DE102006023417A1

DE102006023417A1 - Blower wheel for cooling e.g. internal combustion engine, has blades connected with tubular section, and opening provided in base and makes possible pressure balance between outer side and inner side of base

Info

Publication number: DE102006023417A1
Application number: DE200610023417
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr. Bauer
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2006-05-17
Filing date: 2006-05-17
Publication date: 2007-11-22
Also published as: CN101101006B; CN101101006A

Abstract

The wheel (1) has a base (3) mounting the wheel in a drive shaft (8), and a tubular section (4) attached to the base. Two blower wheel blades (2) are connected with the tubular section and outwardly extend towards the tubular section. An opening (5) is provided in the base and makes possible pressure balance between an outer side of the base and an inner side of the base, where the inner side of the base faces a blower engine.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lüfterrad als Bestandteil eines Lüfters zur Kühlung eines Kraftfahrzeugantriebs, insbesondere einer Brennkraftmaschine, welches mittels eines Lüfterantriebes, der eine Antriebswelle aufweist, in Drehung versetzbar ist und eine topfförmige Grundform aufweist, umfassend

– einen Boden zur Befestigung des Lüfterrades auf der Antriebswelle,
– einen sich an den Boden anschließenden rohrförmigen Abschnitt, und
– mindestens zwei mit diesem rohrförmigen Abschnitt verbundene, nach außen sich erstreckende Lüfterschaufeln.

The invention relates to a fan as part of a fan for cooling a motor vehicle drive, in particular an internal combustion engine, which by means of a fan drive, which has a drive shaft, is set in rotation and has a cup-shaped basic shape comprising

A floor for mounting the fan wheel on the drive shaft,
- A subsequent to the ground tubular portion, and
- At least two connected to this tubular portion, outwardly extending fan blades.

Die bei der Verbrennung in einer Brennkraftmaschine durch die exotherme, chemische Umwandlung des Kraftstoffes freigesetzte Wärme wird teilweise über die den Brennraum begrenzenden Wandungen an den Zylinderkopf und den Zylinderblock und teilweise über den Abgasstrom an die angrenzenden Bauteile und die Umgebung abgeführt. Um die thermische Belastung der Bauteile in Grenzen zu halten, muss zumindest ein Teil des eingeleiteten Wärmestromes wieder abgeführt werden bzw. die Wärmeabführung durch zusätzliche Maßnahmen unterstützt werden. Die von der Oberfläche der Brennkraftmaschine über Strahlung und Wärmeleitung an die Umgebung abgeführte Wärmemenge ist für eine effiziente Kühlung nicht ausreichend, weshalb in der Regel mittels erzwungener Konvektion gezielt eine Kühlung der Brennkraftmaschine herbeigeführt wird.The when burning in an internal combustion engine by the exothermic, chemical conversion of the fuel is released heat partly over the walls bounding the combustion chamber to the cylinder head and the cylinder block and partly over the exhaust gas flow to the adjacent components and the environment dissipated. Around the thermal load of the components must be limited at least part of the heat flow introduced be removed again or the heat dissipation through additional activities get supported. The from the surface the internal combustion engine over Radiation and heat conduction discharged to the environment heat is for efficient cooling not sufficient, which is why usually using forced convection targeted cooling of the Internal combustion engine brought about becomes.

Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, die Kühlung in Gestalt einer Luftkühlung oder einer Flüssigkeitskühlung auszuführen. Bei der Luftkühlung wird die Brennkraftmaschine mit einem Lüftergebläse versehen, wobei der Wärmeabtransport mittels einer über die Oberfläche der Brennkraftmaschine geführten Luftströmung realisiert wird.Basically exists the possibility, the cooling in the form of air cooling or liquid cooling. at the air cooling is the internal combustion engine provided with a fan blower, wherein the heat dissipation by means of an over the surface the internal combustion engine guided airflow is realized.

Hingegen erfordert die Flüssigkeitskühlung die Ausstattung der Brennkraftmaschine bzw. des Zylinderkopfes mit einem Kühlmittelmantel d.h. die Anordnung von Kühlmittelkanälen im Zylinderkopf, welche das Kühlmittel durch den Zylinderkopf führen. Dabei wird der mechanisch und thermisch hochbelastete Zylinderkopf durch das Einbringen der Kühlmittelkanäle einerseits in seiner Festigkeit geschwächt. Andererseits muss die Wärme nicht wie bei der Luftkühlung erst an die Zylinderkopfoberfläche geleitet werden, um abgeführt zu werden. Die Wärme wird bereits im Inneren des Zylinderkopfes an das Kühlmittel – in der Regel mit Additiven versetztes Wasser – abgegeben. Das Kühlmittel wird dabei mittels einer im Kühlkreislauf angeordneten Pumpe gefördert, so dass es im Kühlmittelmantel zirkuliert. Die an das Kühlmittel abgegebene Wärme wird auf diese Weise aus dem Inneren des Zylinderkopfes abgeführt und dem Kühlmittel in einem Wärmetauscher, der Bestandteil des Kühlkreislaufs ist, wieder entzogen. Der Wärmetauscher umfasst dabei in der Regel einen Lüfter d.h. ein Lüftergebläse, dessen Lüfterrad mittels eines Lüfterantriebes angetrieben wird d.h. in Drehung versetzbar ist, wozu das Lüfterrad auf einer Antriebswelle des Lüfterantriebes angeordnet wird.On the other hand the liquid cooling requires the Equipment of the internal combustion engine or the cylinder head with a Coolant jacket i.e. the arrangement of coolant channels in the cylinder head, which the coolant through the cylinder head. there is the mechanically and thermally highly loaded cylinder head through the introduction of the coolant channels on the one hand weakened in its strength. On the other hand, the heat needs not like air cooling first to the cylinder head surface be directed to drain to become. The heat is already inside the cylinder head to the coolant - in the Water usually added with additives - discharged. The coolant is doing so by means of a cooling circuit conveyed pump, leaving it in the coolant jacket circulated. The to the coolant released heat is discharged in this way from the interior of the cylinder head and the coolant in a heat exchanger, the Part of the cooling circuit is withdrawn. The heat exchanger typically includes a fan, i. a fan blower whose Fan by means of a fan drive is driven i.e.. in rotation is displaceable, including the fan on a drive shaft of the fan drive is arranged.

Der Lüfter gewährleistet unter anderem, dass auch im Stillstand d.h. bei stehendem Kraftfahrzeug oder bei nur geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten ein ausreichend hoher Luftmassenstrom bereitgestellt wird. Der Lüfterantrieb ist in der Regel ein elektrisch betriebener Lüftermotor.Of the Fan guaranteed among other things, that even at standstill i. when the vehicle is stationary or at low vehicle speeds sufficient high mass air flow is provided. The fan drive is usually an electrically operated fan motor.

Die vorliegende Erfindung hat das Lüfterrad eines Lüfters der oben beschriebenen Art zum Gegenstand, wobei dieser Lüfter sowohl bei einer Luftkühlung als auch bei einer Flüssigkeitskühlung einsetzbar sein soll.The The present invention has the fan of a fan of the type described above, this fan both in an air cooling as well as in a liquid cooling can be used should be.

Problematisch bei der Auslegung von Lüftern und Lüfterrädern ist insbesondere, dass es sich sowohl bei der Antriebswelle als auch bei dem angetriebenen Lüfterrad um ein dynamisches, schwingungsfähiges System handelt. Das Lüfterrad wird insbesondere durch den Antrieb und zwar über die Antriebswelle in Schwingungen versetzt d.h. zu Schwingungen angeregt.Problematic in the design of fans and Fan wheels is in particular, that it is both the drive shaft and at the driven fan wheel a dynamic, vibratory one System acts. The fan wheel is in particular by the drive and via the drive shaft in vibration offset i. excited to vibrate.

Die Antriebswelle wird dabei durch die sich zeitlich verändernden Antriebsmomente zu Drehschwingungen angeregt, welche hier aber zunächst vernachlässigt werden sollen. Es ist darüber hinaus eine Durchbiegung der Antriebswelle entlang der Wellenlängsachse zu beobachten, die unter anderem eine Taumelbewegung des mit der Antriebswelle umlaufenden Lüfterrades hervorruft.The Drive shaft is characterized by the time-changing Driving torques excited to torsional vibrations, which are initially neglected here should. It is about it In addition, a deflection of the drive shaft along the shaft longitudinal axis to observe, among other things, a tumbling motion of the with the Drive shaft rotating fan wheel causes.

Schwingungen sind nicht nur im Hinblick auf die Bauteilfestigkeit und den Bauteilverschleiß als kritisch anzusehen. In zunehmendem Maße werden Schwingungen auch als nachteilig betrachtet hinsichtlich ihrer ursächlichen Wirkung für die Geräuschentwicklung einer Brennkraftmaschine.vibrations are critical not only in terms of component strength and component wear to watch. Increasingly Vibrations are also considered disadvantageous in terms of their causal Effect for the noise an internal combustion engine.

Zum einen ist die zunehmende Geräuschemission ein immer ernster zu nehmendes Umweltproblem, da sie sich nicht nur auf die Lebensqualität, sondern insbesondere auch auf die Gesundheit der dem Lärm ausgesetzten Menschen nachteilig auswirkt, weshalb eine Vielzahl von Vorschriften erlassen worden ist, in denen die einzuhaltenden Geräuschgrenzwerte festgelegt wurden. Die wichtigsten Vorschriften sind dabei das Bundesimmissionsschutzgesetz (BImSchG) und die Richtlinien der Europäischen Kommission.To the one is the increasing noise emission an increasingly serious environmental problem since they are not only on the quality of life, but particularly harmful to the health of people exposed to noise This is why a large number of regulations have been adopted is in which the noise limits to be observed have been established. The most important regulations are the Federal Immission Control Act (BImSchG) and the guidelines of the European Commission.

Konzentrierte sich anfangs die Entwicklung bei der Geräuschminderung auf den Motor als der dominierenden Geräuschquelle des Kraftfahrzeuges, sind die Konstrukteure mittlerweile gezwungen, sich mit sämtlichen Geräuschquellen, welche zu der Gesamtgeräuschemission beitragen, auseinander zu setzen, um den immer schärferen gesetzlichen Vorschriften hinsichtlich der zulässigen Geräuschemission eines Kraftfahrzeuges weiterhin gerecht zu werden.Initially, the development focused on noise reduction on the engine as the dominant noise source of the motor vehicle, the designers are now forced to deal with all noise sources, which contribute to the overall noise emission, in order to continue to meet the ever stricter legal requirements regarding the permissible noise emission of a motor vehicle.

Die Schwingungen des Lüfterrades und der Antriebswelle führen dabei sowohl zu Geräuschen durch Körperschallabstrahlung als auch zu Geräuschen durch Körperschalleinleitung in die Karosserie.The Vibrations of the fan wheel and the drive shaft lead doing so to both sounds Borne sound radiation as well as to noises by body sound introduction in the body.

Aber nicht nur die Geräuschminderung steht bei der konstruktiven Auslegung der Brennkraftmaschine bzw. des Lüfters im Fokus der Konstrukteure. Zunehmend wird versucht, das emittierte Geräusch gezielt zu beeinflussen und zu modellieren. In diesem Zusammenhang wird auch von Geräuschdesign bzw. Sounddesign gesprochen. Motiviert werden diese Entwicklungsarbeiten durch die Erkenntnis, dass die Kaufentscheidung eines potentiellen Kunden beim Erwerb eines Fahrzeuges nicht unwesentlich vom Geräusch der Brennkraftmaschine bzw. des Fahrzeugs mitbeeinflusst wird. So bevorzugt der Fahrer eines Sportwagens ein Fahrzeug bzw. einen Motor, dessen Geräusch den sportlichen Charakter des Fahrzeuges unterstreicht.But not only the noise reduction stands in the structural design of the internal combustion engine or of the fan in the focus of the designers. Increasingly, it tries to emit the emitted Sound targeted to influence and model. In this context will also of noise design or sound design spoken. These development activities are motivated by realizing that the purchase decision of a potential Customers on the acquisition of a vehicle not insignificant from the noise of Internal combustion engine or the vehicle is influenced. So preferred the driver of a sports car, a vehicle or an engine whose noise emphasizes the sporty character of the vehicle.

Beim Sounddesign wird dabei unter anderem Einfluss genommen auf die Schwingungen, die letztendlich ursächlich verantwortlich sind für die emittierten Geräusche.At the Sound design is influenced, among other things, by the vibrations, the ultimate cause are responsible for the emitted noise.

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Lüfterrad gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, welches ein im Vergleich zu herkömmlichen Lüfterrädern optimiertes akustisches Verhalten, insbesondere eine verminderte Geräuschemission, aufweist.In front In this context, it is the object of the present invention a fan according to the generic term of claim 1, which is one compared to conventional ones Fan wheels optimized acoustic behavior, in particular a reduced noise emission, having.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Lüfterrad, welches mittels eines Lüfterantriebes, der eine Antriebswelle aufweist, in Drehung versetzbar ist und eine topfförmige Grundform aufweist, umfassend

– einen Boden zur Befestigung des Lüfterrades auf der Antriebswelle,
– einen sich an den Boden anschließenden rohrförmigen Abschnitt, und
– mindestens zwei mit diesem rohrförmigen Abschnitt verbundene, nach außen sich erstreckende Lüfterschaufeln, und das dadurch gekennzeichnet ist, dass
– in dem Boden mindestens ein Durchbruch vorgesehen ist, welcher einen Druckausgleich zwischen der Außenseite des Bodens und der Innenseite des Bodens ermöglicht.

This object is achieved by a fan wheel, which by means of a fan drive, which has a drive shaft, is set in rotation and has a cup-shaped basic shape, comprising

A floor for mounting the fan wheel on the drive shaft,
- A subsequent to the ground tubular portion, and
- At least two connected to this tubular portion, outwardly extending fan blades, and which is characterized in that
- In the bottom at least one breakthrough is provided which allows pressure equalization between the outside of the bottom and the inside of the soil.

Untersuchungen haben gezeigt, dass der Boden eines herkömmlichen Lüfterrades zu Schwingungen angeregt wird und dabei wie die Kalotte eines Lautsprechers fungiert, was zu einer erheblichen Geräuschemission führt.investigations have shown that the bottom of a conventional fan wheel excited to vibrate and act like the calotte of a speaker, which to a considerable noise emission leads.

Bei dem erfindungsgemäßen Lüfterrad wird gewissermaßen ein akustischer Kurzschluss herbeigeführt, indem in den Boden des Lüfterrades mindestens ein Durchbruch eingebracht wird. Bei einem zu Schwingungen angeregten Boden gewährleistet dieser mindestens eine Durchbruch einen Druckausgleich zwischen der Außenseite des Bodens und der dem Lüfterantrieb zugewandten Innenseite des Bodens. Dadurch kommt es zu einer verminderten Anregung der benachbarten Luftmoleküle und folglich zu einer Absenkung der Körperschallabstrahlung.at the fan according to the invention becomes, so to speak an acoustic short circuit caused by in the bottom of the fan wheel at least one breakthrough is introduced. At one to vibrations guaranteed excited soil this at least one breakthrough between a pressure equalization the outside the floor and the fan drive facing inside of the floor. This leads to a reduced Excitation of the neighboring air molecules and consequently to a lowering the structure-borne sound radiation.

Dadurch wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst, nämlich ein Lüfterrad bereitzustellen, welches ein optimiertes akustisches Verhalten, insbesondere eine verminderte Geräuschemission, aufweist.Thereby the problem underlying the invention is solved, namely a fan which has an optimized acoustic behavior, in particular a reduced noise emission.

1 zeigt beispielhaft – d.h. für ein bestimmtes Lüfterrad – den gemessenen Schalldruckpegel db(A) über der Drehzahl n des Lüfterantriebs bzw. der Antriebswelle. Dabei ist die Geräuschemission in Pascal [Pa] eines herkömmlichen Lüfterrades (Kurve A) derjenigen einer erfindungsgemäß modifizierten Ausführungsform dieses Lüfterrades (Kurve B) gegenübergestellt, wobei die modifizierte Ausführungsform dadurch gekennzeichnet ist, dass – gemäß der vorliegenden Erfindung – mehrere Durchbrüche in den Boden eingebracht wurden, die für einen Druckausgleich zwischen der Außenseite und der Innenseite des Bodens sorgen. 1 shows by way of example - ie for a particular fan - the measured sound pressure level db (A) on the speed n of the fan drive or the drive shaft. The noise emission in Pascal [Pa] of a conventional fan wheel (curve A) is compared with that of an inventively modified embodiment of this fan wheel (curve B), wherein the modified embodiment is characterized in that - according to the present invention - several breakthroughs introduced into the ground which provide pressure equalization between the outside and the inside of the floor.

Es ist deutlich zu erkennen, dass das erfindungsgemäß ausgebildete Lüfterrad zu einem Abbau der Resonanz führt, welche sich bei dem herkömmlichen Lüfterrad (Kurve A) etwa bei einer Drehzahl der Abtriebswelle von n = 1.600 Umdrehungen pro Minute einstellt.It can be clearly seen that the inventively designed fan leads to a reduction of the resonance, which is in the conventional fan (Curve A) approximately at a speed of the output shaft of n = 1,600 Turns per minute.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Lüfterrades, bei denen mehrere Durchbrüche vorgesehen sind, die vorzugsweise gleichmäßig im Bodenbereich des Lüfters verteilt sind. Der Boden des Lüfters ist in der Regel in der Mitte mit der Antriebswelle verbunden, vorzugsweise verschraubt. Da der Boden im Bereich der Verbindungsstelle prinzipbedingt nicht schwingen kann und an dieser Stelle von der rotierenden Antriebswelle gleichzeitig die Antriebskräfte eingeleitet werden, um das Lüfterrad in Drehung zu versetzten, kann es vorteilhaft sein, die Durchbrüche ausreichend beabstandet zur Verbindungsstelle anzuordnen.Advantageous are embodiments the fan wheel, where multiple breakthroughs are provided, which preferably distributed uniformly in the bottom region of the fan are. The bottom of the fan is usually connected in the middle with the drive shaft, preferably screwed. As the ground in the region of the junction due to the principle can not swing and at this point from the rotating drive shaft simultaneously initiated the driving forces be to the fan in rotation, it may be advantageous, the breakthroughs sufficient spaced to arrange the connection point.

Der mindestens eine Durchbruch kann eine beliebige Form aufweisen, da es nicht auf die spezielle Ausgestaltung des mindestens einen Durchbruchs ankommt, sondern grundsätzlich auf die Realisierung einer Öffnung, durch welche die Luft von der Außenseite des Bodens zu der Innenseite des Bodens strömen kann und umgekehrt.The at least one breakthrough can have any shape, as it does not depend on the speci elle embodiment of at least one breakthrough arrives, but in principle to the realization of an opening through which the air can flow from the outside of the soil to the inside of the soil and vice versa.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Lüfterrades gemäß den Unteransprüchen werden im folgenden beschrieben.Further advantageous embodiments of the fan wheel according to the subclaims described below.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Lüfterrades, bei denen an dem Boden mindestens eine Versteifungsrippe vorgesehen ist, wobei die mindestens eine Versteifungsrippe vorzugsweise an der Innenseite des Bodens anzuordnen ist. Die mindestens eine Versteifungsrippe erhöht – bei nur geringem Materialeinsatz – die Festigkeit des Lüfterrades im Bodenbereich. Das zusätzliche Material zur Ausbildung der mindestens einen Versteifungsrippe führt dabei lediglich zu einer akzeptabeln Gewichtszunahme des Lüfterrades. Zu berücksichtigen ist dabei, dass es bei der Auslegung bzw. Ausgestaltung des Lüfterrades grundsätzlich ein Ziel der Konstrukteure ist, die Masse des Lüfterrads möglichst gering zu halten, insbesondere da es sich um ein bewegtes Bauteil handelt.Advantageous are embodiments the fan wheel, in which at least one stiffening rib is provided on the bottom is, wherein the at least one stiffening rib is preferably on to arrange the inside of the soil. The at least one stiffening rib increased - at only low material usage - the Strength of the fan wheel in the ground area. The extra Material for forming the at least one stiffening rib leads only to an acceptable weight gain of the fan wheel. To be considered is that in the design or design of the fan basically a The aim of the designers is to keep the mass of the fan as low as possible, in particular because it is a moving component.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Lüfterrades, bei denen der mindestens eine Durchbruch beabstandet zu der mindestens einen Versteifungsrippe angeordnet ist. Die Durchbrüche bzw. Öffnungen sollten nicht in den Bereichen des Bodens vorgesehen werden, in denen zur Erhöhung der Festigkeit des Bodens Versteifungsrippen vorgesehen sind. Dies würde den mit den Versteifungsrippen erzielten Effekt d.h. die erhöhte Bauteilfestigkeit nachteilig wieder mindern.Advantageous are embodiments the fan wheel, in which the at least one breakthrough spaced from the at least a stiffening rib is arranged. The openings or openings should not be provided in areas of land, in those to increase the strength of the soil stiffening ribs are provided. This would the effect achieved with the stiffening ribs, i. the increased component strength disadvantageously reduce again.

Daher ist eine Ausführungsform, bei der die Durchbrüche beabstandet zu den Versteifungsrippen angeordnet sind, als vorteilhaft anzusehen.Therefore is an embodiment at the breakthroughs spaced from the stiffening ribs are arranged, as advantageous to watch.

Bei Ausführungsformen, bei denen die am Boden vorgesehenen Rippen im wesentlichen von der Bodenmitte ausgehend nach außen zum Bodenrand hin verlaufen bzw. bei Ausführungsformen, bei denen die Versteifungsrippen im wesentlichen radial verlaufen, ist es vorteilhaft, wenn die Durchbrüche zwischen den Rippen angeordnet sind und eine den Rippen ähnliche Ausrichtung aufweisen. Vorteilhaft sind dabei Ausführungsformen, bei denen die Durchbrüche ähnlich einem Langloch ausgebildet sind.at Embodiments, in which the provided on the bottom ribs substantially from the Ground center outgoing to the outside extend to the bottom edge or in embodiments in which the Stiffening ribs extend substantially radially, it is advantageous if the breakthroughs between the ribs are arranged and have a similar orientation to the ribs. In this case, embodiments are advantageous where the breakthroughs similar to one Long hole are formed.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Lüfterrades, bei denen eine zur Außenseite des Bodens beabstandete Abdeckung vorgesehen ist. Diese Abdeckung schützt den Lüfterantrieb vor Korrosion und mechanischen Einflüssen bzw. Beschädigungen, beispielsweise Steinschlag. Der Lüfterantrieb, bei dem es sich vorzugsweise um einen elektrisch betriebenen Lüftermotor handelt, ist dabei auf der der Außenseite abgewandten Innenseite des Lüfterbodens angeordnet.Advantageous are embodiments the fan wheel, one to the outside the floor spaced cover is provided. This cover protects the fan drive from corrosion and mechanical influences or damage, for example Rockfall. The fan drive, which is preferably an electrically operated fan motor is, is on the outside facing away from the inside arranged the fan base.

Gemäß der in Rede stehenden Ausführungsform weist die Abdeckung einen Abstand zur Außenseite des Bodens auf, damit der mindestens eine im Boden vorgesehene Durchbruch nicht durch die Abdeckung verschlossen und der gewünschte Druckausgleich zwischen der Außenseite und der Innenseite des Bodens durch die Abdeckung behindert bzw. unterbunden wird.According to the in Presented embodiment has the cover at a distance to the outside of the soil, so that the at least one provided in the ground breakthrough not through closed the cover and the desired pressure balance between the outside and the inside of the floor obstructed by the cover or is prevented.

Vorteilhaft sind dabei Ausführungsformen des Lüfterrades, bei denen zwischen der Außenseite des Bodens und der beabstandeten Abdeckung ein dämpfendes Material vorgesehen ist. Dadurch kann die Luftströmung, die sich bei schwingendem Boden einstellt und für den Druckausgleich zwischen der Außenseite und der Innenseite des Bodens sorgt, verzögert und damit gedämpft werden. Das dämpfende Material gewährleistet aber auch, dass einerseits zwar genügend Luft für den Druckausgleich, andererseits aber kein Spritzwasser durch den mindestens einen im Boden vorgesehenen Durchbruch gelangt. Das Spritzwasser könnte beispielsweise einen auf der Innenseite des Bodens angeordneten elektrischen Antrieb beschädigen.Advantageous are embodiments of the Fan wheel, where between the outside of the Bodens and the spaced cover provided a damping material is. This allows the air flow, which adjusts to vibrating ground and for pressure equalization between the outside and the inside of the soil provides, retarded and thus dampened. The steaming Material guaranteed but also that on the one hand while enough air for pressure equalization, on the other hand but no splashing water through the at least one provided in the ground Breakthrough arrives. The spray could, for example, on damaging the inside of the floor arranged electric drive.

Vorteilhaft sind Ausführungsformen des Lüfterrades, bei denen der rohrförmige Abschnitt mindestens ein Element zur Versteifung aufweist. Der rohrförmige Abschnitt ist vorzugsweise rotationssymmetrisch, insbesondere zylinderförmig, zur Längsachse des Lüfterrades ausgebildet und gibt dem Lüfterrad bzw. dem Mittelteil des Lüfterrades zusammen mit dem Boden eine topfförmige Grundform. Der rohrförmige Abschnitt dient dabei der Aufnahme der mindestens zwei sich nach außen erstreckenden Lüfterschaufeln und ist auf der dem Boden abgewandten Seite offen, was – im Rahmen der Montage des Lüfters – das Aufschieben des Lüfterrades auf die Antriebswelle gestattet. Der Lüfterantrieb kommt dabei in der Montageendposition zumindest teilweise in dem rohrförmigen Abschnitt zu liegen, so dass der rohrförmige Abschnitt auch als Gehäuse für den Antrieb dient.Advantageous are embodiments the fan wheel, where the tubular Section has at least one element for stiffening. The tubular section is preferably rotationally symmetrical, in particular cylindrical, for longitudinal axis of the fan wheel trained and gives the fan or the middle part of the fan wheel together with the soil a cup-shaped basic form. The tubular section serves to receive the at least two outwardly extending fan blades and is open on the side facing away from the floor, what - in the frame Fan assembly - postponing of the fan wheel allowed on the drive shaft. The fan drive comes in the mounting end position at least partially in the tubular portion to lie so that the tubular Section also as housing for the Drive is used.

Untersuchungen haben gezeigt, dass sich der rohrförmige Abschnitt während des Lüfterbetriebs verformt. Dabei erfährt der rotierende rohrförmige Abschnitt in seinem Querschnitt eine Formänderung. Der beispielsweise zylinderförmige Querschnitt geht in eine ovale bzw. ellipsenähnliche Form über. Die Querschnittsänderung ist am offenen Ende des rohrförmigen Abschnitts besonders ausgeprägt und nimmt in Richtung Lüfterradboden ab.investigations have shown that the tubular portion during the fan operation deformed. It learns the rotating tubular Section in its cross section a shape change. The example cylindrical Cross-section turns into an oval or elliptical-like shape. The Cross-sectional change is at the open end of the tubular Section particularly pronounced and takes in the direction of the fan wheel floor from.

Diese Formänderung ruft ein Anstellen der mindestens zwei Lüfterschaufeln hervor, wobei die Lüfterschaufeln sich gegenüber der Längsachse des Lüfterrades bzw. gegenüber der Antriebswelle nach vorne bzw. hinten neigen; in Abhängigkeit von der jeweiligen Position der einzelnen Schaufel.This change in shape causes a hiring of at least two fan blades, the fan blades relative to the longitudinal axis of the Tilt fan or relative to the drive shaft forward or backward; depending on the respective position of the individual blade.

Um der beschriebenen Formänderungen entgegen zu wirken, ist es vorteilhaft, mindestens ein Element zur Versteifung des rohrförmigen Abschnitts vorzusehen. Vorteilhaft sind insbesondere Ausführungsformen, bei denen das mindestens eine Element zur Versteifung einen Ring umfasst, der in seiner Form mit dem ursprünglichen Querschnitt des rohrförmigen Abschnitts korrespondiert und den Abschnitt festigt bzw. stützt.Around contrary to the described changes in shape To act, it is advantageous to have at least one element for stiffening of the tubular Section. In particular, embodiments are advantageous in which the at least one element for stiffening a ring comprising, in its shape with the original cross-section of the tubular portion corresponds and consolidates or supports the section.

Da die Formänderung an der offenen Seite des rohrförmigen Abschnitts besonders ausgeprägt ist, sind Ausführungsformen des Lüfterrades vorteilhaft, bei denen das mindestens eine Element zur Versteifung möglichst nahe an der offenen Seite d.h. dem offenen Ende des rohrförmigen Abschnitts angeordnet ist.There the shape change on the open side of the tubular Section is particularly pronounced are embodiments of the fan wheel advantageous in which the at least one element for stiffening preferably near the open side, i. the open end of the tubular portion is arranged.

Da es sich bei dem Lüfterrad – zumindest während des Lüfterbetriebs – um ein bewegtes Bauteil handelt, ist es vorteilhaft, das mindestens eine Element zur Versteifung im wesentlichen aus einem Leichtbaumaterial zu fertigen.There it is at the fan - at least during the Fan mode - on moved component, it is advantageous that at least one element to produce the stiffening essentially of a lightweight material.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsform des Lüfterrades gemäß den 1 bis 5 näher beschrieben. Hierbei zeigt:In the following the invention with reference to an embodiment of the fan according to the 1 to 5 described in more detail. Hereby shows:

1 den Schalldruckpegel über der Drehzahl des Lüfterantriebs für ein herkömmliches Lüfterrad (Kurve A) und ein erfindungsgemäß modifiziertes Lüfterrad (Kurve B), 1 the sound pressure level above the speed of the fan drive for a conventional fan wheel (curve A) and a fan wheel (curve B) modified according to the invention,

2 schematisch eine erste Ausführungsform eines Lüfterrades in der Frontansicht, 2 schematically a first embodiment of a fan in the front view,

3 schematisch die in 2 dargestellte Ausführungsform des Lüfterrades in der Rückansicht, 3 schematically the in 2 illustrated embodiment of the fan wheel in the rear view,

4 schematisch einen Halbschnitt eines Lüfterrades entlang der Längsachse des Lüfterrades mitsamt Abdeckung, und 4 schematically a half section of a fan along the longitudinal axis of the fan wheel together with cover, and

5 die in 2 dargestellte Ausführungsform des Lüfterrades in der Frontansicht mitsamt Abdeckung. 5 in the 2 illustrated embodiment of the fan in the front view together with cover.

1 wurde bereits – weiter oben – im Rahmen der Beschreibung des erfindungsgemäßen Lüfterrads näher erörtert, mit dem Ziel die Vorteile gegenüber herkömmlichen Lüfterrädern deutlich zu machen. 1 has already - discussed above - in the context of the description of the fan according to the invention in more detail, with the aim to make clear the advantages over conventional fan wheels.

2 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform eines Lüfterrades 1 in der Frontansicht d.h. mit Blick auf die Außenseite 6 des Bodens 3. Im Boden 3 sind insgesamt sechzehn Durchbrüche 5 vorgesehen, die einen Druckausgleich zwischen der Außenseite 6 des Bodens 3 und der dem Lüfterantrieb 10 zugewandten Innenseite des Bodens 3 ermöglichen. 2 schematically shows a first embodiment of a fan 1 in the front view ie looking to the outside 6 of the soil 3 , In the ground 3 are a total of sixteen breakthroughs 5 provided that a pressure equalization between the outside 6 of the soil 3 and the fan drive 10 facing inside of the floor 3 enable.

Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform wird als Lüfterantrieb 10 ein elektrisch. betriebener Motor verwendet, der durch die Durchbrüche 5 hindurch zumindest teilweise zu erkennen ist.At the in 2 embodiment shown is as a fan drive 10 an electric one. powered engine used by the breakthroughs 5 at least partially visible.

Die Durchbrüche 5 sind im Boden 3 des Lüfterrades 1 gleichmäßig verteilt und folglich auch gleichmäßig zueinander beabstandet angeordnet. Die Durchbrüche 5 sind einem Langloch ähnlich ausgebildet und verlaufen ausgehend von der Bodenmitte nach außen zum Bodenrand hin d.h. im wesentlichen radial. Diese Ausgestaltung und Ausrichtung der Durchbrüche 5 korrespondiert mit Versteifungsrippen 11, die auf der Innenseite 7 des Bodens 3 d.h. auf der dem Lüfterantrieb 10 zugewandten Seite des Bodens 3 vorgesehen sind (siehe 3). Dabei verlaufen die Durchbrüche 5 zwischen den Versteifungsrippen 11.The breakthroughs 5 are in the ground 3 of the fan wheel 1 evenly distributed and therefore arranged evenly spaced from each other. The breakthroughs 5 are formed similar to a slot and extend from the bottom center outwards to the bottom edge, ie, substantially radially. This embodiment and orientation of the breakthroughs 5 corresponds with stiffening ribs 11 on the inside 7 of the soil 3 ie on the fan drive 10 facing side of the floor 3 are provided (see 3 ). Here are the breakthroughs 5 between the stiffening ribs 11 ,

Wie aus 2 des weiteren ersichtlich ist, ist das Lüfterrad 1 in der Mitte des Bodens 3 mit der Antriebswelle 8 verbunden, wobei die Verbindung vorliegend mittels einer Schraube 16 ausgebildet ist. Die Längsachse 18 des Lüfterrades 1 fällt mit der Antriebswelle 8 zusammen. Die Durchbrüche 5 sind ausreichend beabstandet zur Verbindungsstelle angeordnet, was dem Umstand Rechung trägt, dass an der Verbindungsstelle die Antriebskräfte eingeleitet werden und der Boden 3 in der Verbindungsstelle prinzipbedingt nicht schwingen kann, weshalb auch kein Druckausgleich an dieser Stelle erforderlich ist.How out 2 it can be seen further, the fan is 1 in the middle of the floor 3 with the drive shaft 8th connected, wherein the compound present by means of a screw 16 is trained. The longitudinal axis 18 of the fan wheel 1 falls with the drive shaft 8th together. The breakthroughs 5 are arranged sufficiently spaced from the junction, which takes into account the fact that the driving forces are introduced at the junction and the ground 3 in the connection point inherently can not swing, which is why no pressure compensation at this point is required.

An den Boden 3 schließt sich ein rohrförmiger Abschnitt 4 an, der dem Mittelteil des Lüfterrades 1 zusammen mit dem Boden 3 eine topfförmige Grundform verleiht. Die zylinderförmige Mantelfläche des rohrförmigen Abschnitts 4 erstreckt sich bei der in 2 gewählten Frontansicht nahezu senkrecht zur Zeichenebene d.h. in Richtung Längsachse 18. Dabei umschließt der rohrförmige Abschnitt 4 den Lüfterantrieb 10 einem Gehäuse ähnlich.To the ground 3 closes a tubular section 4 on, the middle part of the fan wheel 1 along with the ground 3 gives a cup-shaped basic shape. The cylindrical surface of the tubular portion 4 extends at the in 2 selected front view almost perpendicular to the plane, ie in the direction of the longitudinal axis 18 , In this case encloses the tubular portion 4 the fan drive 10 similar to a housing.

Der röhrförmige Abschnitt 4 dient der Aufnahme von acht Lüfterradschaufeln 2, die sich nach außen hin erstrecken.The tubular section 4 serves to accommodate eight fan blades 2 that extend to the outside.

3 zeigt die in 2 dargestellte Ausführungsform des Lüfterrades 1 in der Rückansicht d.h. mit Blick auf die Innenseite 7 des Bodens 3. Die mit dem rohrförmigen Abschnitt 4 verbundenen Lüfterradschaufeln 2 sind an ihren äußeren Enden durch einen Außenring 17 miteinander verbunden, was der Versteifung des Lüfterrades 1 dient. 3 shows the in 2 illustrated embodiment of the fan wheel 1 in the rear view ie looking at the inside 7 of the soil 3 , The with the tubular section 4 connected fan blades 2 are at their outer ends by an outer ring 17 interconnected, what the stiffening of the fan wheel 1 serves.

Um einer Formänderung des rohrförmigen Abschnitts 4 bei rotierendem Lüfterrad 1 entgegenzuwirken, ist am offenen Ende des rohrförmigen Abschnitts 4 ein Element zur Versteifung 14 – in Gestalt eines Versteifungsringes 15 – vorgesehen. Die Anordnung dieses Rings 15 am offenen Ende des rohrförmigen Abschnitts 4 ist vorteilhaft, da eine im Lüfterbetrieb auftretende Formänderung an dieser Stelle besonders ausgeprägt ist. Der Ring 15 ist aus einem Leichtbaumaterial gefertigt.To a change in shape of the tubular portion 4 with rotating fan wheel 1 counteract is at the open end of the tubular portion 4 an element for stiffening 14 - in the form of a stiffening ring 15 - intended. The arrangement of this ring 15 at the open end of the tubular portion 4 is advantageous because a change in shape occurring in fan operation is particularly pronounced at this point. The ring 15 is made of a lightweight material.

Deutlich zu erkennen sind die auf der Innenseite 7 des Bodens 3 angeordneten Versteifungsrippen 11, die – wie die Durchbrüche 5 – ausgehend von der Bodenmitte nach außen zum Bodenrand hin d.h. im wesentlichen radial verlaufen. Zur zusätzlichen Versteifung des Bodens 3 ist eine Verdickung des Bodens 3 im Bereich der Bohrung, die der Aufnahme der Antriebswelle dient, vorgesehen.Clearly visible on the inside 7 of the soil 3 arranged stiffening ribs 11 that - like the breakthroughs 5 - Starting from the bottom center outwards to the bottom edge, ie substantially radially. For additional stiffening of the soil 3 is a thickening of the soil 3 in the region of the bore, which serves to receive the drive shaft provided.

4 zeigt schematisch einen Halbschnitt eines Lüfterrades 1 entlang der Längsachse 18 des Lüfterrades 1 mitsamt Abdeckung 9, wobei der Schnitt zwischen zwei Lüfterradschaufel hindurchgelegt ist, so dass die Schaufeln in 4 nicht sichtbar sind. 4 schematically shows a half section of a fan 1 along the longitudinal axis 18 of the fan wheel 1 complete with cover 9 , wherein the cut is passed between two fan blade, so that the blades in 4 are not visible.

Die Abdeckung 9 ist beabstandet zur Außenseite 6 des Bodens 3 angeordnet. Die Abdeckung 9 schützt zusammen mit dem – unter anderem als Gehäuse dienenden – rohrförmigen Abschnitt 4 den auf der Innenseite 7 des Bodens 3 angeordneten Lüfterantrieb (nicht dargestellt) vor Korrosion und mechanischen Einflüssen. Zusammen mit dem Boden 3 ist die Abdeckung 9 bei der in 4 dargestellten Ausführungsform mittels einer Schraube 16 auf der Antriebswelle 8 befestigt.The cover 9 is spaced to the outside 6 of the soil 3 arranged. The cover 9 protects together with - serving as a housing - tubular section 4 on the inside 7 of the soil 3 arranged fan drive (not shown) from corrosion and mechanical influences. Together with the ground 3 is the cover 9 at the in 4 illustrated embodiment by means of a screw 16 on the drive shaft 8th attached.

Zwischen der Außenseite 6 des Bodens 3 und der beabstandet angeordneten Abdeckung 9 ist ein dämpfendes Material 12 vorgesehen ist, wobei als dämpfendes Material 12 ein Schaum 13 dient. Durch den Schaum 13 wird die Luftströmung, die sich bei schwingendem Boden 3 einstellt und für den Druckausgleich zwischen der Außenseite 6 und der Innenseite 7 des Bodens 3 sorgt, gedämpft. Zusätzlich wird das Eindringen von Spritzwasser verhindert. Das Vorsehen eines dämpfenden Materials 12 zwischen Boden 3 und Abdeckung 9 ist aber nicht unbedingt erforderlich. Eine Geräuschdämpfung bringt das dämpfende Material nicht unbedingt mit sich.Between the outside 6 of the soil 3 and the spaced cover 9 is a damping material 12 is provided, as a damping material 12 a foam 13 serves. Through the foam 13 is the air flow that occurs when the ground vibrates 3 and for pressure equalization between the outside 6 and the inside 7 of the soil 3 cares, muffled. In addition, the penetration of spray water is prevented. The provision of a damping material 12 between ground 3 and cover 9 but is not essential. Noise damping does not necessarily carry the damping material with it.

5 zeigt in der Frontansicht die in 2 dargestellte Ausführungsform des Lüfterrades 1 mitsamt einer Abdeckung 9 im montierten Zustand. Für dieselben Bauteile wurden dieselben Bezugszeichen verwendet, weshalb im übrigen Bezug genommen wird auf die im Zusammenhang mit 2 gemachten Ausführungen. 5 shows in the front view the in 2 illustrated embodiment of the fan wheel 1 including a cover 9 in the assembled state. For the same components, the same reference numerals have been used, otherwise reference is made to those in connection with 2 made statements.

11: Lüfterradfan
22: Lüfterradschaufel, Lüfterschaufelfan impeller blade, fan blade
33: Bodenground
44: rohrförmiger Abschnitttubular section
55: Durchbruchbreakthrough
66: Außenseite des Bodensoutside of the soil
77: Innenseite des Bodensinside of the soil
88th: Antriebswelledrive shaft
99: Abdeckungcover
1010: Lüfterantriebfan drive
1111: Versteifungsrippestiffening rib
1212: dämpfendes Materialsteaming material
1313: Schaumfoam
1414: Element zur Versteifungelement for stiffening
1515: Ringring
1616: Schraubescrew
1717: Außenringouter ring
1818: Längsachselongitudinal axis
nn: LüfterdrehzahlFan speed

Claims

Fan wheel ( 1 ) as part of a fan for cooling a motor vehicle drive, in particular an internal combustion engine, which by means of a fan drive ( 10 ), which has a drive shaft ( 8th ) is rotatable and has a cup-shaped basic shape, comprising - a bottom ( 3 ) for attaching the fan wheel ( 1 ) on the drive shaft ( 8th ), - one on the ground ( 3 ) subsequent tubular section ( 4 ), and - at least two with this tubular portion ( 4 ), outwardly extending fan blades (FIG. 2 ), characterized in that - in the ground ( 3 ) at least one breakthrough ( 5 ) is provided, which a pressure equalization between the outside ( 6 ) of the soil ( 3 ) and the fan drive ( 10 ) facing inside ( 7 ) of the soil ( 3 ).

Fan wheel ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the floor ( 3 ) at least one stiffening rib ( 11 ) having.

Fan wheel ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the at least one stiffening rib ( 11 ) on the inside ( 7 ) of the soil ( 3 ) is arranged.

Fan wheel ( 1 ) according to claim 2 or 3, characterized in that the at least one breakthrough ( 5 ) spaced from the at least one stiffening rib ( 11 ) is arranged.

Fan wheel ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a Au outside ( 6 ) of the soil ( 3 ) spaced cover ( 9 ) is provided.

Fan wheel ( 1 ) according to claim 5, characterized in that between the outside ( 6 ) of the soil ( 3 ) and the cover ( 9 ) a damping material ( 12 ) is provided.

Fan wheel ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the damping material ( 12 ) a foam ( 13 ).

Fan wheel ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that on the tubular portion ( 4 ) at least one element for stiffening ( 14 ) is provided.

Fan wheel ( 1 ) according to claim 8, characterized in that the at least one element for stiffening ( 14 ) a ring ( 15 ) located at the bottom ( 3 ) facing away from the open side of the tubular portion ( 4 ) is arranged.

Fan wheel ( 1 ) according to claim 8 or 9, characterized in that the at least one element for stiffening ( 14 ) is essentially made of a lightweight material.