DE102007056493B3 - Lüfterrad - Google Patents

Lüfterrad Download PDF

Info

Publication number
DE102007056493B3
DE102007056493B3 DE200710056493 DE102007056493A DE102007056493B3 DE 102007056493 B3 DE102007056493 B3 DE 102007056493B3 DE 200710056493 DE200710056493 DE 200710056493 DE 102007056493 A DE102007056493 A DE 102007056493A DE 102007056493 B3 DE102007056493 B3 DE 102007056493B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
fan
working medium
wheel
working
space
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.)
Expired - Fee Related
Application number
DE200710056493
Other languages
English (en)
Inventor
Kai Kamossa
Markus Dr. Kley
Werner Adams
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.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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 Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Priority to DE200710056493 priority Critical patent/DE102007056493B3/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102007056493B3 publication Critical patent/DE102007056493B3/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/02Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air
    • F01P7/04Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by varying pump speed, e.g. by changing pump-drive gear ratio
    • F01P7/044Controlling of coolant flow the coolant being cooling-air by varying pump speed, e.g. by changing pump-drive gear ratio using hydraulic drives
    • 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
    • F01P5/04Pump-driving arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Lüfterrad, insbesondere für ein Fahrzeugkühlsystem, - mit einer Lüfterradnabe und einer Vielzahl von an der Lüfterradnabe angeschlossenen Lüfterschaufeln; - mit einer Antriebswelle, um das Lüfterrad in eine Drehbewegung zu versetzen; - mit einer hydrodynamischen Kupplung, die in der oder an der Lüfterradnabe angeordnet ist und ein Pumpenrad aufweist, das mit der Antriebswelle in einer Triebverbindung steht oder unmittelbar an diese angeschlossen ist sowie ein Turbinenrad aufweist, das mit den Lüfterschaufeln in einer Triebverbindung steht oder unmittelbar an diesen angeschlossen ist; - das Pumpenrad und das Turbinenrad bilden einen torusförmigen Arbeitsraum, der mit einem Arbeitsmedium befüllt oder befüllbar ist, um Antriebsleistung hydrodynamisch vom Pumpenrad auf das Turbinenrad zu übertragen. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass - radial außerhalb des Arbeitsraumes in der Lüfterradnabe und/oder den Lüfterschaufeln Kühlkanäle für das Arbeitsmedium vorgesehen sind, die Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum und in den Arbeitsraum in einem Kreislauf führen, um Wärme aus dem Arbeitsmedium in der Lüfterradnabe und/oder den Lüfterschaufeln über deren Oberfläche konvektiv abzuleiten.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lüfterrad, insbesondere für ein Kraftfahrzeug beziehungsweise ein Kraftfahrzeugkühlsystem, das über eine hydrodynamische Kupplung angetrieben wird, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
  • Die Form eines Lüfters beziehungsweise eines Lüfterrades zum Kühlen des Motors eines LKWs wird in dem Gebrauchsmuster DE 299 03 619 U1 beschrieben. Bei der dort gezeigten Ausführungsform weist das Lüfterrad einen im Wesentlichen zylindrischen Innenring auf, von welchem aus die Lüfterschaufeln radial nach außen hervorstehen. Üblicherweise werden solche Lüfterräder aus Kunststoff hergestellt, wobei auch die radial äußeren Enden durch einen Ring miteinander verbunden sein können.
  • Ein solches Lüfterrad wird über eine Antriebswelle mit dem zu kühlenden Motor verbunden. Mittels des rotierenden Lüfters wird Kühlluft dem Motor und in der Regel einem zwischengeschalteten Wasserkühler zugeführt. Die Ankopplung des Lüfters an den Motor erfolgt in der Regel über eine Viskokupplung, die radial innerhalb der Nabe angeordnet ist. Der Anschluss der Viskokupplung, genauer des Sekundärrades derselben, erfolgt über eine Metallplatte im Nabeninneren des Lüfterrades.
  • Das Dokument DE 10 2004 008 861 A1 beschreibt ebenfalls ein über eine Viskokupplung angetriebenes Lüfterrad. Auch hier erfolgt der Anschluss der Viskokupplung an das Lüfterrad über eine Metallplatte, die als Befestigungsring ausgeführt ist. Dabei kann der Metallring kunststoffummantelt ausgeführt sein, wobei die Kunststoffummantelung insbesondere aus demselben Material wie die Lüfterschaufeln hergestellt ist.
  • Die Viskokupplungen, die dem Antrieb der herkömmlichen Lüfterräder dienen, werden aus Metall ausgeführt. Viskokupplungen sind dabei dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Primärrad und ein Sekundärrad aufweisen, zwischen welchen ein viskoses Fluid angeordnet ist, das mit dem Primärrad in Umfangsrichtung beschleunigt wird. Über eine Flüssigkeitsreibung des Fluids wird Drehmoment beziehungsweise Antriebsleistung vom Primärrad auf das Sekundärrad übertragen. Viskokupplungen werden daher auch als Flüssigkeitsreibkupplungen bezeichnet. Zur optimalen Leistungsübertragung weisen Viskokupplungen in der Regel ineinander eingreifende Lamellen auf, welche in einem Axialschnitt durch die Viskokupplung betrachtet einen mäanderförmigen fluidgefüllten Spalt miteinander ausbilden.
  • Sowohl in den Viskokupplungen als auch in hydrodynamischen Kupplungen zum Antrieb des Lüfterrads entsteht Wärme, die nach außen an die Umgebung abgeführt werden muss, um einen Schaden an dem Arbeitsmedium der Kupplung, an Bauteilen der Kupplung oder angrenzenden Bauteilen, beispielsweise den vorgesehenen Lagern, zu vermeiden. Dies erfolgt herkömmlich über Konvektion auf der Außenseite des Lüfterrads. Beispielsweise kann die Kupplungsschale mit Kühlrippen versehen sein, so dass die Wärme aus dem Kupplungsinneren beziehungsweise dem Arbeitsmedium über das Kupplungsgehäuse in die Kühlrippen geleitet wird und dort konvektiv an die Umgebung abgegeben wird.
  • Im längeren Betrieb der Kupplung in einem flüssigkeitsreibenden Zustand tritt trotz dieser Maßnahmen immer noch eine unerwünscht hohe Temperatur auf, die entsprechend warmfeste Werkstoffe, die vergleichsweise teuer sind, im Kupplungsbereich erfordert. Insbesondere bei vergleichsweise großen Lüfterrädern, beispielsweise für Lkw-Motoren, die entsprechend leistungsfähige Kupplungen erfordern, um ein großes Drehmoment zu übertragen, stellt diese Wärmeentwicklung heutzutage immer noch ein Problem dar.
  • Das Dokument DE 36 35 627 A1 beschreibt ein Lüfterrad mit einer in die Lüfterradnabe integrierten Viskokupplung.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lüfterrad, insbesondere für ein Kraftfahrzeug- beziehungsweise ein Kraftfahrzeugkühlsystem anzugeben, das über eine hydrodynamische Kupplung angetrieben wird, wobei die Kühlung des Arbeitsmediums der hydrodynamischen Kupplung, mittels welchem Drehmoment beziehungsweise Drehleistung vom Pumpenrad auf das Turbinenrad übertragen wird, effektiver ist als bisher.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Lüfterrad mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte und besonders zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
  • Das erfindungsgemäße Lüfterrad weist eine Lüfterradnabe und eine Vielzahl von an der Lüfterradnabe angeschlossenen Lüfterschaufeln auf. Ferner ist eine Antriebswelle vorgesehen, um das Lüfterrad in eine Drehbewegung zu versetzen, so dass es um eine Drehachse umläuft. Dabei wird die Antriebsleistung beziehungsweise das Drehmoment, die/das auf das Lüfterrad aufgebracht wird, über eine hydrodynamische Kupplung übertragen, die in der oder an der Lüfterradnabe angeordnet ist.
  • Die hydrodynamische Kupplung weist, wie dem Fachmann bekannt ist, ein Pumpenrad und ein Turbinenrad auf, die miteinander einen torusförmigen Arbeitsraum ausbilden, der mit einem Arbeitsmedium befüllt oder befüllbar ist, um das Drehmoment beziehungsweise die Drehleistung mittels einem Arbeitsmediumkreislauf im Arbeitsraum hydrodynamisch vom Pumpenrad auf das Turbinenrad zu übertragen. Wenn sich das Pumpenrad und das Turbinenrad in Axialrichtung gegenüberstehen, wobei die Drehachse der hydrodynamischen Kupplung insbesondere mit jener des Lüfterrads zusammenfällt, wird das Arbeitsmedium im Pumpenrad radial nach außen beschleunigt, tritt radial außen in das Turbinenrad ein, wird in diesem wieder radial nach innen verzögert und tritt radial innen wieder in das Pumpenrad ein.
  • Das Pumpenrad steht in einer Triebverbindung mit der Antriebswelle oder ist direkt beziehungsweise unmittelbar an der Antriebswelle angeschlossen. Das Turbinenrad steht in einer Triebverbindung mit der Lüfterradnabe oder ist unmittelbar an dieser angeschlossen. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Lüfterradnabe und/oder die Lüfterschaufeln auch einstückig mit dem Turbinenrad ausgeführt.
  • Um nun das Arbeitsmedium der hydrodynamischen Kupplung im Vergleich zu den im Stand der Technik bekannten Ausführungsformen besser zu kühlen, wird das im Arbeitsraum der hydrodynamischen Kupplung durch Reibung erwärmte Arbeitsmedium radial nach außen aus dem Arbeitsraum herausgeleitet und durch die Lüfterradnabe und/oder die Lüfterschaufeln geführt, um dort auf der Außenseite der Lüfterradnabe beziehungsweise der Lüfterschaufeln auf entsprechend vergleichsweise größeren Durchmesser durch Konvektion gekühlt zu werden. Hier steht eine größere Konvektionsfläche als im radial inneren Bereich zur Verfügung. Ein weiterer Vorteil, weshalb diese konvektive Kühlung vergleichsweise besser ist, ist die größere Geschwindigkeit, mit welchem der entsprechende Bereich, an dem Konvektion auftritt, wegen des größeren Durchmessers umläuft.
  • Um das Arbeitsmedium radial nach außen aus dem Arbeitsraum herauszuführen, sind in der Lüfterradnabe und/oder den Lüfterschaufeln Kühlkanäle für das Arbeitsmedium vorgesehen, die mit dem Arbeitsraum derart verbunden sind, dass das Arbeitsmedium in einem Kreislauf durch diese Kühlkanäle transportiert wird. Die Kühlkanäle selbst können dabei gemäß einer Ausführungsform der Erfindung einen Nebenraum für das Arbeitsmedium ausbilden oder das Arbeitsmedium in einen entsprechenden Nebenraum leiten, der wenigstens teilweise oder vollständig radial außerhalb des Arbeitsraums angeordnet ist. Ein solcher Nebenraum dient dazu, bei einer Entleerung oder Teilentleerung des Arbeitsraums das aus dem Arbeitsraum ausgetragene Arbeitsmedium zu sammeln beziehungsweise zu speichern, bis es wieder für eine vollständige oder größere Befüllung des Arbeitsraums aus dem Nebenraum in den Arbeitsraum geleitet wird.
  • Eine Positionierung radial außerhalb des Arbeitsraums umfasst dabei eine Anordnung des Nebenraums axial neben dem Arbeitsraum, jedoch auf einem größeren Durchmesser. Auch eine Positionierung des Nebenraums auf demselben axialen Bereich radial außerhalb des Arbeitsraums ist umfasst. Je nach Größe des Nebenraums kann sich dieser natürlich auch in einem Bereich radial außerhalb des Arbeitsraums, auf demselben axialen Abschnitt und darüber hinaus in Axialrichtung sowie gegebenenfalls auch dann radial nach innen axial neben den Arbeitsraum erstrecken.
  • Bei einer Positionierung des Nebenraums unmittelbar radial außerhalb des Arbeitsraums, das heißt auf demselben axialen Abschnitt, ergibt sich neben der besseren konvektiven Kühlung des Arbeitsmediums im Nebenraum, aufgrund der Positionierung auf einem größeren Durchmesser, wodurch der äußere „konvektive" Bereich mit einer größeren Geschwindigkeit umläuft, eine mögliche Verkürzung des notwendigen axialen Bauraums für die hydrodynamische Kupplung beziehungsweise den zugeordneten Nebenraum in der Lüfternabe.
  • Die Anordnung von Kühlkanälen oder dem Nebenraum radial außerhalb des Arbeitsraums, jedoch noch innerhalb der Lüfterradnabe, ist besonders leicht ausführbar, wenn das Lüfterrad als Axial-Radial-Lüfter oder als Radial-Axial-Lüfter ausgeführt ist. Bei einem Axial-Radial-Lüfter strömt die vom Lüfterrad geförderte Luft in Axialrichtung in das Lüfterrad ein und strömt in Radialrichtung vom Lüfterrad ab. Bei einem Radial-Axial-Lüfter strömt die vom Lüfterrad geförderte Luft radial von außen nach innen in das Lüfterrad ein und strömt in Axialrichtung ab. Somit sind die Strömungsprofile der Lüfterschaufeln in Radialrichtung gesehen an einem axialen Ende kürzer als an dem anderen axialen Ende. Der innere Durchmesser der Strömungsprofile der Lüfterradschaufeln und die Lüfterradnabe erweitern sich mithin in Axialrichtung des Lüfterrads. In dem erweiterten Bereich kann dann der Nebenraum radial innerhalb der Strömungsprofile des Lüfterrads in der Lüfterradnabe angeordnet sein.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist die Lüfterradnabe in einem Axialschnitt durch das Lüfterrad gesehen einen topfförmigen Querschnitt auf, der durch einen Grundkörper und einen Deckelkörper gebildet wird. Der Grundkörper und der Deckelkörper umschließen demnach einen Hohlraum, welcher sich insbesondere in Axialrichtung des Lüfterrads hinsichtlich seines äußeren Durchmessers vergrößert. Dieser Hohlraum kann den Nebenraum ausbilden, wobei innerhalb des Hohlraums zusätzlich der Arbeitsraum, insbesondere vom übrigen Hohlraum getrennt durch die Pumpenradschale und die Turbinenradschale angeordnet ist.
  • Wenn der Nebenraum radial außerhalb (wenigstens teilweise radial außerhalb) des Arbeitsraums angeordnet ist, kann eine Fördereinrichtung vorgesehen sein, um das Arbeitsmedium, insbesondere wahlweise, entgegen der Fliehkraft radial nach innen und in den Arbeitsraum zu fördern. Die Fördereinrichtung kann beispielsweise ein Schöpfrohr oder eine Schöpfscheibe aufweisen oder daraus bestehen. Ein solches Schöpfrohr weist eine rohrförmige Gestalt auf, in der Regel mit einem gebogenen radial äußeren Bereich, um eine Mündung auszubilden, deren Mündungsfläche in einer Ebene in einem Längsschnitt durch die Drehachse verläuft, so dass die Mündung der Umfangsrichtung frontal entgegensteht. Eine Schöpfscheibe hat dieselbe Funktion wie ein Schöpfrohr, ist jedoch über dem Umfang, zumindest radial innerhalb der Mündung, geschlossen aufgeführt, um einen Staudruck, der einem Umlaufen der Schöpfscheibe relativ zum Arbeitsmedium im Arbeitsraum beziehungsweise Nebenraum entgegensteht, zu minimieren. Sowohl beim Schöpfrohr als auch bei der Schöpfscheibe wird durch eine Differenzdrehzahl gegenüber dem im Nebenraum befindlichen Arbeitsmedium vor der Mündung ein Staudruck aufgebaut, mittels welchem das Arbeitsmedium aus dem Nebenraum radial nach innen durch das Schöpfrohr beziehungsweise durch die Schöpfscheibe und in den Arbeitsraum gefördert wird.
  • Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert werden.
  • Es zeigen:
  • 1 eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform mit in den Lüfterschaufeln eingebrachten Kühlkanälen für das Arbeitsmedium der hydrodynamischen Kupplung;
  • 2 eine alternativ gestaltete Ausführungsform mit einem Nebenraum für Arbeitsmedium radial außerhalb des Arbeitsraums innerhalb der Lüfterradnabe.
  • In der 1 ist schematisch ein Axialschnitt durch ein erfindungsgemäßes Lüfterrad mit einer Lüfterradnabe 1 und einer Vielzahl von Lüfterradschaufeln 2 (nur eine ist gezeigt) dargestellt. Das Lüfterrad wird über eine Antriebswelle 3 angetrieben, welches das Pumpenrad 4.1 einer hydrodynamischen Kupplung 4 trägt. Das Pumpenrad 4.1 steht einem Turbinenrad 4.2 axial gegenüber, um das Turbinenrad 4.2 mittels einem Arbeitsmediumkreislauf im Arbeitsraum 4.3 der hydrodynamischen Kupplung 4 anzutreiben.
  • Aus dem Arbeitsraum 4.3 wird Arbeitsmedium in Kühlkanäle 5 innerhalb von Lüfterschaufeln 2 abgeleitet und anschließend dem Arbeitsraum 4.3 wieder zugeleitet. In den Lüfterschaufeln 2 wird das durch die Kühlkanäle 5 strömende Arbeitsmedium gekühlt.
  • Selbstverständlich ist es möglich, mehrere Kühlkanäle 5 oder je einen Kühlkanal 5 in jeder Lüfterschaufel 2 vorzusehen. Alternativ können nur ein Teil der Lüfterschaufeln mit einem oder mehreren Kühlkanälen 5 versehen sein.
  • Die Kühlkanäle 5 können beispielsweise beim Herstellen der Lüfterschaufeln 2 in diese eingegossen werden. Wenn dies gewünscht ist, können die Lüfterschaufeln 2 aus einem gut wärmeleitenden Material ausgeführt sein oder mit einer gut wärmeleitenden Füllung versehen sein, um die Wärme möglichst großvolumig in den Lüfterschaufeln durch Wärmeleitung zu verteilen und anschließend über eine große oder nahezu die gesamte Oberfläche der Lüfterschaufeln 2 abzuführen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Lüfterschaufeln 2 als Hohlprofile ausgeführt, wobei die Kühlkanäle 5 entlang der Wände oder im Hohlraum verlaufen. Im letzteren Fall würde zunächst die Luft in den Hohlprofilen 5 durch die Wärme des Arbeitsmediums, welches durch die Kühlkanäle 5 strömt, aufgeheizt, bevor die Wärme konvektiv auf der Außenseite der Lüfterschaufeln 2 abgeführt wird.
  • Vorliegend ist der Abgriff für Arbeitsmedium, das in die Kühlkanäle 5 strömt, im Bereich des Trennspaltes zwischen Pumpenrad 4.1 und Turbinenrad 4.2 im radial äußeren Bereich desselben vorgesehen. Das Arbeitsmedium wird dem Arbeitsraum 4.3 wieder an einem Ort mit geringem statischem Druck, nämlich im Zentrum des sich im Arbeitsraum 4.3 einstellenden Arbeitsmediumkreislaufes, eingeleitet.
  • Bei der gezeigten Ausführung sind die Kühlkanäle am Turbinenrad 4.2 angeschlossen und laufen mit derselben Drehzahl wie das Turbinenrad 4.2 um. Selbstverständlich könnten die Kühlkanäle 5 auch am Pumpenrad 4.1 angeschlossen sein.
  • Der Auslass oder mehrere Auslässe für Arbeitsmedium für den oder die Kühlkanäle 5 kann/können zusätzlich zu einem Arbeitsmediumauslass zur wahlweisen Entleerung der hydrodynamischen Kupplung vorgesehen sein. Entsprechend kann neben dem Einlass für Arbeitsmedium aus den Kühlkanälen 5 ein Arbeitsmediumeinlass für Arbeitsmedium im Arbeitsraum 4.3 mündend angeordnet sein, durch welchen zum Befüllen oder stärkeren Befüllen des Arbeitsraums 4.3 Arbeitsmedium eingeleitet wird. Obwohl dies nicht dargestellt ist, kann ein Nebenraum für Arbeitsmedium vorgesehen sein, welcher das Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum 4.3 aufnimmt, wenn der Arbeitsraum 4.3 vollständig oder teilweise entleert wird. Alternativ kann die hydrodynamische Kupplung 4 mit einem externen Arbeitsmediumkreislauf versehen sein, das heißt, das Arbeitsmedium wird durch einen Kreislauf außerhalb des Lüfterrades geleitet.
  • Gemäß der in der 2 dargestellten Ausführungsform ist in der Lüfterradnabe 1 ein Hohlraum 7 ausgeführt, der durch einen Grundkörper 1.1 der Lüfterradnabe 1 und einen darauf aufgesetzten Deckelkörper 1.2 umschlossen wird. Der Hohlraum 7 bildet einen Nebenraum 6 für Arbeitsmedium der hydrodynamischen Kupplung 4, welcher jenes Arbeitsmedium aufnimmt, das aus dem Arbeitsraum 4.3 entleert wurde, wenn die hydrodynamische Kupplung 4 in einen teilgefüllten Zustand oder entleerten Zustand verbracht worden ist. Im Nebenraum 6 wird das Arbeitsmedium zugleich konvektiv gekühlt, wobei die Kühlwirkung zum einen dadurch besonders effektiv ist, dass sich das Arbeitsmedium im Nebenraum 6 auf einem vergleichsweise großen Durchmesser befindet und somit mit einer vergleichsweise großen Umfangsgeschwindigkeit umläuft, und zum anderen der Grundkörper 1.1 auf seinem äußeren Umfang von Luft überstrichen wird, die in Axialrichtung beziehungsweise im Wesentlichen in Axialrichtung in das Lüfterrad eintritt beziehungsweise durch den Zwischenraum zwischen den Lüfterradschaufeln 2 hindurchtritt. Aufgrund der Umlenkung der Luft im Bereich der Lüfterschaufeln 2 radial nach außen, da das Lüfterrad, wie durch die Pfeile dargestellt als Axial-Radial-Lüfterrad ausgeführt ist, wobei die Abströmung nicht nur radial, sondern ergänzend auch axial erfolgen kann, kann die Lüfterradnabe 1 mit ihrem Hohlraum 7, wie dargestellt, derart ausgeführt sein, dass sie sich in Axialrichtung zu einem größeren Durchmesser hin erweitert. Somit steht ein besonders großes Volumen für den Nebenraum 6 zur Verfügung.
  • Abweichend von der gezeigten Darstellung kann die hydrodynamische Kupplung 4 auch radial weiter außen im Hohlraum 7 der Lüfterradnabe 1 angeordnet sein, so dass das Turbinenrad 4.2 nahezu oder vollständig am radial äußeren Gehäuse des Grundkörpers 1.1 angrenzt. Aufgrund der radialen Erweiterung im Axialrichtungsverlauf des Hohlraums 7 steht auch dann immer noch ein ausreichender Aufnahmeraum zur Ausbildung eines Nebenraums 6 radial außerhalb des Arbeitsraumes 4.3 zur Verfügung.
  • Um das Arbeitsmedium aus dem Nebenraum 6 zurück in den Arbeitsraum 4.3 zu fördern, ist ein Schöpfrohr 8 am Pumpenrad 4.1 angeschlossen, welches aufgrund eines Staudruckes im Bereich der Mündung des Schöpfrohres 8 Arbeitsmedium zurück in den Arbeitsraum 4.3 entgegen der Fliehkraft fördert. Das Arbeitsmedium im Nebenraum 6 läuft mit der Geschwindigkeit des Turbinenrads 4.2 beziehungsweise des Grundkörpers 1.1 und des Deckelkörpers 1.2 um, wohingegen das Schöpfrohr 8 mit der Geschwindigkeit des Pumpenrads 4.1 und somit vergleichsweise schneller umläuft. Diese Drehzahldifferenz bewirkt den zum Fördern im Schöpfrohr 8 gewünschten Staudruck.
  • Alternativ von der gezeigten Darstellung könnte das Schöpfrohr 8 auch als Schöpfscheibe ausgeführt sein, um unerwünschte Staudruckverluste radial innerhalb der Einlassöffnung beziehungsweise Mündung des Schöpfrohrs 8 zu vermeiden.
  • Wie man aus der schematischen Darstellung der 2 entnehmen kann, kann die Lüfterradnabe 1 vergleichsweise einfach gestaltet sein. Insbesondere ist der Grundkörper 1.1 topfförmig gestaltet und der Deckelkörper 1.2 in Form einer Scheibe, der axial auf den Grundkörper 1.1, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Dichtung, aufgesetzt wird.

Claims (8)

  1. Lüfterrad, insbesondere für ein Fahrzeugkühlsystem, – mit einer Lüfterradnabe (1) und einer Vielzahl von an der Lüfterradnabe (1) angeschlossenen Lüfterschaufeln (2); – mit einer Antriebswelle (3), um das Lüfterrad in eine Drehbewegung zu versetzen; – mit einer hydrodynamischen Kupplung (4), die in der oder an der Lüfterradnabe (1) angeordnet ist und ein Pumpenrad (4.1) aufweist, das mit der Antriebswelle (3) in einer Triebverbindung steht oder unmittelbar an diese angeschlossen ist sowie ein Turbinenrad (4.2) aufweist, das mit den Lüfterschaufeln (2) in einer Triebverbindung steht oder unmittelbar an diesen angeschlossen ist; – das Pumpenrad (4.1) und das Turbinenrad (4.2) bilden einen torusförmigen Arbeitsraum (4.3), der mit einem Arbeitsmedium befüllt oder befüllbar ist, um Antriebsleistung hydrodynamisch vom Pumpenrad (4.1) auf das Turbinenrad (4.2) zu übertragen; dadurch gekennzeichnet, dass radial außerhalb des Arbeitsraumes (4.3) in den Lüfterschaufeln (2) Kühlkanäle (5) für das Arbeitsmedium vorgesehen sind, die Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum (4.3) und in den Arbeitsraum (4.3) in einem Kreislauf führen, um Wärme aus dem Arbeitsmedium in den Lüfterschaufeln (2) über deren Oberfläche konvektiv abzuleiten.
  2. Lüfterrad gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Lüfterradnabe (1) und/oder den Lüfterschaufeln (2) ein wenigstens teilweise radial außerhalb des Arbeitsraumes (4.3) angeordneter Nebenraum (6) für Arbeitsmedium vorgesehen ist, welcher aus dem Arbeitsraum (4.3) bei einer Entleerung oder Teilentleerung ausgetragenes Arbeitsmedium sammelt.
  3. Lüfterrad gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad als Axial-Radial-Lüfter oder als Radial-Axial-Lüfter ausgeführt ist, sich die Lüfterradnabe (1) über der Drehachse des Lüfterrades in Radialrichtung erweitert, und der Nebenraum (6) im radial erweiterten Bereich der Lüfterradnabe (1) angeordnet ist.
  4. Lüfterrad gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfterradnabe (1) in einem Axialschnitt durch das Lüfterrad topfförmig mit einem Grundkörper (1.1) und einem Deckelkörper (1.2) ausgeführt ist, welche gemeinsam einen Hohlraum (7) umschließen, und in dem Hohlraum (7) der Arbeitsraum (4.3) der hydrodynamischen Kupplung (4) angeordnet ist, wobei dieser vom übrigen Bereich des Hohlraumes (7) durch Schalen des Pumpenrads (4.1) und des Turbinenrads (4.2) abgetrennt ist, und der Hohlraum (7) ferner den Nebenraum (6) ausbildet.
  5. Lüfterrad gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Turbinenrad (4.2) einteilig aus demselben Material mit den Lüfterschaufeln (2) hergestellt ist.
  6. Lüfterrad gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Nebenraum (6) und dem Arbeitsraum (4.3) eine Fördereinrichtung vorgesehen ist, um Arbeitsmedium aus dem Nebenraum (6) entgegen der Fliehkraft radial nach innen in den Arbeitsraum (4.3) zu fördern.
  7. Lüfterrad gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung ein Schöpfrohr (8) oder eine Schöpfscheibe aufweist oder daraus besteht, das/die wenigstens wahlweise mit einer Differenzdrehzahl gegenüber dem Arbeitsmedium im Nebenraum (6) antreibbar ist, und im radial äußeren Bereich eine Einlassöffnung aufweist, um mittels einem durch die Differenzdrehzahl vor der Einlassöffnung aufgebauten Staudruck das Arbeitsmedium aus dem Nebenraum (6) radial nach innen zu fördern.
  8. Lüfterrad gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckelkörper (1.2) scheibenförmig oder im Wesentlichen scheibenförmig und insbesondere rotationssymmetrisch zur Drehachse ausgeführt ist.
DE200710056493 2007-11-22 2007-11-22 Lüfterrad Expired - Fee Related DE102007056493B3 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710056493 DE102007056493B3 (de) 2007-11-22 2007-11-22 Lüfterrad

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710056493 DE102007056493B3 (de) 2007-11-22 2007-11-22 Lüfterrad

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102007056493B3 true DE102007056493B3 (de) 2009-06-04

Family

ID=40586144

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200710056493 Expired - Fee Related DE102007056493B3 (de) 2007-11-22 2007-11-22 Lüfterrad

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102007056493B3 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU215238U1 (ru) * 2022-06-23 2022-12-05 Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Военный Университет Имени Князя Александра Невского" Министерства Обороны Российской Федерации Водяной насос системы охлаждения силовой установки танка с гидравлическим приводом

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3635627A1 (de) * 1985-10-21 1987-04-23 Eaton Corp Fluidkupplungsvorrichtung
DE29903619U1 (de) * 1999-03-01 1999-05-20 Alu Kunststoff Technik Fuer Au Lüfter für einen Motor, insbesondere einen LKW-Motor
DE10315402A1 (de) * 2003-04-04 2004-11-04 Voith Turbo Gmbh & Co. Kg Antriebsanlage und Verfahren zur Optimierung der Energiebereitstellung für ein Kühlsystem einer Antriebsanlage
DE102004008861A1 (de) * 2004-02-20 2005-09-08 Behr Gmbh & Co. Kg Flüssigkeitsreibkupplung für einen Kraftfahrzeuglüfter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3635627A1 (de) * 1985-10-21 1987-04-23 Eaton Corp Fluidkupplungsvorrichtung
DE29903619U1 (de) * 1999-03-01 1999-05-20 Alu Kunststoff Technik Fuer Au Lüfter für einen Motor, insbesondere einen LKW-Motor
DE10315402A1 (de) * 2003-04-04 2004-11-04 Voith Turbo Gmbh & Co. Kg Antriebsanlage und Verfahren zur Optimierung der Energiebereitstellung für ein Kühlsystem einer Antriebsanlage
DE102004008861A1 (de) * 2004-02-20 2005-09-08 Behr Gmbh & Co. Kg Flüssigkeitsreibkupplung für einen Kraftfahrzeuglüfter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU215238U1 (ru) * 2022-06-23 2022-12-05 Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Военный Университет Имени Князя Александра Невского" Министерства Обороны Российской Федерации Водяной насос системы охлаждения силовой установки танка с гидравлическим приводом

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2006564B1 (de) Hydrodynamische Maschine
EP2379384B1 (de) Fahrzeugkühlkreislauf mit einem retarder oder einer hydrodynamischen kupplung
DE4445024A1 (de) Antriebseinheit
DE102006021331A1 (de) Hydrodynamische Maschine
DE102006023289A1 (de) Kopplungsanordnung
DE1140595B (de) Fuellungsgeregelte Stroemungskupplung, vorzugsweise fuer den Antrieb eines Bremsluft-kompressors in einem Schienenfahrzeug
EP1364133B1 (de) Vollgefüllte nasslaufkupplung mit hydrodynamischer kühlung
EP2993094B1 (de) Hydrodynamischer retarder
EP0688090B1 (de) Kühlsystem für einen Motor
EP2470404B1 (de) Hydrodynamische maschine, insbesondere hydrodynamischer retarder
DE60118931T2 (de) Hydrodynamische bremse
EP2429869B1 (de) Verfahren zum umrüsten oder herstellen eines antriebsstranges und hydrodynamischer retarder
DE102007056493B3 (de) Lüfterrad
WO2014170113A1 (de) Retarder mit leerlaufpumpe
DE102006011987A1 (de) Antriebsstrang mit einem Turboverbundsystem
DE3435659C2 (de) Hydrodynamische Regelkupplung
EP3349911B1 (de) Kühlvorrichtung für einen antrieb einer vollmantel-schneckenzentrifuge
DE102010004835A1 (de) Hydrodynamische Maschine und Verfahren zur Minimierung der Schleppleistung einer solchen
EP1456551B1 (de) Hydrodynamische baueinheit
DE102006031148B3 (de) Befüllbare hydrodynamische Kupplung
DE102004001047B4 (de) Hydrodynamische Maschine
EP3019763B1 (de) Hydrodynamische maschine, insbesondere hydrodynamische kupplung
DE102007056492B3 (de) Lüfterrad
DE19909293B4 (de) Hydrodynamische Kopplungseinrichtung zur drehmomentmäßigen Kopplung zweier Baugruppen
DE102017112581A1 (de) Hydrodynamische Kupplung

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee