper being, for example, in the radial direction. The respective radially outer end of each fan blade has a smaller extent in the tangential direction and / or perpendicular to the respective radial direction than the radially inner end. As an alternative to this, the radially inner end or an intermediate region of the fan blade is tapered. Particularly preferably, however, the expansion of each fan blade does not change in the tangential direction, or the change is less than 10% of the expansion of the respective fan blade in the tangential direction. The change is particularly preferably less than 5% of the extent of the respective fan blade in the tangential direction. This simplifies production and reduces weight, while still creating a comparatively robust fan wheel. Adaptation and, in particular, simulation are also simplified. In addition, a comparatively large volume of air is conveyed in this way by means of each of the fan blades.
Beispielsweise endet jedes der Lüfterflügel in radialer Richtung stumpf. Alternativ hierzu sind die radial äußeren Enden der Lüfterflügel umgebogen, insbesondere nach Art eines Winglets. Besonders bevorzugt jedoch weist das Lüfterrad einen Außenring auf, der konzentrisch zur Nabe angeordnet ist, und an dem die radial äußeren Enden der Lüfterflügel angebunden sind. Somit werden die Lüfterflügel Mittels des Außenrings stabilisiert. Der Außenring ist beispielsweise im Wesentli chen hohlzylindrisch ausgestaltet. Zum Beispiel weist der Außenring in axialer Richtung, also parallel zur Drehachse, eine Ausdehnung zwischen 1 cm und 10 cm, beispielsweise zwischen 2 cm und 5 cm und geeigneterweise gleich 3 cm auf. For example, each of the fan blades ends bluntly in the radial direction. Alternatively, the radially outer ends of the fan blades are bent, in particular in the manner of a winglet. However, particularly preferably, the fan wheel has an outer ring which is arranged concentrically with the hub and to which the radially outer ends of the fan blades are connected. The fan blades are thus stabilized using the outer ring. The outer ring is, for example, essentially hollow-cylindrical. For example, the outer ring faces axially Direction, that is parallel to the axis of rotation, an expansion between 1 cm and 10 cm, for example between 2 cm and 5 cm and suitably equal to 3 cm.
Mittels des Außenrings wird insbesondere eine Leckluft zwischen dem Lüfterrad und einer etwaigen das Lüfterrad umfangsseitig umgebenden Lüfterzarge be grenzt oder verhindert. Zweckmäßigerweise ist hierfür ein einer Außenseite des Außenrings eine Dichtung angebunden, beispielsweise eine Bürstendichtung. Al ternativ oder in Kombination hierzu ist der Außenring zumindest abschnittsweise nach Art einer Labyrinthdichtung gefertigt und weist folglich zweckmäßigerweise eine Kontur auf, die im Montagezustand in eine entsprechende Kontur, insbeson dere der etwaigen Lüfterzarge, eingreift, jedoch von dieser beabstandet ist. Somit ist einerseits eine Reibung nicht erhöht und andererseits jedoch ein Durchtritt von Luft zwischen dem Lüfterrad und der Zarge verhindert, insbesondere entgegen der Fahrtrichtung. Somit ist ein Wirkungsgrad weiter erhöht. By means of the outer ring, in particular leakage air between the fan wheel and any fan frame surrounding the fan wheel on the circumference is limited or prevented. For this purpose, a seal is expediently connected to an outer side of the outer ring, for example a brush seal. Al ternatively or in combination, the outer ring is made at least in sections in the manner of a labyrinth seal and consequently expediently has a contour which engages in a corresponding contour in the assembled state, in particular any fan frame, but is spaced from it. Thus, on the one hand, friction is not increased and, on the other hand, air is prevented from passing between the fan wheel and the frame, in particular against the direction of travel. Efficiency is thus further increased.
Der Kühlerlüfter ist ein Bestandteil eines Kraftfahrzeugs und dient zweckmäßiger weise dem Kühlen eines Verbrennungsmotors. Mit anderen Worten ist der Kühler lüfter ein Hauptlüfter. Alternativ hierzu ist der Kühlerlüfter beispielsweise ein Be standteil einer Klimaanlage oder eines Nebenaggregats des Kraftfahrzeugs. Der Kühlerlüfter umfasst zweckmäßigerweise einen Kühler, der insbesondere ein Küh lernetz aufweist, durch das vorzugsweise eine Anzahl an Rohren geführt ist. Das Kühlernetz ist hierbei zum Beispiel thermisch mit den Rohren kontaktiert. Inner halb der Rohre wird bei Betrieb bevorzugt eine Kühlflüssigkeit geleitet. Das Küh lernetz ist beispielsweise im Wesentlichen quaderförmig ausgestaltet. Zudem um fasst der Kühlerlüfter eine Lüfterzarge, die eine runde Aussparung aufweist. Inner halb der runden Aussparung ist, zweckmäßigerweise parallel zu dieser und/oder der Lüfterzarge, ein Lüfterrad mit einer Nabe angeordnet, an der eine Anzahl an Lüfterflügeln angebunden ist, die bezüglich einer Drehachse des Lüfterrads ge neigt sind. Die Lüfterflügel weisen jeweils einen Abschnitt auf, der in einer Drauf sicht entlang der Drehachse s-förmig ausgestaltet ist. Vorzugsweise ist das Lüfter rad konzentrisch zur Aussparung angeordnet. Zudem umfasst der Kühlerlüfter einen Elektromotor, der beispielsweise ein bürs tenbehafteter Kommutatormotor oder bevorzugt ein bürstenloser Gleichstrommo tor (BLDC) ist. Der Elektromotor ist an der Lüfterzarge befestigt. Beispielsweise umfasst die Lüfterzarge eine Motorhalterung, die mittels einer Anzahl an Streben oberhalb der Aussparung gehalten ist. Hierbei ist eine Rotationsachse des Elekt romotors senkrecht zur Aussparung angeordnet und verläuft insbesondere auf der Drehachse des Lüfterrads, vorzugsweise auf einer Geraden, die durch den Mittel punkt der Aussparung reicht. Beispielsweise ist der Elektromotor mit der Motorhal terung verklebt oder verschraubt. Somit ist der Elektromotor vergleichsweise si cher an der Motorhalterung gehalten. The radiator fan is a component of a motor vehicle and is expediently used to cool an internal combustion engine. In other words, the radiator fan is a main fan. Alternatively, the radiator fan is, for example, a component of an air conditioning system or an auxiliary unit of the motor vehicle. The radiator fan expediently comprises a cooler, which in particular has a cooling network, through which a number of tubes are preferably guided. The cooler network is, for example, thermally contacted with the pipes. A coolant is preferably conducted within half of the tubes during operation. The cooling network is, for example, essentially cuboid. The radiator fan also includes a fan frame with a round recess. Within half of the round recess, a fan wheel with a hub is arranged, expediently parallel to this and / or the fan frame, to which a number of fan blades is connected, which are inclined with respect to an axis of rotation of the fan wheel. The fan blades each have a section which is designed in an S-shape in a plan view along the axis of rotation. Preferably, the fan wheel is arranged concentrically to the recess. In addition, the radiator fan comprises an electric motor, which is, for example, a brushed commutator motor or preferably a brushless DC motor (BLDC). The electric motor is attached to the fan frame. For example, the fan frame includes a motor bracket that is held above the recess by means of a number of struts. Here, a rotation axis of the electric motor is arranged perpendicular to the recess and runs in particular on the axis of rotation of the fan wheel, preferably on a straight line that extends through the center point of the recess. For example, the electric motor is glued or screwed to the motor holder. The electric motor is thus held comparatively securely on the motor mount.
Das Lüfterrad ist mittels des Elektromotors angetrieben und vorzugsweise an die sem angebunden, beispielsweise an einer Welle des Elektromotors. Zum Beispiel ist die Nabe mechanisch direkt mit dem Elektromotor gekoppelt. Zum Beispiel um fasst das Lüfterrad hierbei zusätzlich den Außenring, an dem die Lüfterflügel an deren radialen Ende angebunden sind. Mittels des Außenrings erfolgt eine Stabili sierung der Lüfterflügel, was einen akustischen Eindruck verbessert. Insbesondere greift der Außenring in eine entsprechende Aufnahme oder Kontur der Lüfterzarge ein, wobei diese bevorzugt zueinander beabstandet sind. Insbesondere ist zwi schen diesen eine Labyrinthdichtung gebildet. Somit ist eine Ausbreitung von Leckluft unterbunden. Alternativ oder in Kombination hierzu ist zwischen dem et waigen Außenring und dem Lüfterzarge eine Bürstendichtung oder dergleichen angeordnet. The fan wheel is driven by the electric motor and preferably connected to the sem, for example on a shaft of the electric motor. For example, the hub is mechanically coupled directly to the electric motor. For example, the fan wheel additionally includes the outer ring to which the fan blades are connected at their radial ends. By means of the outer ring, the fan blades are stabilized, which improves an acoustic impression. In particular, the outer ring engages in a corresponding receptacle or contour of the fan frame, these being preferably spaced apart from one another. In particular, a labyrinth seal is formed between them. This prevents leakage air from spreading. Alternatively or in combination, a brush seal or the like is arranged between the outer ring and the fan frame.
Die Lüfterzarge ist bevorzugt an in dem Kühler angebunden, zweckmäßigerweise befestigt. Beispielsweise ist die Lüfterzarge an den Kühler geschraubt oder mit diesem verklebt. Insbesondere überdeckte die Lüfterzarge das etwaige Kühler netz. Mit anderen Worten ist die Lüfterzarge deckungsgleich zu dem Kühlernetz oder beispielsweise dem vollständigen Kühler. Somit ist ein Durchtritt von Luft zwischen dem Kühler und der Lüfterzarge unterbunden, und mittels der Lüfterzar ge erfolgt folglich ein vergleichsweise effizientes Führen der Luft. Die Lüfterzarge ist vorzugsweise abstromseitig des Kühlers angeordnet, also zweckmäßigerweise in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs hinter dem Kühler. Die im Zusammenhang mit dem Lüfterrad genannten Vorteile und Weiterbildungen sind sinngemäß auch auf den Kühlerlüfter zu übertragen und umgekehrt. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen: The fan frame is preferably connected to the cooler, suitably fastened. For example, the fan frame is screwed to the cooler or glued to it. In particular, the fan frame covered the possible cooler network. In other words, the fan frame is congruent with the cooler network or, for example, the complete cooler. A passage of air between the cooler and the fan frame is thus prevented, and the fan frame consequently results in comparatively efficient guidance of the air. The fan frame is preferably arranged on the downstream side of the cooler, ie expediently behind the cooler in the direction of travel of the motor vehicle. The advantages and further developments mentioned in connection with the fan wheel can also be applied analogously to the radiator fan and vice versa. Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to a drawing. In it show:
Fig. 1 schematisch ein landgebundenes Kraftfahrzeug mit einem Kühlerlüf ter, 1 schematically shows a land-based motor vehicle with a radiator fan,
Fig. 2 schematisch vereinfacht in einer Explosionsdarstellung teilweise den Fig. 2 schematically simplified in an exploded view partially
Kühlerlüfter mit einem Lüfterrad, Radiator fan with a fan wheel,
Fig. 3 in einer Draufsicht das Lüfterrad, 3 is a top view of the fan wheel,
Fig. 4 in einer Draufsicht ausschnittsweise das Lüfterrad, 4 is a top view of the fan wheel,
Fig. 5 gemäß Fig. 4 eine alternative Ausgestaltungsform des Lüfterrads, und 5 shows an alternative embodiment of the fan wheel, and FIG
Fig. 6 das Lüfterrad gemäß Fig. 5 in einer Draufsicht auf einen Lüfterflügel entgegen einer Drehrichtung 6 shows the fan wheel according to FIG. 5 in a top view of a fan blade against a direction of rotation
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszei chen versehen. Corresponding parts are provided with the same reference characters in all figures.
In Figur 1 ist schematisch vereinfacht ein Kraftfahrzeug 2 mit einem Verbren nungsmotor 4 gezeigt. Mittels des Verbrennungsmotors 4 erfolgt ein Antrieb des Kraftfahrzeugs 2. Hierfür steht der Verbrennungsmotor 4 mittels eines nicht näher dargestellten Antriebsstrangs in Wirkverbindung mit mindestens einem der vier Räder 6 des Kraftfahrzeugs 2. Zudem umfasst das Kraftfahrzeug 2 einen Kühler lüfter 8, der der Kühlung des Verbrennungsmotors 4 dient. Somit ist der Kühlerlüf ter 8 ein Hauptlüfter des Kraftfahrzeugs 2. Der Kühlerlüfter 8 ist mittels einer An zahl an Leitungen 10 mit dem Verbrennungsmotor 4 fluidtechnisch verbunden, durch die bei Betrieb eine Kühlflüssigkeit von dem Kühlerlüfter 8 zu dem Verbren nungsmotor 4 und durch Kühlkanäle dort geleitet wird. Mittels der Kühlflüssigkeit wird überschüssige Wärme aufgenommen und zurück zu dem Kühlerlüfter 8 ge führt, mittels dessen eine Abkühlung der Kühlflüssigkeit erfolgt. Der Kühlerlüfter 8 weist einen Kühler 12 mit einem nicht näher dargestellten Küh lernetz auf, durch das eine Anzahl von Rohren geführt und thermisch mit diesem kontaktiert ist. Die Rohre sind mit den Leitungen 10 fluidtechnisch gekoppelt, so- dass bei Betrieb die Kühlflüssigkeit durch die Rohre geleitet wird. Der Kühlerlüfter 8 umfasst ferner einen Lüfterzarge 14, die in einer Fahrtrichtung 16 des Kraftfahr zeugs 2 hinter dem Kühler 12 angeordnet ist. An der Lüfterzarge 14 ist ein Elekt romotor 18 befestigt. Bei Betrieb tritt Fahrtwind durch den Kühler 12 hindurch und wird mittels der Lüfterzarge 14 geeignet geformt. Bei einem Stillstand des Kraft fahrzeugs 2 wird mittels des Elektromotors 18 Luft durch den Kühler 12 hindurch gesaugt, sodass der Kühler 12 bei Betrieb im Wesentlichen stets oder zumindest in Abhängigkeit von bestehenden Anforderungen von dem Luftstrom durchsetzt ist. Somit erfolgt eine Abkühlung des Kühlers 12, weswegen auch nach einem vergleichsweise langen Betrieb der Verbrennungsmotors 4 keine Überhitzung des Kühlerlüfters 8 erfolgt. Zudem wird mittels der Lüfterzarge 14 die durch den Küh lerlüfter 8 hindurch tretende Luft auf den Verbrennungsmotor 4 geleitet und dieser auf diese Weise von außen zusätzlich gekühlt. In Figure 1, a motor vehicle 2 with a combustion engine 4 is shown schematically simplified. The internal combustion engine 4 drives the motor vehicle 2. For this purpose, the internal combustion engine 4 is operatively connected to at least one of the four wheels 6 of the motor vehicle 2 by means of a drive train (not shown in more detail). In addition, the motor vehicle 2 comprises a radiator fan 8, which cools the internal combustion engine 4 serves. Thus, the radiator fan 8 is a main fan of the motor vehicle 2. The radiator fan 8 is fluidically connected by means of a number of lines 10 to the internal combustion engine 4, through which, during operation, a cooling liquid from the radiator fan 8 to the combustion engine 4 and passed through cooling channels there becomes. Excess heat is absorbed by the cooling liquid and leads back to the radiator fan 8, by means of which cooling of the cooling liquid takes place. The radiator fan 8 has a cooler 12 with a cooling network, not shown, through which a number of tubes are guided and thermally contacted with it. The tubes are fluidly coupled to the lines 10, so that the coolant is passed through the tubes during operation. The radiator fan 8 further comprises a fan frame 14 which is arranged in a direction 16 of the motor vehicle 2 behind the radiator 12. On the fan frame 14, an electric motor 18 is attached. In operation, the airstream flows through the cooler 12 and is suitably shaped by means of the fan frame 14. When the motor vehicle 2 is at a standstill, air is sucked through the cooler 12 by means of the electric motor 18, so that the cooler 12 is permeated by the air flow during operation, or at least depending on existing requirements. The cooler 12 is thus cooled, which is why the cooler fan 8 does not overheat even after the internal combustion engine 4 has been in operation for a comparatively long time. In addition, by means of the fan frame 14, the air passing through the cooling fan 8 is passed to the internal combustion engine 4 and this is additionally cooled from the outside in this way.
In Figur 2 ist perspektivisch schematisch vereinfacht in einer Explosionsdarstel lung der Kühlerlüfter 8 gezeigt, wobei der Kühler 12 weggelassen ist. An dem Küh ler 12 ist die Lüfterzarge 14 befestigt, die das nicht näher dargestellte Kühlernetz vollständig überdeckt und deckungsgleich mit diesem ist. Die Lüfterzarge 14 ist im Wesentlichen flächig ausgestaltet und weist eine runde Aussparung 20 auf, die, senkrecht zur Fahrtrichtung 16 orientiert ist. Die Aussparung 20 weist einen Durchmesser von 30 cm auf und ist umfangsseitig von einem Rand 22 umgeben, der hohlzylindrisch ausgestaltet und konzentrisch zur Aussparung 20 angeordnet ist. Der Durchmesser des Rands 22 ist gleich dem Durchmesser der Aussparung 20, und der Rand 24 weist in axialer Richtung bezüglich der Aussparung 22, also parallel zur Fahrtrichtung 16, eine Länge von 2 cm auf. Im Montagezustand befin det sich der Rand 22 auf der dem Kühler 12 abgewandten Seite der Lüfterzarge Die Lüfterzarge 14 umfasst ferner eine Motorhalterung 24, die entgegen der Fahrt richtung 16 oberhalb der Aussparung 20 angeordnet ist. Im Montagezustand ist mittels der Motorhalterung 24 der Elektromotor 18 gehalten und der Elektromotor 18 somit an dieser befestigt. Hierbei befindet sich der Elektromotor 18 auf der dem Kühler 12 gegenüberliegenden Seite der Lüfterzarge 14. Eine Welle 34 des Elekt romotors 18 ragt in der Fahrtrichtung 16 durch die Motorhalterung 32 hindurch und ist an einer Nabe 26 eines Lüfterrads 28 drehfest befestigt. Somit ist das Lüfterrad 38 mittels des Elektromotors 18 angetrieben, der mittels der Motorhalterung 24 gehalten ist. An der Nabe 26 ist eine Anzahl an Lüfterflügeln 30 angebunden, die umfangsseitig mittels eines Außenrings 32 umgeben und an diesem angebunden sind. Die Nabe 26, die Lüfterflügel 30 und der Außenring 32 sind einstückig aus einem Kunststoffspritzgussverfahren erstellt. In Figure 2, the cooling fan 8 is shown schematically simplified in an exploded view, the cooler 12 being omitted. On the Küh ler 12, the fan frame 14 is attached, which completely covers the radiator network, not shown, and is congruent with this. The fan frame 14 is essentially flat and has a round recess 20 which is oriented perpendicular to the direction of travel 16. The cutout 20 has a diameter of 30 cm and is surrounded on the circumferential side by an edge 22 which is hollow-cylindrical and is arranged concentrically with the cutout 20. The diameter of the edge 22 is equal to the diameter of the recess 20, and the edge 24 has a length of 2 cm in the axial direction with respect to the recess 22, that is to say parallel to the direction of travel 16. In the assembled state, the edge 22 is located on the side of the fan frame facing away from the cooler 12 The fan frame 14 further includes a motor bracket 24, which is arranged against the direction of travel 16 above the recess 20. In the assembled state, the electric motor 18 is held by means of the motor mount 24 and the electric motor 18 is thus fastened to it. Here, the electric motor 18 is located on the side of the fan frame 14 opposite the cooler 12. A shaft 34 of the electric motor 18 protrudes in the direction of travel 16 through the motor mount 32 and is fastened in a rotationally fixed manner to a hub 26 of a fan wheel 28. The fan wheel 38 is thus driven by means of the electric motor 18, which is held by means of the motor holder 24. A number of fan blades 30 are connected to the hub 26, which are circumferentially surrounded by an outer ring 32 and connected to the latter. The hub 26, the fan blades 30 and the outer ring 32 are made in one piece from a plastic injection molding process.
Im Montagezustand ist das Lüfterrad 28 innerhalb der Aussparung 22 parallel zu dieser angeordnet, wobei der Außenring 32 radial umfangsseitig mittels des Rands 24 umgeben ist. Bei Betrieb wird mittels des Elektromotors 18 das Lüfter rad 38 um eine Drehachse 34 rotiert, die parallel zur Fahrtrichtung 16 ist, und die durch den Mittelpunkt der Aussparung 20 reicht. Somit wird bei Betrieb Luft durch die Aussparung 22 entgegen der Fahrtrichtung 16 gesaugt. Zwischen dem Außen- ring 32 und dem Rand 24 ist ein Durchströmen von Luft aufgrund einer nicht näher dargestellten Dichtung, beispielsweise einer Labyrinthdichtung, unterbunden. In the assembled state, the fan wheel 28 is arranged parallel to the recess 22, the outer ring 32 being surrounded radially on the circumferential side by means of the edge 24. In operation, the fan wheel 38 is rotated by means of the electric motor 18 about an axis of rotation 34 which is parallel to the direction of travel 16, and which extends through the center of the recess 20. Air is thus sucked through the recess 22 against the direction of travel 16 during operation. A flow of air between the outer ring 32 and the rim 24 is prevented due to a seal, not shown, for example a labyrinth seal.
Zudem umfasst die Lüfterzarge 14 eine Staudruckklappe 36, die eine Öffnung um fasst, die mittels einer Klappe 38 abgedeckt ist. Falls in Fahrtrichtung 16 vor der Lüfterzarge 14 ein vergleichsweise hoher (Luft-)Druck herrscht, insbesondere bei einer vergleichsweise schnellen Bewegung des Kraftfahrzeugs 2, ist aufgrund des Lüfterrad 28 ein Durchtritt der Luft durch die Aussparung 20 teilweise behindert oder das Lüfterrad 28 müsste vergleichsweise schnell rotiert werden. Dies würde jedoch zu einer erhöhten Belastung des Elektromotors 18 sowie der weiteren Komponente und einer erhöhten Geräuschentwicklung führen. Ab einem bestimm ten Druck wird die Klappe 38 daher verschwenkt und die Öffnung freigegeben, sodass durch diese Luft hindurch strömen kann. Somit ist ein Luftdurchsatz durch den Kühler 12, der sich in Fahrtrichtung 16 vor der Lüfterzarge 14 befindet, erhöht. Bei einem vergleichsweise niedrigen Luftdruck vor der Lüfterzarge 14, wie dies bei einem Stillstand des Kraftfahrzeugs 2 der Fall ist, ist die Klappe 38 geschlossen, sodass eine Ausbildung eines lediglich durch die Öffnung der Staudruckklappe 36 und der Aussparung 22 hindurchtretenden zirkularen Luftstroms unterbunden ist. Somit wird auch stets der Kühler 12 mittels eines ausreichenden Luftstroms durchsetzt. In addition, the fan frame 14 comprises a dynamic pressure flap 36 which encloses an opening which is covered by a flap 38. If there is a comparatively high (air) pressure in front of the fan frame 14 in the direction of travel 16, in particular when the motor vehicle 2 is moving comparatively quickly, the passage of the air through the recess 20 is partially hindered due to the fan wheel 28 or the fan wheel 28 would have to be comparatively fast be rotated. However, this would lead to an increased load on the electric motor 18 and the further components and an increased noise level. Above a certain pressure, the flap 38 is therefore pivoted and the opening is opened so that air can flow through it. An air throughput through the cooler 12, which is located in the direction of travel 16 in front of the fan frame 14, is thus increased. When the air pressure in front of the fan frame 14 is comparatively low, as is the case when the motor vehicle 2 is at a standstill, the flap 38 is closed, so that the formation of a circular air flow that only passes through the opening of the dynamic pressure flap 36 and the recess 22 is prevented. Thus, the cooler 12 is always penetrated by means of a sufficient air flow.
In Figur 3 ist das Lüfterrad 28 in einer Draufsicht entlang der Drehachse 34, ent gegen der Fahrtrichtung 16 gezeigt. In Figur 4 ist das Lüfterrad 28 ausschnittswei se vergrößert entsprechend der Darstellung in Figur 3 gezeigt. Die Nabe 26 ist topfförmig ausgestaltet, und der Boden der Nabe 26 weist in Fahrtrichtung 16. An einer Außenwand der Nabe 26 sind die Lüfterflügel 30 angebunden. Bei der hier dargestellten Variante weist das Lüfterrad 28 insgesamt neun derartige Lüfterflü gel 30 auf. Die Lüfterflügel 30 sind in drehsymmetrisch bezüglich in der Nabe 26 angeordnet, wobei die Symmetrieachse mit der Drehachse 34 zusammenfällt. Da bei ist das vollständige Lüfterrad 28 in drehsymmetrisch, wobei der Symmetrie winkel 40° entspricht. 3 shows the fan wheel 28 in a plan view along the axis of rotation 34, counter to the direction of travel 16. In FIG. 4, the fan wheel 28 is shown enlarged in sections corresponding to the illustration in FIG. 3. The hub 26 is pot-shaped and the bottom of the hub 26 points in the direction of travel 16. The fan blades 30 are connected to an outer wall of the hub 26. In the variant shown here, the fan wheel 28 has a total of nine such fan blades 30. The fan blades 30 are arranged in a rotationally symmetrical manner with respect to the hub 26, the axis of symmetry coinciding with the axis of rotation 34. Since the complete fan wheel 28 is rotationally symmetrical, with the symmetry angle corresponding to 40 °.
Zwischen dem Außenring 32 und der Nabe 26 sind in radialer Richtung bezüglich der Drehachse 34 die Lüfterflügel 30 angeordnet, deren radial äußeres Ende 40 an dem Außenring 32 angebunden ist. Der Außenring 32 ist konzentrisch zur Na be 26 und folglich auch zur Drehachse 34 angeordnet. Das radial innere Ende 42 jedes Lüfterflügels 30 ist an der Nabe 26 angebunden und dort angeformt. Jeder Lüfterflügel 30 weist dabei im Bereich der beiden radialen Enden 40,42 jeweils einen im Wesentlichen radialen Verlauf auf. The fan blades 30, whose radially outer end 40 is connected to the outer ring 32, are arranged in the radial direction with respect to the axis of rotation 34 between the outer ring 32 and the hub 26. The outer ring 32 is concentric with the Na be 26 and consequently also with the axis of rotation 34. The radially inner end 42 of each fan blade 30 is connected to the hub 26 and molded there. Each fan blade 30 has an essentially radial course in the region of the two radial ends 40, 42.
Jeder Lüfterflügel 30 ist bezüglich der Drehachse 34 geneigt und weist zu dieser einen Winkel zwischen 80° und 60° auf, sodass ein vergleichsweise effektives Bewegen der Luft entlang der Drehachse 34 durch die zwischen den Lüfterflügeln 30 gebildeten Öffnungen hindurch ermöglicht ist. Aufgrund der Neigung der Lüfter flügel 30 ist eine Vorzugsdrehrichtung 43 gebildet. Bei Rotation des Lüfterrad 28 um die Drehachse 34 in der Vorzugsdrehrichtung 43 wird mittels des Lüfterrads 28 Luft durch den Kühler 12 hindurch gesaugt. Bei einer anderweitigen Drehrichtung würde sich die Luft in Fahrtrichtung 16 durch den Kühler 12 bewegen. Zur Verbes serung eines Wirkungsgrads sind die Lüfterflügel 30 zudem profiliert ausgestaltet, und weisen somit ein aerodynamisches Profil auf. Somit ist ein Luftdurchsatz er höht. Zusammenfassend weist das Lüfterrad 28 Vorzugsdrehrichtung 43 um die Drehachse 34 auf. Each fan blade 30 is inclined with respect to the axis of rotation 34 and has an angle of between 80 ° and 60 ° to it, so that a comparatively effective movement of the air along the axis of rotation 34 is made possible through the openings formed between the fan blades 30. Due to the inclination of the fan blades 30, a preferred direction of rotation 43 is formed. When the fan wheel 28 rotates about the axis of rotation 34 in the preferred direction of rotation 43, air is sucked through the cooler 12 by means of the fan wheel 28. With a different direction of rotation the air would move in the direction of travel 16 through the cooler 12. To improve efficiency, the fan blades 30 are also profiled, and thus have an aerodynamic profile. This increases the air throughput. In summary, the fan wheel 28 has a preferred direction of rotation 43 about the axis of rotation 34.
Jeder Lüfterflügel 30 weist einen radial inneren Abschnitt 44 auf, der im Wesentli chen geradlinig radial oder leicht C-förmig in einer Draufsicht entlang der Dreh achse 34 ausgestaltet ist. Der radial innere Abschnitt 44 weist das radial innere Ende 42 auf und geht in einen s-förmig ausgestalteten Abschnitt 46 über, der das radial äußere Ende 40 aufweist. Somit sind die s-förmigen Abschnitte 46 in der jeweiligen radialen Richtung bezüglich der Drehachse 34 nach außen versetzt. Aufgrund der s-förmigen Ausgestaltung der Abschnitt 46 sind die radialen äußeren Enden 40 der Lüfterflügel 30 entgegen einer Vorzugsdrehrichtung 48 versetzt, wobei der vollständige s-förmige Abschnitt 46 bezüglich des jeweiligen radial inne ren Abschnitts 44 jeweils in Vorzugsdrehrichtung 43 versetzt ist. Each fan blade 30 has a radially inner portion 44 which is designed in a substantially rectilinear radial or slightly C-shaped in a plan view along the axis of rotation 34. The radially inner section 44 has the radially inner end 42 and merges into an S-shaped section 46 which has the radially outer end 40. Thus, the s-shaped sections 46 are offset outward in the respective radial direction with respect to the axis of rotation 34. Due to the S-shaped configuration of section 46, the radial outer ends 40 of the fan blades 30 are offset against a preferred direction of rotation 48, the complete S-shaped section 46 being offset in the preferred direction of rotation 43 with respect to the respective radially inner section 44.
Zusammenfassend sind die Lüfterflügel 30 bezüglich der Drehachse 34 geneigt und weisen jeweils den in einer Draufsicht entlang der Drehachse 34 s-förmigen Abschnitt 46 auf. Hierbei ändert sich die Ausdehnung jedes Lüfterflügels 30 in tangentialer Richtung, also parallel zur Vorzugsdrehrichtung 43, nicht oder ledig lich um weniger als 5 % der Ausdehnung des jeweiligen Lüfterflügels 30 in tangen tialer Richtung. Mit anderen Worten weist jeder Lüfterflügel 30 in tangentialer Rich tung, also entlang der Vorzugsdrehrichtung 43, die gleiche Dicke auf. Somit ist ein vergleichsweise effektives Bewegen der Luft ermöglicht. In summary, the fan blades 30 are inclined with respect to the axis of rotation 34 and each have the section 46 which is S-shaped in a plan view along the axis of rotation 34. Here, the expansion of each fan blade 30 in the tangential direction, that is parallel to the preferred direction of rotation 43, does not change or only Lich by less than 5% of the expansion of the respective fan blade 30 in the tangential direction. In other words, each fan blade 30 has the same thickness in the tangential direction, that is, along the preferred direction of rotation 43. This enables a comparatively effective movement of the air.
Aufgrund des s-förmigen Abschnitt 46 wirkt das Lüfterrad 28 zustromseitig, also auf Seiten des Kühlers 12, nach Art eine Düse und abstromseitig, also auf der dem Kühler 12 gegenüberliegenden Seite, nach Art eines Diffusors. Somit wird in den Luftstrom, der mittels des Lüfterrads 28 erzeugt oder zumindest verstärkt wird, eine zusätzliche radiale Bewegungskomponente eingebracht, die somit von dem Verbrennungsmotor 4 weggerichtet ist. Somit trifft der Luftstrom nicht stumpf auf den Verbrennungsmotor 4, was zu verringerten Verwirbelungen führt. Auch ist ei- ne mittels des Luftstroms durchgesetzte Fläche abstromseitig, also entgegen der Fahrtrichtung 16, im Vergleich zur Größe der Aussparung 20 vergrößert, sodass eine Geschwindigkeit der Luft verringert und folglich ein Druck erhöht ist. Folglich ist ein Luftvolumendurchsatz durch die Lüfterzarge 14 und daher auch durch den Kühler 12 bei gleichbleibender Rotationsgeschwindigkeit um die Drehachse 34 erhöht. Somit ist auch ein Wirkungsgrad vergrößert. Alternativ ist es möglich, das Lüfterrad 28 mit einer geringeren Drehgeschwindigkeit zu rotieren und somit einen leistungsschwacheren Elektromotor 18 heranzuziehen, was Herstellungskosten reduziert. Auch ist eine Geräuschentwicklung verringert. Zudem ist ein Abreißen des Luftstroms im Bereich des Außenrings 32 verringert oder vermieden, was den Wirkungsgrad weiter erhöht. Because of the S-shaped section 46, the fan wheel 28 acts on the upstream side, that is on the side of the cooler 12, in the manner of a nozzle and on the downstream side, that is on the side opposite the cooler 12, in the manner of a diffuser. Thus, an additional radial movement component is introduced into the air flow, which is generated or at least amplified by means of the fan wheel 28, and is thus directed away from the internal combustion engine 4. The air flow thus does not impinge on the internal combustion engine 4, which leads to reduced turbulence. Is also ne area penetrated by means of the air flow on the downstream side, that is to say counter to the direction of travel 16, is enlarged in comparison with the size of the cutout 20, so that a speed of the air is reduced and consequently a pressure is increased. As a result, an air volume throughput through the fan frame 14 and therefore also through the cooler 12 is increased at the same rotational speed about the axis of rotation 34. This also increases efficiency. Alternatively, it is possible to rotate the fan wheel 28 at a lower rotational speed and thus to use a less powerful electric motor 18, which reduces manufacturing costs. Noise is also reduced. In addition, tearing off of the air flow in the area of the outer ring 32 is reduced or avoided, which further increases the efficiency.
In Figur 5 ist entsprechend der Darstellung in Figur 4 eine Abwandlung des Lüfter- rads 28 gezeigt, wobei der Außenring 32 und die Nabe 26 sowie die Anzahl der Lüfterflügel 30 nicht verändert ist. Wie in dem vorherigen Beispiel weist auch hier jeder Lüfterflügel 30 in Vorzugsdrehrichtung 43 eine vordere Kante 48 auf. Die vordere Kante 48 ist im Bereich des s-förmigen Abschnitts 46 ebenfalls s-förmig geformt. Die vordere Kante 48 weist über deren vollständige Länge senkrecht zu deren Verlauf eine Abrundung auf, ist aber ansonsten gerade ausgestaltet. Mit anderen Worten weist die vordere Kante 48 keinen Verlauf in axialer Richtung, also parallel zur Drehachse 34, auf. Zusammenfassend ist die bezüglich der Vor zugsdrehrichtung 43 vordere Kante 48 der Lüfterflügel 30 in einer Draufsicht ent gegen der Vorzugsdrehrichtung 43 gerade. A modification of the fan wheel 28 is shown in FIG. 5, as shown in FIG. 4, the outer ring 32 and the hub 26 and the number of fan blades 30 not being changed. As in the previous example, each fan blade 30 also has a front edge 48 in the preferred direction of rotation 43. The front edge 48 is also S-shaped in the area of the S-shaped section 46. The front edge 48 has a rounding over its entire length perpendicular to its course, but is otherwise straight. In other words, the front edge 48 has no course in the axial direction, that is to say parallel to the axis of rotation 34. In summary, the front edge 48 of the fan blades 30 with respect to the direction of rotation 43 is straight in a plan view ent against the direction of rotation 43.
Im Vergleich zur vorhergehenden Ausgestaltungsform jedoch ist die hintere Kante 50 in einer Draufsicht in Vorzugsrichtung 34 nicht mehr gerade ausgestaltet. Viel mehr ist die bezüglich der Vorzugsdrehrichtung 43 hintere Kante 50 der Lüfterflü gel 30 in einer Draufsicht in Vorzugsdrehrichtung 34 gewellt, wie in Figur 6 ge zeigt. Die hintere Kante 50 weist somit eine Wellenform auf, insbesondere einen sinusförmigen Verlauf. Hierbei ist sowohl der radial innere Abschnitt 44 als auch der s-förmige Abschnitt 46 im Bereich der hinteren Kante 50 wellenförmig. Der Bereich zwischen den beiden Kanten 48, 50 verläuft i im Wesentlichen kontinuier lich, jedoch zumindest stetig, zwischen den beiden Kanten 48, 50. Wie auch im vorhergehenden Beispiel ist die hintere Kante 50 bezüglich der vorderen Kante 48 aufgrund der Neigung entgegen der Fahrtrichtung 16 versetzt, sodass sich die Vorzugsdrehrichtung 43 ergibt. Zusammenfassend weist jedes der Lüfterflügel 30, also jedes Flügelblatt, den s- förmigen Abschnitt 46 auf, der insbesondere bumerangförmig nach Art einer Schaufelsicherung ausgestaltet ist. Mittels dieser Ausgestaltung wird ein Ablösen des Luftstroms von dem Außenring 32 verhindert oder zumindest verringert, ins besondere sofern der Kühler 12 vorhanden ist. Zudem wird in den das Lüfterrad 28 passierenden Luftstrom eine Bewegungskomponente in Radialrichtung nach außen eingebracht, insbesondere sofern der Kühler 12 nicht vorhanden ist. Somit wird die Luft in Abstrom richtung radial nach außen geleitet. Aufgrund einer derarti gen Ausgestaltung ist der Wirkungsgrad erhöht, und eine Geräuschentwicklung positiv beeinflusst. In comparison to the previous embodiment, however, the rear edge 50 is no longer straight in a plan view in the preferred direction 34. Rather, the rear edge 50 of the fan blades 30 with respect to the preferred direction of rotation 43 is corrugated in a plan view in the preferred direction of rotation 34, as shown in FIG. The rear edge 50 thus has a wave shape, in particular a sinusoidal shape. Here, both the radially inner section 44 and the s-shaped section 46 are undulating in the region of the rear edge 50. The area between the two edges 48, 50 runs essentially continuously, but at least continuously, between the two edges 48, 50 In the preceding example, the rear edge 50 is offset with respect to the front edge 48 due to the inclination against the direction of travel 16, so that the preferred direction of rotation 43 results. In summary, each of the fan blades 30, that is to say each blade, has the S-shaped section 46, which is designed in particular in a boomerang shape in the manner of a blade guard. By means of this configuration, separation of the air flow from the outer ring 32 is prevented or at least reduced, in particular if the cooler 12 is present. In addition, a movement component is introduced in the radial direction to the outside in the air flow passing the fan wheel 28, in particular if the cooler 12 is not present. Thus, the air is directed radially outward in the downstream direction. Because of such a configuration, the efficiency is increased and noise development is positively influenced.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu ver lassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den einzelnen Aus- führungsbeispielen beschriebene Einzelmerkmale auch auf andere Weise mitei nander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. The invention is not restricted to the exemplary embodiments described above. Rather, other variants of the invention can be derived therefrom by the person skilled in the art without leaving the subject matter of the invention. In particular, all of the individual features described in connection with the individual exemplary embodiments can also be combined with one another in other ways without departing from the subject matter of the invention.
Bezugszeichenliste Reference list
2 Kraftfahrzeug 2 motor vehicle
4 Verbrennungsmotor 6 Rad 4 internal combustion engine 6 wheel
8 Kühlerlüfter 8 radiator fans
10 Leitung 10 line
12 Kühler 12 coolers
14 Lüfterzarge 14 fan frame
16 Fahrtrichtung 16 direction of travel
18 Elektromotor 18 electric motor
20 Aussparung 20 recess
22 Rand 22 margin
24 Motorhalterung 24 motor bracket
26 Nabe 26 hub
28 Lüfterrad 28 fan wheel
30 Lüfterflügel 30 fan blades
32 Außenring 32 outer ring
34 Drehachse 34 axis of rotation
36 Staudruckklappe36 dynamic pressure flap
38 Klappe 38 flap
40 radial äußeres Ende 40 radially outer end
42 radial inneres Ende42 radially inner end
43 Vorzugsdrehrichtung 44 radial innerer Abschnitt43 preferred direction of rotation 44 radially inner section
46 s-förmiger Abschnitt46 s-shaped section
48 vordere Kante 48 leading edge
50 hintere Kante 50 rear edge

Claims

Ansprüche Expectations
1. Lüfterrad (28) eines Kraftfahrzeugs (2), insbesondere eines Kühlerlüfters (8), mit einer Nabe (26), an der eine Anzahl an Lüfterflügeln (30) angebun den ist, die bezüglich einer Drehachse (34) des Lüfterrads (34) geneigt sind, und die jeweils einen Abschnitt (46) aufweisen, der in einer Draufsicht entlang der Drehachse (34) s-förmig ausgestaltet ist. 1. Fan wheel (28) of a motor vehicle (2), in particular a radiator fan (8), with a hub (26) on which a number of fan blades (30) is attached to the, which with respect to an axis of rotation (34) of the fan wheel (34 ) are inclined, and each have a section (46) which is designed in an S-shape in a plan view along the axis of rotation (34).
2. Lüfterrad (28) nach Anspruch 1 , 2. fan wheel (28) according to claim 1,
gekennzeichnet durch marked by
eine Vorzugsdrehrichtung (43) um die Drehachse (34). a preferred direction of rotation (43) about the axis of rotation (34).
3. Lüfterrad (28) nach Anspruch 2, 3. fan wheel (28) according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass aufgrund der s-förmigen Ausgestaltung des Abschnitts (46) die radia len äußeren Enden (40) der Lüfterflügel (30) entgegen der Vorzugsdreh richtung (43) versetzt sind. that due to the S-shaped configuration of the section (46), the radia len outer ends (40) of the fan blades (30) are offset against the preferred direction of rotation (43).
4. Lüfterrad (28) nach Anspruch 2 oder 3, 4. fan wheel (28) according to claim 2 or 3,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass eine bezüglich der Vorzugsdrehrichtung (43) hintere Kante (50) der Lüfterflügel (30) in einer Draufsicht in Vorzugsdrehrichtung (34) gewellt ist. that a rear edge (50) of the fan blades (30) with respect to the preferred direction of rotation (43) is corrugated in a plan view in the preferred direction of rotation (34).
5. Lüfterrad (28) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, 5. fan wheel (28) according to one of claims 2 to 4,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass eine bezüglich der Vorzugsdrehrichtung (43) vordere Kante (48) der Lüfterflügel (30) in einer Draufsicht entgegen der Vorzugsdrehrichtung (43) gerade ist. that a front edge (48) of the fan blades (30) with respect to the preferred direction of rotation (43) is straight in a plan view against the preferred direction of rotation (43).
6. Lüfterrad (28) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 6. fan wheel (28) according to any one of claims 1 to 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die s-förmigen Abschnitte (46) jeweils in einer radialen Richtung be züglich der Drehachse (34) nach außen versetzt sind. characterized, that the S-shaped sections (46) are each offset in a radial direction with respect to the axis of rotation (34) to the outside.
7. Lüfterrad (28) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 7. fan wheel (28) according to one of claims 1 to 6,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Lüfterflügel (30) drehsymmetrisch bezüglich der Nabe (26) ange ordnet sind. that the fan blades (30) are arranged rotationally symmetrical with respect to the hub (26).
8. Lüfterrad (28) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 8. fan wheel (28) according to any one of claims 1 to 7,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Änderung der Ausdehnung jedes Lüfterflügels (30) in tangentialer Richtung geringer als 10%, insbesondere 5%, der Ausdehnung des jeweili gen Lüfterflügels (30) in tangentialer Richtung ist. that the change in the expansion of each fan blade (30) in the tangential direction is less than 10%, in particular 5%, of the expansion of the respective fan blade (30) in the tangential direction.
9. Lüfterrad (28) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 9. fan wheel (28) according to any one of claims 1 to 8,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Lüfterflügel (30) an deren radialen äußeren Ende (40) an einem konzentrisch zu der Nabe (26) angeordneten Außenring (32) angebunden sind. that the fan blades (30) are connected at their radial outer end (40) to an outer ring (32) arranged concentrically to the hub (26).
10. Kühlerlüfter (8) eines Kraftfahrzeugs (2), insbesondere Hauptlüfter, mit ei ner Lüfterzarge (14), die eine runde Aussparung (20) aufweist, innerhalb derer ein Lüfterrad (28) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 angeordnet und mittels eines Elektromotors (18) angetrieben ist, der an der Lüfterzarge (14) angebunden ist. 10. Radiator fan (8) of a motor vehicle (2), in particular main fan, with egg ner fan frame (14) which has a round recess (20) within which a fan wheel (28) according to one of claims 1 to 9 and arranged by means of a Electric motor (18) is driven, which is connected to the fan frame (14).
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