DE102006009845A1

DE102006009845A1 - Fan cowl for a heat exchanger and arrangement of an axial fan in a fan cowl

Info

Publication number: DE102006009845A1
Application number: DE102006009845A
Authority: DE
Inventors: Markus Schatz; Ulrich Vollert
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 2006-03-01
Filing date: 2006-03-01
Publication date: 2007-09-13
Also published as: EP1830072A3; EP1830072A2; EP1830072B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lüfterzarge (1) für einen Wärmeübertrager mit einem Zargenring (1c) zur Aufnahme eines Axiallüfters (2). Es wird vorgeschlagen, dass dem Axiallüfter (2) - in Luftströmungsrichtung L gesehen - mindestens ein Strömungsleitelement (4) vorschaltbar ist.The invention relates to a fan frame (1) for a heat exchanger with a frame ring (1c) for receiving an axial fan (2). It is proposed that the axial fan (2) - seen in the air flow direction L - at least one flow guide (4) is vorschaltbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lüfterzarge für einen Wärmeübertrager nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Anordnung eines Axiallüfters nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 13.The The invention relates to a fan cowl for one Heat exchanger according to the preamble of claim 1 and an arrangement an axial fan according to the preamble of claim 13.

Lüfterzargen, auch Lüfterhauben genannt, werden bei Wärmeübertragern mit Lüftern zur Führung der Kühlluft eingesetzt. Der Wärmeübertrager weist meistens eine rechteckige Stirnfläche auf, aus welcher die aus der Umgebung angesaugte Kühlluft austritt und dem Lüfter zugeführt wird. Der Lüfter, meistens als Axiallüfter oder Mantellüfter ausgebildet, läuft in einem Zargenring der Lüfterzarge um, welche eine Kanalisierung der aus dem Wärmeübertrager austretenden Luft in die Eintrittsebene des Lüfters bewirkt. Dabei erfährt die Luftströmung zum Teil erhebliche Umlenkungen, welche von der unterschiedlichen Geometrie der Wärmeübertragerstirnfläche und der Lüftereintrittsfläche sowie dem Abstand zwischen Wärmeübertrageraustritts- und Lüftereintrittsebene abhängen. Die in den Lüfter eintretende Strömung ist somit hinsichtlich ihrer Richtung und Geschwindigkeit inhomogen, was den Wirkungsgrad des Lüfters verschlechtert. Örtlich bedingt können auch Ablösungen der Strömung auftreten, was ebenfalls nicht erwünscht ist.fan shrouds, also fan cowls called, are used in heat exchangers with fans to the leadership the cooling air used. The heat exchanger points usually a rectangular face on, from which the the area sucked in cooling air emerges and the fan supplied becomes. The fan, mostly as axial fan or sheath fan trained, running in a frame ring of the fan cowl to which a channeling of the exiting the heat exchanger air into the entry level of the fan causes. It learns the airflow partly significant deflections, which differ from the Geometry of the heat exchanger face and the fan entry surface as well the distance between Wärmeübertrageraustritts- and Lüftereintrittsebene depend. The in the fan incoming flow is therefore inhomogeneous in terms of direction and speed, what the efficiency of the fan deteriorated. Locally conditionally also detachments the flow occur, which is also undesirable.

Durch die DE 103 49 139 A1 der Anmelderin wurde ein Kühlmodul, bestehend aus einzelnen Wärmeübertragern, bekannt, an welchem saugseitig, d. h. in Luftströmungsrichtung hinter den Wärmeübertragern eine Lüfterzarge mit einem Zargenring befestigt ist, in welchem ein elektromotorisch angetriebener Lüfter umläuft. Die als Kunststoffspritzteil ausgebildete Lüfterzarge weist auf der den Wärmeübertragern zugewandten Seite Streben auf, über welche der Elektromotor und der daran befestigte Lüfter gehalten werden. Der als Mantellüfter ausgebildete Axiallüfter bildet mit dem Zargenring einen relativ engen Spalt, da Lüfter und Zargenring an demselben Bauteil, nämlich dem Wärmeübertrager bzw. Kühlmodul befestigt sind, welches am Rahmen eines Kraftfahrzeuges befestigt ist. Insofern treten zwischen Lüfter und Zargenring keine Relativbewegungen auf. In Luftströmungsrichtung gesehen, besteht zwischen der Austrittsebene des letzten Wärmeübertragers und der Eintrittsebene des Lüfters nur ein geringer Abstand, so dass sich insbesondere für die aus den Eckbereichen des Wärmeübertragers umzulenkende Luftströmung starke Richtungsänderungen ergeben.By the DE 103 49 139 A1 the applicant was a cooling module, consisting of individual heat exchangers, known, on which the suction side, ie in the air flow direction behind the heat exchangers, a fan frame is fixed with a Zargenring, in which an electric motor driven fan rotates. Trained as a plastic injection molded part fan shroud has on the side facing the heat exchangers struts, via which the electric motor and the fan attached thereto are held. Trained as a shell fan axial fan forms with the Zargenring a relatively narrow gap, since fan and Zargenring are attached to the same component, namely the heat exchanger or cooling module, which is attached to the frame of a motor vehicle. In this respect, between the fan and Zargenring no relative movements. Viewed in the direction of air flow, there is only a small distance between the exit plane of the last heat exchanger and the inlet plane of the fan, so that strong directional changes result, in particular for the air flow to be deflected from the corner regions of the heat exchanger.

Anders verhält es sich bei „motorfesten" Lüftern, welche von der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges angetrieben werden, was häufig unter Zwischenschaltung einer Flüssigkeitsreibungskupplung erfolgt, wie beispielsweise durch die DE 199 25 132 A1 der Anmelderin bekannt. Da der vorgeschaltete Wärmeübertrager, meistens ein Kühlmittelkühler, und ebenso die an ihm befestigte Lüfterzarge fahrzeugfest abgestützt sind, ergeben sich bei dieser Bauweise größere Relativbewegungen zwischen Lüfterzarge respektive Zargenring und Lüfterumfang. Dem wird durch einen größeren Spalt Rechnung getragen, welcher zur Vermeidung von Wirkungsgradverlusten durch geeignete Maßnahmen abzudichten ist. Ein Beispiel für eine so genannte Bürstendichtung zeigt die DE 198 03 502 A1 . Andere Lösungen zur Wirkungsgradverbesserung bei vom Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeug angetriebenen Axiallüftern zeigen die DE 33 04 297 C2 und die DE 44 38 184 C1 der Anmelderin. In beiden Fällen ist der den Axiallüfter umgebende Teil der Lüfterzarge, der Zargenring oder der Mantel, kinematisch von der kühlerfesten Lüfterzarge entkoppelt, wobei der am Motor abgestützte Zargenring durch einen elastischen Balg mit der kühlerfesten Lüfterzarge verbunden ist.The situation is different with "engine-fixed" fans, which are driven by the internal combustion engine of a motor vehicle, which often takes place with the interposition of a fluid friction clutch, such as through the DE 199 25 132 A1 the applicant known. Since the upstream heat exchanger, usually a coolant radiator, and also attached to it fan cowl are supported on the vehicle, resulting in this design, larger relative movements between the fan cowl respectively Zargenring and fan size. This is taken into account by a larger gap, which is to be sealed by suitable measures to avoid efficiency losses. An example of a so-called brush seal shows the DE 198 03 502 A1 , Other solutions for improving the efficiency of driven by the internal combustion engine of the motor vehicle axial fans show the DE 33 04 297 C2 and the DE 44 38 184 C1 the applicant. In both cases, the axial fan surrounding part of the fan cowl, the Zargenring or the jacket, kinematically decoupled from the radiator fan shroud, wherein the supported on the engine Zargenring is connected by an elastic bellows with the cooler fan shroud.

Durch die DE 42 27 901 A1 der Anmelderin wurde eine Lüfteranordnung zur Kühlung von Kraftfahrzeugmotoren bekannt, wobei der Lüfter als Radiallüfter ausgebildet ist, bestehend aus einer Tragscheibe, einer Deckscheibe und zwischen diesen angeordneten Radialschaufeln, welche Luft in axialer Richtung ansaugen, umlenken und in radialer Richtung nach außen fördern. Der bekannten Lüfteranordnung liegt das Problem zugrunde, dass sich bei der Umlenkung der Luftströmung von axialer in radiale Richtung im Laufrad Ablösungserscheinungen ergeben, welche den Wirkungsgrad des Radiallaufrades herabsetzen. Zur Lösung des Problems wird ein so genannter Leitring mit kreisbogenförmigem Querschnitt vorgeschlagen, welcher eine Umlenkung der axialen Einrittsströmung in eine radial gerichtete Strömung bewirkt. Der Leitring ragt dabei in das Radiallaufrad hinein, wobei in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ein weiterer, d. h. ein innerer Leitring vorgesehen ist, der an dem äußeren Leitring befestigt ist. Derartige Radialgebläse weisen in axialer Richtung eine erhöhte Bautiefe auf und sind für heutige Anforderungen in einem Kraftfahrzeug nicht mehr geeignet.By the DE 42 27 901 A1 the applicant has a fan assembly for cooling motor vehicle engines is known, wherein the fan is designed as a radial fan, consisting of a support plate, a cover plate and arranged between these radial blades, which suck air in the axial direction, deflect and promote in the radial direction to the outside. The known fan assembly is based on the problem that arise in the deflection of the air flow from the axial direction in the radial direction in the wheel separation phenomena, which reduce the efficiency of the radial impeller. To solve the problem, a so-called guide ring with a circular arc-shaped cross-section is proposed, which causes a deflection of the axial inlet flow in a radially directed flow. The guide ring protrudes into the radial impeller, wherein in another embodiment of the invention another, ie an inner guide ring is provided, which is attached to the outer guide ring. Such radial fans have an increased depth in the axial direction and are no longer suitable for today's requirements in a motor vehicle.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lüfterzarge der eingangs genannten Art derart zu gestalten, dass für den in der Lüfterzarge angeordneten Axiallüfter ein höherer Wirkungsgrad erreichbar ist. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, eine aus Wärmeübertrager, Lüfterzarge und Axiallüfter bestehende Anordnung zu schaffen, die den Lüfterwirkungsgrad verbessert.It Object of the present invention, a fan cowl of the aforementioned To design such a way that for in the fan cowl arranged axial fan a higher one Efficiency is achievable. About that It is also an object of the invention, one of heat exchanger, fan cowl and axial fan to provide existing arrangement, which improves the fan efficiency.

Diese Aufgabe wird zunächst durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist im Lufteintrittsbereich des Axiallüfters mindestens ein Strömungsleitelement vorgesehen, welches die dem Lüfter zugeführte Luftströmung in eine im Wesentlichen axiale Richtung umlenkt. Damit wird der Vorteil erreicht, dass die in den Axiallüfter eintretende Luftströmung homogenisiert, d. h. eine im Wesentlichen axial ausgerichtete Strömung bildet. Damit wird der Vorteil eines höheren Wirkungsgrades für den Lüfter erreicht, indem Verlust bringende Wirbel und mögliche Ablösungen der Strömung im Eingangs- bzw. Umlenkbereich des Lüfters vermieden werden. Die Antriebsleistung für den Lüfter wird somit geringer.This object is initially achieved by the features of claim 1. According to the invention, at least one flow guide element is provided in the air inlet region of the axial fan, which deflects the air flow supplied to the fan in a substantially axial direction. There With the advantage is achieved that the entering into the axial fan air flow homogenized, that forms a substantially axially aligned flow. Thus, the advantage of a higher efficiency for the fan is achieved by loss-causing vortices and possible separation of the flow in the input or deflection of the fan can be avoided. The drive power for the fan is thus lower.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das mindestens eine Strömungsleitelement als Ring ausgebildet, welcher im Querschnitt derart profiliert ist, dass eine Umlenkung in axiale Richtung erreicht wird. Das Profil des Ringes, kurz Vorleitring genannt, kann unterschiedliche Formen aufweisen, wie gerade, gewölbt oder gekrümmt. Der Ring selbst ist vorzugsweise kreis rund, aber auch eine elliptische, ovale oder eckige Form beziehungsweise eine Kombination mehrerer solcher Formen ist möglich.In Advantageous embodiment of the invention, the at least one flow guide formed as a ring, which is profiled in cross section so, that a deflection in the axial direction is achieved. The profile The ring, called the lead ring for short, can have different shapes have, just like, arched or curved. The ring itself is preferably circular, but also an elliptical, oval or angular shape or a combination of several such Shapes are possible.

Vorteilhafterweise ist der Vorleitring an der Lüfterzarge befestigt, und zwar vorteilhafterweise an deren Streben, welche sich zwischen Lüfter und dem vorgeschalteten Wärmeübertrager befinden (innen liegende Streben). An diesen Streben, welche auch den Lüfter und dessen Antriebsmotor halten, kann der Vorleitring angespritzt werden. Damit ergeben sich kostengünstige Herstellmöglichkeiten, so dass die Lüfterzarge mit Zargenring und Vorleitring in einem Stück herstellbar ist. Dabei ist es auch möglich, den über den Umfang geschlossenen Vorleitring in einzelne Segmente aufzuteilen.advantageously, is the Vorleitring on the fan cowl fastened, and advantageously to their struts, which between fan and the upstream heat exchanger located (internal struts). At this pursuit, which also the Fan and hold the drive motor, the Vorleitring molded become. This results in cost-effective production options, so the fan cowl can be produced in one piece with frame ring and lead-on ring. It is it is also possible that over the To divide circumference closed Vorleitring into individual segments.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist das Strömungsleitelement bzw. der Vorleitring einen Eintrittswinkel α und einen Austrittswinkel β auf, aus deren Differenz (α – β) sich der Umlenkwinkel δ ergibt. Während der Austrittswinkel β im Wesentlichen konstant über den Umfang ist, d. h. eine achsparallele Ausrichtung aufweist, ist der Eintrittswinkel über den Umfang des Vorleitringes betrachtet nicht konstant, sondern den örtlich vorherrschenden Strömungsverhältnissen angepasst. Bedingt durch die Geometrie der Lüfterzarge, die Größe des Wärmeübertragers und des Zargenringdurchmessers ergeben sich unterschiedliche Zuströmrichtungen im Einlaufbereich. Beispielsweise weist die aus den Eckbereichen, welche einen größeren Abstand zum Zargenring haben, herangeführte Luftströmung eine im Wesentlichen radiale Komponente auf, während die aus der unmittelbaren Umgebung des Zargenringes herangeführte Luftströmung eine bereits axiale Strömungsausrichtung aufweist. Erfindungsgemäß ist daher für die Bereiche mit radialer Zuströmungsrichtung ein größerer Eintrittswinkel α vorgesehen als für die Umfangsbereiche mit einer axial ausgerichteten Zuströmung. Daraus ergeben sich über den Umfang verteilt unterschiedliche Umlenkwinkel δ. Damit wird der Vorteil einer örtlich angepassten optimalen Zuströmungsumlenkung und einer weiteren Erhöhung des Lüfterwirkungsgrades erreicht.In Advantageous embodiment of the invention, the flow guide or the Vorleitring an entry angle α and an exit angle β on, off whose difference (α - β) is the Deflection angle δ yields. While the exit angle β im Essentially constant over the scope is, d. H. has an axially parallel alignment is the entrance angle over the scope of the Vorleitringes considered not constant, but the local prevailing flow conditions customized. Due to the geometry of the fan cowl, the size of the heat exchanger and the Zargenringdurchmessers arise different inflow directions in the inlet area. For example, from the corner areas, which a greater distance to the bezel ring, brought up airflow a substantially radial component while that of the immediate Aircraft flow introduced around the frame ring already axial flow orientation having. Therefore, according to the invention for the Areas with radial inflow direction a larger entrance angle α is provided as for the peripheral areas with an axially aligned inflow. from that arise over the circumference distributed different deflection angle δ. This will be the advantage of a local adapted optimal inflow diversion and another increase the fan efficiency reached.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist ein zweites Strömungsleitelement, insbesondere in Form eines zweiten Vorleitringes vorgesehen, welcher konzentrisch zu dem ersten Vorleitring mit geringerem Durchmesser, d. h. radial innen liegend angeordnet ist. Damit wird eine weitere Verbesserung der Einlaufströmung für den Lüfter und damit des Lüfterwirkungsgrades erreicht. Der zweite Vorleitring kann ebenfalls an den Streben der Lüfterzarge befestigt und vorzugsweise als einstückiges Kunststoffspritzteil ausgebildet werden.In Another advantageous embodiment of the invention is a second flow guide, provided in particular in the form of a second Vorleitringes, which concentric with the first lead-in ring of smaller diameter, d. H. is arranged radially inboard. This will be another Improvement of the inlet flow for the Fan and thus the fan efficiency reached. The second Vorleitring can also on the struts of shroud attached and preferably as a one-piece plastic injection molded part be formed.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das mindestens eine Strömungsleitelement als separates Teil, vorzugsweise als separater Vorleitring, einfach oder zweifach, hergestellt und in die Lüfterzarge eingesetzt und dort vorzugsweise durch eine Clipsverbindung befestigt werden. Diese Lösung stellt eine Alternative zum einstückigen Kunststoffspritzteil dar, wenn dieses aufgrund anderer konstruktiver Ausbildung, z. B. außen liegender Streben nicht entformt werden kann.In Another embodiment of the invention, the at least one flow guide as a separate part, preferably as a separate Vorleitring, simple or twice, manufactured and inserted into the fan cowl and there preferably secured by a clip connection. These solution represents an alternative to the one-piece plastic injection molded part if this is due to other constructive training, eg. B. Outside lying struts can not be removed from the mold.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 13 gelöst. Die erfindungsgemäß ausgebildete Lüfterzarge mit Strömungsleitelement bildet eine Funktionseinheit mit mindestens einem Wärmeübertrager, an welchen die Lüfterzarge mit Zargenring anschließt, und dem Axiallüfter, welcher im Zargenring umläuft und über einen Motor angetrieben wird. Die Lüfterzarge ist vorteilhaft an einem Wärmeübertrager eines Kraftfahrzeuges, insbesondere einem Kühlmittelkühler oder einem Kühlmodul befestigt, wobei der Wärmeübertrager gegenüber der Karosserie des Fahrzeuges abgestützt ist.The The object of the invention is also achieved by an arrangement with the features of claim 13. The inventively designed shroud with flow guide forms a functional unit with at least one heat exchanger, on which the fan frame connects with frame ring, and the axial fan, which rotates in the Zargenring and over a motor is driven. The fan cowl is advantageous a heat exchanger a motor vehicle, in particular a coolant radiator or a cooling module attached, the heat exchanger across from the body of the vehicle is supported.

Nach einer ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung ist der Antriebsmotor als Elektromotor ausgebildet, welcher über Streben an der Lüfterzarge befestigt ist und auch den Lüfter trägt. Bei dieser Anordnung besteht zwischen Lüfter und Zargenring keine Relativbewegung in radialer Richtung. Insofern ändert sich auch die Geometrie zwischen erfindungsgemäßem Strömungsleitelement bzw. Vorleitring und Lüfter nicht. Der Lüfter kann vorzugsweise als Mantellüfter ausgebildet sein, wobei zwischen Mantel und Zargenring ein Spalt belassen ist, in welchem sich Leckageströmung ausbildet. Erfindungsgemäß ist der Mantel durch einen an der Lüfterzarge befestigten Blendenring abgedeckt. Dadurch wird die durch den Vorleitring umgelenkte Strömung dem Lüfter innerhalb des Mantels zugeführt und stört die Ausbildung der Leckageströmung nicht.To A first embodiment of the arrangement according to the invention is the drive motor designed as an electric motor which via struts on the fan cowl is attached and also carries the fan. at This arrangement is between fan and Zargenring no relative movement in the radial direction. In that respect changes also the geometry between inventive flow guide or Vorleitring and fans Not. The fan can preferably as a jacket fan be formed, wherein between shell and Zargenring a gap is left, in which forms leakage flow. According to the invention Sheath by one on the fan cowl covered aperture ring covered. As a result, the deflected by the Vorleitring flow is the Fan supplied within the shell and disturbs the formation of the leakage flow is not.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Anordnung einen Axiallüfter auf, welcher von der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges angetrieben wird, d. h. der Lüfter ist nicht an der Zarge befestigt, sondern am Motorblock abgestützt. Insbesondere ist der Axiallüfter über eine Flüssigkeitsreibungskupplung antreibbar, die ihrerseits vom Verbrennungsmotor angetrieben wird und die Drehzahl des Axiallüfters regelt. Bei derartigen Anordnungen ist der Zargenring, welcher den Axiallüfter umgibt am Motorblock abgestützt und gegenüber der am Kühler, d. h. fahrzeugfest angeordneten Lüfterzarge kinematisch entkoppelt, beispielsweise durch einen elastomeren Balg. Erfindungsgemäß wird das Strömungsleitelement bzw. der Vorleitring hier am Zargenring befestigt, damit dem Axiallüfter eine axial ausgerichtete Einlaufströmung zugeführt werden kann. Das erfindungsgemäße Strömungsleitelement ist somit auch für motorfeste Lüfteranordnungen anwendbar.In a further embodiment of the invention the arrangement has an axial fan, which is driven by the internal combustion engine of a motor vehicle, ie the fan is not attached to the frame, but supported on the engine block. In particular, the axial fan is drivable via a fluid friction clutch, which in turn is driven by the internal combustion engine and controls the speed of the axial fan. In such arrangements, the Zargenring which surrounds the axial fan is supported on the engine block and kinematically decoupled from the radiator, ie vehicle-mounted fan shroud, for example by an elastomeric bellows. According to the invention, the flow guide element or the guide ring is fastened here to the frame ring, so that the axial fan can be supplied with an axially aligned inlet flow. The flow guide according to the invention is thus also applicable to motor-fixed fan arrangements.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigenembodiments The invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail below. Show it

1 einen Halbschnitt (lange Seite) durch eine Lüfterzarge mit Axiallüfter, 1 a half cut (long side) through a fan cowl with axial fan,

2 einen Halbschnitt (kurze Seite) durch eine Lüfterzarge mit Axiallüfter, 2 a half-section (short side) through a fan cowl with axial fan,

3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem einsteckbaren Vorleitring, 3 a further embodiment of the invention with a plug-in Vorleitring,

4 eine Teilansicht in Richtung A auf den Vorleitring gemäß 3, 4 a partial view in the direction A on the Vorleitring according to 3 .

5 eine Lüfterzarge mit ertindungsgemäßem Vorleitring in isometrischer Darstellung, 5 a fan frame with ertindungsgemäßem Vorleitring in isometric view,

6 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit geändertem Vorleitring und 6 a further embodiment with a modified Vorleitring and

7 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit zwei Vorleitringen. 7 a further embodiment of the invention with two Vorleitringen.

1 zeigt einen Halbschnitt durch eine Lüfterzarge 1 und einen an der Lüfterzarge 1 befestigten Axiallüfter 2, der eine Achse a aufweist und Luft in Strömungsrichtung L fördert. Die nur zur Hälfte dargestellte Lüfterzarge 1 weist eine Eintrittsebene 1a (senkrecht zur Zeichenebene) auf, welche an einen nicht dargestellten Wärmeübertrager mit einer etwa rechteckförmigen Stirnfläche anschließt. Der nicht dargestellte Wärmeübertrager kann vorzugsweise ein Kühlmittelkühler eines Kraftfahrzeuges und am Rahmen des Kraftfahrzeuges abgestützt sein. Die Lüfterzarge 1 weist eine haubenartige Rückwand 1b auf (daher auch die alternative Bezeichnung: Lüfterhaube), welche in einen etwa zylinderförmig ausgebildeten Zargenring 1c übergeht, in welchem der mit einem zylindrischen Mantel 2a versehene Axiallüfter 2, kurz Mantellüfter, umläuft. Die Lüfterzarge 1 weist ferner im Wesentlichen radial ausgerichtete Streben 1d auf, welche zu einem Haltering 1e führen, welcher einen nicht dargestellten Elektromotor zum Antrieb des Lüfters 2 aufnimmt. Letzterer weist eine Nabe 2b auf, welche mit dem Elektromotor verbunden ist. Die Lüfterzarge 1 trägt somit den Elektromotor und den Lüfter 2, d. h. das Gebläse und ist ihrerseits am Kühlmittelkühler, d. h. fahrzeugfest abgestützt. Zwischen dem Mantel 2a des Lüfters 2 und dem Zargenring 1c ist ein Radialspalt 3 belassen, der infolge der gemeinsamen Abstützung von Lüfter 2 und Zarge 1 praktisch konstant ist. 1 shows a half section through a fan cowl 1 and one on the fan cowl 1 attached axial fan 2 having an axis a and air in the flow direction L promotes. The fan cowl only half shown 1 has an entrance level 1a (perpendicular to the plane), which connects to a heat exchanger, not shown, with an approximately rectangular end face. The heat exchanger, not shown, may preferably be a coolant radiator of a motor vehicle and supported on the frame of the motor vehicle. The fan cowl 1 has a hood-like back wall 1b on (hence the alternative name: fan cowl), which in an approximately cylindrical-shaped Zargenring 1c passes, in which the with a cylindrical coat 2a provided axial fans 2 , short jacket fan, revolves. The fan cowl 1 also has substantially radially aligned struts 1d on which to a retaining ring 1e lead, which is an electric motor, not shown, for driving the fan 2 receives. The latter has a hub 2 B on, which is connected to the electric motor. The fan cowl 1 thus carries the electric motor and the fan 2 , ie the blower and is in turn on the coolant radiator, ie supported on the vehicle. Between the coat 2a of the fan 2 and the frame ring 1c is a radial gap 3 leave, due to the common support of fan 2 and frame 1 is virtually constant.

Erfindungsgemäß ist dem Axiallüfter 2 – in Luftströmungsrichtung L gesehen – ein Strömungsleitelement, hier als so genannter Vorleitring 4 ausgebildet, vorgeschaltet. Der Querschnitt des Vorleitringes 4 zeigt in der dargestellten Schnittebene ein gewölbtes Profil, welches eine Umlenkung der in diesem Bereich auftretenden Luftströmung aus einer im Wesentlichen radialen Zuströmung, dargestellt durch einen Pfeil v, in eine im Wesentlichen axial gerichtete Abströmung bewirkt. Der Vorleitring 4 ist an den über den Umfang verteilt angeordneten, innen liegenden Streben 1d befestigt, vorzugsweise einstückig an die Streben 1d angespritzt. Radial außerhalb des Vorleitringes 4 ist an der Lüfterzarge 1 ein Blendenring 5 befestigt, welcher sich einerseits radial nach innen, etwa bis zum Durchmesser des Mantels 2a erstreckt, und andererseits mit einer leichten Abrundung in axialer Richtung, einer Nase 5a, versehen ist.According to the invention, the axial fan 2 - Seen in air flow direction L - a flow guide, here as a so-called Vorleitring 4 trained, upstream. The cross section of the feed ring 4 shows in the illustrated sectional plane a curved profile, which causes a deflection of the air flow occurring in this area from a substantially radial inflow, represented by an arrow v, in a substantially axially directed outflow. The lead-ring 4 is arranged on the distributed over the circumference, inner struts 1d attached, preferably in one piece to the struts 1d molded. Radially outside the feed ring 4 is on the fan cowl 1 a diaphragm ring 5 attached, which on the one hand radially inward, approximately to the diameter of the shell 2a extends, and on the other hand, with a slight rounding in the axial direction, a nose 5a , is provided.

Die Einzelheit X zeigt eine vergrößerte Darstellung der Anordnung des Vorleitringes 4 in Verbindung mit dem Blendenring 5 an der Lüfterzarge 1 bzw. dem Zargenring 1c. Der Vorleitring 4 weist zuströmseitig einen Eintrittswinkel α₁, bezogen auf die Axialrichtung (Lüfter- und Motorachse a), auf. Abström seitig weist der Vorleitring 4 einen Austrittswinkel β auf, welcher gegenüber der Axialrichtung gleich Null ist. Die Wölbung des Vorleitringes 4 läuft somit abströmseitig in eine axiale Richtung aus. Der Eintrittswinkel α₁ ist an die örtlich in diesem Bereich auftretende vektorielle Ausrichtung der Strömung angepasst, welche beispielhaft und schematisch durch den Pfeil v dargestellt ist. Die aus dem nicht dargestellten Wärmeübertrager in dessen Randbereich austretende Luft gelangt in einen außen liegenden Randbereich 1f der Lüfterzarge 1 und wird von dort unter Umlenkung in eine etwa radiale Richtung entsprechend dem Pfeil v an den Vorleitring 4 herangeführt, der aufgrund seiner Wölbung eine Umlenkung in axiale Richtung in den Lüfter 2 bewirkt. Die Luft wird dem Lüfter 2 somit auch in den Bereichen der Schaufelspitzen in etwa axialer Richtung zugeführt. Damit verbessert sich der Wirkungsgrad des Lüfters 2. Im Spalt 3 bildet sich eine Leckageströmung entgegen der allgemeinen Luftströmungsrichtung L aus, welche im Bereich des Blendenringes 5, unterstützt durch die Blendennase 5a, in die Lüfterzuströmung eingespeist wird. Damit werden der Leckagestrom durch den Spalt 3 und die Umlenkströmung zwischen Blendenring 5 und Vorleitring 4 relativ verlustarm vereinigt.The detail X shows an enlarged view of the arrangement of the Vorleitringes 4 in conjunction with the aperture ring 5 at the fan cowl 1 or the frame ring 1c , The lead-ring 4 has on the inflow side an entry angle α ₁ , based on the axial direction (fan and motor axis a), on. Outflow side has the Vorleitring 4 an exit angle β, which is equal to zero with respect to the axial direction. The curvature of the leading ring 4 thus runs downstream in an axial direction. The inlet angle α ₁ is adapted to the vectorial orientation of the flow occurring locally in this area, which is illustrated by way of example and schematically by the arrow v. The air emerging from the heat exchanger, not shown, in the edge region thereof reaches an outer edge region 1f the fan cowl 1 and is from there under deflection in an approximately radial direction according to the arrow v to the Vorleitring 4 introduced, due to its curvature deflection in the axial direction in the fan 2 causes. The air becomes the fan 2 thus also supplied in the areas of the blade tips in an approximately axial direction. This improves the efficiency of the fan 2 , In the gap 3 A leakage flow forms against the general air flow direction L, which is in the region of the diaphragm ring 5 , supported through the blind nose 5a , is fed into the fan inflow. Thus, the leakage current through the gap 3 and the deflection flow between the diaphragm ring 5 and lead-ring 4 relatively low loss combined.

2 zeigt einen weiteren Halbschnitt zur Motor- und Lüfterachse a in einer Ebene, welche gegenüber der Schnittebene gemäß 1 um 90 Grad versetzt ist. Die Lüfterzarge 1 weist entsprechend dem nicht dargestellten Wärmeübertrager einen etwa rechteckförmigen Umriss mit einer langen und einer kurzen Rechteckseite auf. 2 zeigt den Halbschnitt parallel zur kurzen Seite; für gleiche Teile werden gleiche Bezugszahlen wie zuvor verwendet. Aufgrund der geringeren Abmessung der Lüfterzarge 1 in dieser Schnittebene ergeben sich abweichende Strömungsverhältnisse im Bereich des Vorleitringes 4. Die Luftströmung ist in diesem Bereich vektoriell vorwiegend axial ausgerichtet, was durch einen Pfeil u schematisch dargestellt ist. Daher ist der Eintrittswinkel α₂, der in der vergrößerten Einzelheit Y dargestellt ist, entsprechend angepasst: der Eintrittswinkel α₂ ist somit wesentlich geringer als der Eintrittswinkel α₁ in 1 bzw. der Einzelheit X. Der Austrittswinkel β ist in der Einzelheit Y nicht eingezeichnet. Er entspricht dem Winkel β in 1. Der Blendenring 5 mit Nase 5a ist in diesem Bereich nicht verändert. Der Eintrittswinkel α des Vorleitringes 4 ändert sich somit über dem Umfang zwi schen den beiden dargestellten Werten α₁ und α₂, wobei sich jeweils zwei Maxima und zwei Minima diametral gegenüber liegen. Abweichungen sind selbstverständlich bei einer geänderten Lage des Zargenringes gegenüber dem rechteckförmigen Umriss der Lüfterzarge möglich, da sich damit die Strömungsverhältnisse gegenüber dem dargestellten Ausführungsbeispiel ändern würden. Entscheidend ist somit, dass der Vorleitring an die örtlich vorherrschenden vektoriellen Strömungsverhältnisse angepasst ist, damit sich eine ablösungsfreie Umlenkung, insbesondere auf der Saugseite (radial innen liegend) des Vorleitringes 4 ergibt. 2 shows a further half-section to the motor and fan axis a in a plane which in relation to the cutting plane according to 1 offset by 90 degrees. The fan cowl 1 has according to the heat exchanger, not shown, an approximately rectangular outline with a long and a short rectangle side. 2 shows the half-section parallel to the short side; for the same parts, the same reference numbers are used as before. Due to the smaller dimension of the fan cowl 1 Deviating flow conditions in the area of the lead-out ring result in this sectional plane 4 , The air flow in this area vectorially predominantly aligned axially, which is shown schematically by an arrow u. Therefore, the entrance angle α ₂ , which is shown in the enlarged detail Y, adjusted accordingly: the entrance angle α ₂ is thus substantially smaller than the entrance angle α ₁ in 1 or the detail X. The exit angle β is not shown in the detail Y. It corresponds to the angle β in 1 , The aperture ring 5 with nose 5a is not changed in this area. The entry angle α of the Vorleitringes 4 thus changes over the scope between the two values α ₁ and α _{2 shown} , with two maxima and two minima lying diametrically opposite each other. Deviations are of course possible with a changed position of the Zargenringes relative to the rectangular outline of the fan cowl, since this would change the flow conditions relative to the illustrated embodiment. It is therefore crucial that the Vorleitring is adapted to the locally prevailing vectorial flow conditions, so that a detachment-free deflection, in particular on the suction side (radially inward) of the Vorleitringes 4 results.

3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, wiederum dargestellt als Halbschnitt zur Motor- und Lüfterachse a. Eine Lüfterzarge 6 weist einen Zargenring 6a auf, in dem der nicht dargestellte Axiallüfter umläuft. Ein Vorleitring 7 ist als separates Teil, z. B. als Kunststoffspritzteil hergestellt und in die Lüfterzarge 6 eingesetzt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Lüfterzarge 6 innen liegende Streben 6b zur Halterung des nicht dargestellten Lüftermotors auf, welche gleichzeitig zur Halterung des Einsteckringes 7 dienen. Letzterer weist daher angespritzte Klammerelemente 7a auf, welche die Streben 6b umfassen und mit diesen verclipst sind. 3 shows a further embodiment of the invention, again shown as a half-section to the motor and fan axis a. A fan frame 6 has a frame ring 6a on, in which the axial fan, not shown, rotates. A lead-ring 7 is as a separate part, z. B. manufactured as a plastic injection molding and in the fan cowl 6 used. In the illustrated embodiment, the fan cowl 6 internal struts 6b for holding the fan motor, not shown, which at the same time for holding the Einsteckringes 7 serve. The latter therefore has molded clip elements 7a on which the struts 6b include and clipped with them.

4 zeigt eine Ansicht in Richtung des Pfeils A auf ein Klammerelement 7a des steckbaren Vorleitringes 7. 4 shows a view in the direction of arrow A on a clip element 7a of the pluggable feed ring 7 ,

In Abweichung des dargestellten Ausführungsbeispieles gemäß 3 und 4 ist der steckbare Vorleitring insbesondere bei außen liegenden Streben (stromabwärts vom Zargenring) vorteilhaft anwendbar, da in diesem Falle eine einstückige Ausbildung von Lüfterzarge und Vorleitring Probleme bei der Entformbarkeit bereiten würde. Diese Entformungsschwierigkeiten werden durch einen separat herstellbaren, steckbaren Vorleitring behoben.In deviation of the illustrated embodiment according to 3 and 4 is the plug-in Vorleitring particularly advantageous for external struts (downstream of the Zargenring) applicable, since in this case would provide a one-piece design of fan cowl and Vorleitring problems in releasability. These demoulding difficulties are remedied by a separately producible, plug-in Vorleitring.

5 zeigt eine isometrische Darstellung der Lüfterzarge 1 gemäß 1 und 2 – es werden daher für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet. Man erkennt hier deutlich den rechteckigen Umriss der Lüfterzarge 1 und den darin angeordneten Vorleitring 4, welcher an die innen liegenden Streben 1d angespritzt ist. Ferner wird deutlich, dass die Luft, welche aus dem vor der Lüfterzarge 1 angeordneten, nicht dargestellten Wärmeübertrager austritt, unterschiedliche Wege bis zum Vorleitring 4 zurückzulegen hat und daher unterschiedliche Geschwindigkeitsvektoren, verteilt über den Umfang des Vorleitringes 4, aufweist. Der Lüfter 2 und der Vorleitring 4 sind hier symmetrisch zum rechteckigen Umriss der Lüfterzarge 1 angeordnet, möglich sind selbstverständlich auch asymmetrische Anordnungen, bei welchen die Lüfterachse außerhalb des Rechteckmittelpunktes angeordnet ist. Damit ergeben sich unterschiedliche Strömungsverhältnisse im Bereich des Vorleitringes 4, welcher – wie oben erwähnt – hieran anpassbar ist. 5 shows an isometric view of the fan cowl 1 according to 1 and 2 - It is therefore used the same reference numerals for the same parts. Here you can clearly see the rectangular outline of the fan cowl 1 and the Vorleitring arranged therein 4 , which on the inner struts 1d is injected. Furthermore, it becomes clear that the air, which from the front of the fan cowl 1 arranged, not shown, heat exchanger exits, different ways to Vorleitring 4 has and therefore different velocity vectors, distributed over the circumference of the Vorleitringes 4 , having. The fan 2 and the leader ring 4 here are symmetrical to the rectangular outline of the fan cowl 1 arranged, of course, are also possible asymmetric arrangements in which the fan axis is arranged outside the rectangular center. This results in different flow conditions in the area of the Vorleitringes 4 which, as mentioned above, is adaptable to this.

6 zeigt ein leicht abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit der Lüfterzarge 1 und innen liegenden Streben 1d, an welchen ein abgewandelter Vorleitring 8 befestigt ist. Der rechteckförmige Umriss der Zarge 1 weist zwei parallele lange Seiten I und zwei parallele kurze Seiten k auf. Im Bereich der oberen langen Seite I ist ein Segment des Vorleitringes 8 entfernt, so dass eine in Strömungsrichtung zurückgesetzte Anströmkante 8a entstanden ist. Der gewölbte Bereich mit dem Eintrittswinkel α (vgl. 1), Einzelheit X ist soweit weggefallen, dass der Vorleitring 8 in diesem Bereich nur eine axial ausgerichtete Wandung aufweist. Damit ist den in diesem Bereich vorherrschenden Strömungsverhältnissen im Sinne der Erfindung Rechnung getragen. Die gleiche Konfiguration mit zurückgesetzter Anströmkante ist auf der diametral gegenüber liegenden (verdeckten) Seite des Vorleitringes 8 vorgesehen. 6 shows a slightly modified embodiment of the invention with the fan cowl 1 and internal struts 1d , to which a modified Vorleitring 8th is attached. The rectangular outline of the frame 1 has two parallel long sides I and two parallel short sides k. In the area of the upper long side I is a segment of the Vorleitringes 8th removed so that a recessed in the flow direction leading edge 8a originated. The curved area with the entry angle α (see. 1 ), Detail X has been dropped so far that the Vorleitring 8th has only one axially aligned wall in this area. Thus, the prevailing in this area flow conditions in the context of the invention is taken into account. The same configuration with recessed leading edge is on the diametrically opposite (hidden) side of the lead-in ring 8th intended.

7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Lüfterzarge 1, in welcher zwei Vorleitringe, ein äußerer Vorleitring 9 und ein innerer Vorleitring 10, konzentrisch angeordnet sind. Der äußere Vorleitring 9 entspricht den vorherigen Ausführungsbeispielen, während der innere Vorleitring 10 mit einem geringeren Durchmesser unter Bildung eines Ringspaltes 11 nach innen versetzt angeordnet ist. Durch diesen doppelten Vorleitring 9, 10 lässt sich eine noch bessere, ablösungsfreie Umlenkung der Strömung in den kritischen Bereichen erreichen, womit der Lüfterwirkungsgrad noch weiter verbessert werden kann. Beide Ringe sind an den innen liegenden Streben 1d befestigt und vorzugsweise mit der gesamten Lüfterzarge 1 einstückig als Kunststoffspritzteil hergestellt. 7 shows a further embodiment of the invention with a fan cowl 1 , in which two Vorleitringe, an outer Vorleitring 9 and an inner leader ring 10 , are arranged concentrically. The outer leading ring 9 corresponds to the previous embodiments, while the inner Vorleitring 10 with a smaller diameter to form an annular gap 11 is arranged offset inwards. Through this double Vorleitring 9 . 10 allows an even better, separation-free deflection of the flow in the critical areas reach, whereby the fan efficiency can be further improved. Both rings are on the inner struts 1d fixed and preferably with the entire fan frame 1 manufactured in one piece as a plastic injection molded part.

Claims

Fan frame ( 1 ) for a heat exchanger with a Zargenring ( 1c ) for receiving an axial fan ( 2 ), characterized in that the axial fan ( 2 ) - seen in the air flow direction L - at least one flow guide ( 4 . 7 . 8th . 9 . 10 ) is connected upstream.

Fan frame according to claim 1, characterized in that the at least one flow guide ( 4 . 7 . 8th . 9 . 10 ) is annular.

shroud according to claim 1, characterized in that the at least one flow guide from single over the circumference distributed ring segments consists.

Fan frame according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one flow guide ( 4 . 7 . 8th . 9 . 10 ) on the fan cowl ( 1 ) is attached.

Fan cowl according to one of claims 1 to 4, characterized in that the fan cowl ( 1 ) Aspiration ( 1d ) for holding the axial fan ( 2 ) and that the at least one flow guide ( 4 . 7 . 8th . 9 . 10 ) on the struts ( 1d ) is attached.

Fan frame according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one flow guide ( 4 . 8th . 9 . 10 ), the fan cowl ( 1 ) and / or the struts ( 1d ) are formed as one-piece plastic injection-molded part.

Fan frame according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one flow guide ( 4 . 7 . 8th . 9 . 10 ) has a preferably curved deflecting profile.

Fan cowl according to claim 7, characterized in that the deflection profile ( 4 . 7 . 8th . 9 . 10 ) has an entry angle α and an exit angle β and that the entry angles α - distributed over the circumference - have different values.

shroud according to claim 8, characterized in that the entry angle α to the local Zuströmungsrichtung the air is customizable.

shroud according to claim 8 or 9, characterized in that the exit angle β of an axial directed outflow equivalent.

Fan cowl according to one of the preceding claims, characterized in that on the fan cowl ( 1 ) - in the transition area between Zargen back wall ( 1b ) and bezel ring ( 1c ) - an aperture ring ( 5 ) is arranged, which with the flow guide ( 4 ) cooperates to achieve a gap and deflection flow.

Fan cowl according to one of the preceding claims, characterized in that in the fan cowl ( 1 ) two flow guide, an outer Vorleitring ( 9 ) and an inner feed ring ( 10 ), to form an annular gap ( 11 ) are arranged concentrically.

Fan cowl according to one of claims 1 to 5 or 7 to 12, characterized in that the at least one flow guide as a separate ring part ( 7 ) and into the fan cowl ( 6 ) can be used, in particular clipped.

Arrangement of an axial fan ( 2 ) in a fan cowl ( 1 ), whereby the axial fan ( 2 ) in a frame ring ( 1c ) and can be driven by a motor, characterized in that the fan cowl ( 1 ) is formed according to at least one of the preceding claims.

Arrangement according to claim 14, characterized in that the fan cowl ( 1 ) is attached to a heat exchanger, in particular a coolant radiator of a motor vehicle.

Arrangement according to claim 14 or 15, characterized in that the drive motor is designed as an electric motor and on the fan cowl ( 1 . 1d . 1e ) is attached.

Arrangement according to claim 14 or 15, characterized that the axial fan can be driven by the internal combustion engine of a motor vehicle.

Arrangement according to claim 17, characterized that the axial fan over a Fluid friction clutch is drivable.

Arrangement according to claim 18, characterized that the axial fan on the output side of the fluid friction clutch is arranged.

Arrangement according to claim 17, 18 or 19, characterized in that the Zargenring of the fan cowl is kinematically decoupled and supported on the internal combustion engine.

Arrangement according to claim 20, characterized that the at least one flow guide attachable to the frame ring.

Arrangement according to one of claims 14 to 21, characterized in that the diaphragm ring ( 5 ) has an inner diameter which is equal to or smaller than the outer diameter of the fan ( 2 ), in particular the fan shroud ( 2a ).

Arrangement according to one of claims 14 to 21, characterized in that between jacket ( 2a ) and bezel ring ( 1c ) an annular gap ( 3 ) is arranged and that the aperture ring ( 5 ) a cover of the annular gap ( 3 ) in the air flow direction (L).