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Die
Erfindung betrifft einen Axiallüfter und ein Flügelrad
eines Axiallüfters.
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Bei
Kühlerlüftern für Kraftfahrzeuge ist
nicht nur deren Wirkungsgrad, sondern auch eine verbesserte Akustik
von Bedeutung. Dabei sollte nicht nur der Geräuschpegel
des im Betrieb befindlichen Lüfters, sondern auch der Anteil
der Tonalität möglichst gering sein. Auch können
weitere psychoakustische Anforderungen eine Rolle spielen.
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Die
EP 0 761 982 B1 offenbart
einen Lüfter, der ein Nabe, mehrere erste Flügel,
die sich von der Nabe aus radial nach außen zu einem Flügelstützelement
erstrecken, und mehrere zweite Flügel aufweist, die sich
vom Stützelement aus radial nach außen erstrecken.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein weiteres Flügelrad eines Axiallüfters
anzugeben, das Vorraussetzungen für relativ günstige
akustische Eigenschaften aufweist.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Flügelrad
eines Axiallüfters, aufweisend eine Flügelradnabe,
mehrere in Umfangrichtung an der Flügelradnabe angeordnete
erste Flügelblätter und mehrere in Umfangrichtung
an der Flügelradnabe angeordnete zweite Flügelblätter,
die kürzer als die ersten Flügelblätter
sind.
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Ein
weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Axiallüfter,
aufweisend das erfindungsgemäße Flügelrad,
einen das Flügelrad antreibenden Antrieb und ein eine Einströmkontur
aufweisende Zarge, wobei das Flügelrad in der Einströmkontur
drehbar gelagert ist.
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Das
erfindungsgemäße Flügelrad weist demnach
die ersten und zweiten Flügelblätter auf. Die
ersten Flügelblätter sind länger als
die zweiten Flügelblätter. Somit weisen die ersten
Flügelblätter eine weitere radiale Ausdehnung
auf als die zweiten Flügelblätter. Die ersten
Flügelblätter erstrecken sich insbesondere im
Wesentlichen über die gesamte radiale Ausdehnung des erfindungsgemäßen
Flügelrades. Somit ergeben sich wenigstens zwei Flügelradabschnitte.
Einer der beiden Flügelradabschnitte wird durch die radiale
Ausdehnung der zweiten Flügelradblätter bestimmt.
In diesem Abschnitt sind die zweiten Flügelblätter,
jedoch die ersten Flügelblätter nur teilweise
angeordnet. In diesem Abschnitt erstrecken sich die zweiten Flügelblätter
in ihrer gesamten radialen Ausdehnung, die ersten Flügelblätter
jedoch nur in dem Teil, der von der Flügelradnabe bis zu
dem Teil reicht, der der radialen Ausdehnung der zweiten Flügelblätter
entspricht. Im anderen Flügelradabschnitt sind nur die
ersten Flügelblätter mit ihren Abschnitten angeordnet,
die sich radial weiter von der Flügelradnabe erstrecken
als die zweiten Flügelblätter. Somit sind in dem
die zweiten Flügelradblätter aufweisenden Flügelblattabschnitt
mehr Flügelblätter angeordnet als in dem anderen
Flügelradabschnitt, in dem keine zweiten Flügelradblätter angeordnet
sind. Dadurch ist es möglich, die Geräuschentwicklung
des erfindungsgemäßen Flügelrads zu reduzieren.
Die ersten und zweiten Flügelblätter sind beispielsweise
an der Flügelnabe insbesondere einstückig angeformt.
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Die
ersten und zweiten Flügelblätter des erfindungsgemäßen
Flügelrades können sich abwechseln. Somit befindet
sich jeweils ein zweites Flügelblatt zwischen zwei ersten
Flügelblättern.
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Wenn
gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Flügelrades die ersten Flügelblätter
und/oder die zweiten Flügelblätter asymmetrisch an
der Flügelnabe angeordnet sind, dann kann die Tonalität
des erfindungsgemäßen Flügelrades bzw. des
erfindungsgemäßen Axiallüfters verbessert
werden. Es ist aber auch möglich, dass die ersten Flügelblätter
und/oder die zweiten Flügelblätter symmetrisch
an der Flügelnabe angeordnet sind.
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Das
erfindungsgemäße Flügelrad kann einen
ersten Ring, der die ersten Flügelblätter nach
außen hin begrenzt, und/oder einen zweiten Ring, der die
zweiten Flügelblätter nach außen hin
begrenzt aufweisen. Diese Ringe können die Stabilität
des erfindungsgemäßen erhöhen. Umfasst
das erfindungsgemäße Flügelrad den die
zweiten Flügelblätter nach außen hin
begrenzenden zweiten Ring, dann bildet dieser die Grenze der beiden
Flügelabschnitte. Der sowohl die ersten als auch die zweiten
Flügelblätter aufweisende Flügelabschnitt
erstreckt sich von der Flügelnabe bis zum zweiten Ring.
Der andere Flügelabschnitt befindet sich außerhalb
des zweiten Rings und wird gegebenenfalls vom ersten Ring begrenzt. Der
erste Ring ist z. B. an den von der Flügelradnabe abgewandten
Enden der ersten Flügelblätter insbesondere einstückig
angeformt. Der zweite Ring ist z. B. an den von der Flügelradnabe
abgewandten Enden der zweiten Flügelblätter insbesondere
einstückig angeformt.
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Nach
einer Variante des erfindungsgemäßen Flügelrads
weist dieses an den von der Flügelradnabe abgewandten Enden
der ersten Flügelblätter und/oder der zweiten
Flügelblätter angeordnete eine durch ein Drehen
des Flügelrads verursachte Rückströmung
zumindest teilweise verhindernde Strukturen auf. Die durch ein Drehen
des Flügelrads verursachte Rückströmung
zumindest teilweise verhindernde Strukturen sind z. B. an den relevanten
Flügelblättern angeformt und sind beispielsweise
als so genannte ”Winglets” ausgebildet. Diese
Strukturen können den Geräuschpegel des im Betrieb
befindlichen erfindungsgemäßen Axiallüfters
reduzieren.
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Die
ersten und/oder zweiten Flügelblätter können
in Drehrichtung oder entgegen der Drehrichtung gesichelt sein.
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Gemäß einer
Variante des erfindungsgemäßen Flügelrads
sind die ersten Flügelblätter in einem Bereich,
in dem sich die zweiten Flügelblätter erstrecken,
in dieselbe Richtung wie die zweiten Flügelblätter,
und außerhalb dieses Bereiches in die entgegen gesetzte
Richtung gesichelt. Gemäß dieser Ausführungsform
sind demnach alle Flügelblätter in dem von der
radialen Ausdehnung der zweiten Flügelradblätter
bestimmten Flügelradabschnitt in dieselbe Richtung, die
ersten Flügelradblätter jedoch im anderen Flügelradabschnitt
in die entgegen gesetzte Richtung gesichelt. Dadurch kann die Geräuschentwicklung
des erfindungsgemäßen Axiallüfters verbessert
werden.
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Nach
einer Variante des erfindungsgemäßen Axiallüfters
folgt die axiale Kontur der der Flügelradnabe abgewandten
Enden der ersten Flügelblätter einer Strömungskontur
eines die Einströmkontur begrenzenden Einlassrings. Dies
kann sich positiv auf die Geräuschentwicklung des erfindungsgemäßen Axiallüfters
auswirken.
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Der
erste Ring kann axial mit dem Einlassring eine Labyrinthstruktur
bilden, was sich positiv auf die Geräuschentwicklung des
erfindungsgemäßen Axiallüfters auswirken
kann.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind exemplarisch in den beigefügten schematischen
Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
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1 einen
Axiallüfter mit einem Flügelrad,
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2 das
Flügelrad des Axiallüfters der 1,
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3 und 4 alternative
Flügelräder für den Axiallüfter
der 1.
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Die 1 zeigt
einen Axiallüfter 1, der eine Lüfterzarge 2 mit
einer im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels kreisförmigen
Einströmkontur 3, einen Elektromotor 4 und
ein in der Einströmkontur 3 drehbar angeordnetes
und in der 2 näher dargestelltes
Flügelrad 10 aufweist. Die Einlasskontur 3 ist
von einem Einlassring 7 begrenzt.
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Im
Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist das Flügelrad 10 eine
kreisförmig ausgebildete Nabe 11 auf, die mit
der Welle 5 des Elektromotors 4 gekoppelt ist,
damit der Elektromotor 4 das Flügelrad 10 z.
B. in Richtung eines Pfeils 6 drehen kann.
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Das
Flügelrad 10 weist ferner mehrere, z. B. sechs
am Umfang der Nabe 11 angeordnete und sich weg von der
Nabe 11 erstreckende Flügelblätter 12 auf.
Die Flügelblätter 12 sind beispielsweise
an der Nabe 11 gleichmäßig oder leicht
asymmetrisch angeformt und sind in Richtung des Pfeils 6 gesichelt.
Die Sichelrichtung der Flügelblätter 12 kann
aber auch entgegen der Pfeilrichtung 6 ausgeführt
sein. Es ist auch möglich, dass die Flügelblätter 12 in
radialen Abschnitten in unterschiedlicher Richtung gesichelt sind.
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Die
Flügelblätter 12 sind mit ihren von der Nabe 11 abgewandten
Enden an einem Mantelring 13 angeordnet, indem z. B. der
Mantelring 13 an den Flügelblättern 12 angeformt
ist.
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Das
Flügelrad 10 weist ferner mehrere von der Nabe 11 sich
erstreckende Hilfsflügelblätter 14 auf,
die kürzer als die Flügelblätter 12 sind
und sich demnach nicht bis zum Mantelring 13 erstrecken.
Die Hilfsflügelblätter 14 sind beispielsweise
an der Nabe 11 gleichmäßig oder leicht
asymmetrisch angeformt und sind in Richtung des Pfeils 6 gesichelt.
Die Sichelrichtung der Hilfsflügelblätter 14 kann
aber auch entgegen der Pfeilrichtung 6 ausgeführt
sein. Es ist auch möglich, dass die Hilfsflügelblätter 14 in
radialen Abschnitten in unterschiedlicher Richtung gesichelt sind.
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Es
ist auch möglich, dass die Flügelblätter 12 in
dem Bereich, in dem sich die Hilfsflügelblätter 14 erstrecken,
in dieselbe Richtung gesichelt sind wie die Hilfsflügelblätter 14,
und außerhalb dieses Bereiches in die entgegen gesetzte
Richtung gesichelt sind.
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Im
Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels wechseln sich
Flügelblätter 12 und Hilfsflügelblätter 14 ab,
so dass die Anzahl der Flügelblätter 12 gleich
der Anzahl der Hilfsflügelblätter 14 ist.
Dies ist nicht unbedingt nötig.
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Die
von der Nabe 11 abgewandten Enden der Hilfsflügelblätter 14 können
mit die Rückströmung verhinderten Strukturen,
so genannten Winglets 15, versehen sein.
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Die 3 zeigt
ein weiters Flügelrad 10a, das anstelle des in
der 2 gezeigten Flügelrads 10 für
den Axiallüfter 1 verwendet werden kann. Das in
der 3 gezeigte Flügelrad 10a unterscheidet sich
im Wesentlichen von dem in der 2 gezeigten Flügelrad 10 dadurch,
dass an den von der Nabe 11 abgewandten Enden der Flügelblätter 12 kein
Mantelring 13 angeordnet ist. Dafür ist an den
der Nabe 11 abgewandten Enden der Hilfsflügelblätter 14 ein Ring 16 angeordnet,
indem dieser z. B. an den Hilfsflügelblättern 14 angeformt
ist.
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Die
von der Nabe 11 abgewandten Enden der Flügelblätter 11 können
mit die Rückströmung verhinderten Strukturen (Winglets 15)
versehen sein.
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Die 4 zeigt
ein weiters Flügelrad 10b, das anstelle der in
den 2 und 3 gezeigten Flügelräder 10, 10a für
den Axiallüfter 1 verwendet werden kann. Das in
der 4 gezeigte Flügelrad 10b unterscheidet
sich im Wesentlichen von den in den 2 und 3 gezeigten
Flügelrädern 10, 10a dadurch,
dass sowohl an den von der Nabe 11 abgewandten Enden der
Flügelblätter 12 der Mantelring 13 als
auch an den der Nabe 11 abgewandten Enden der Hilfsflügelblätter 14 der
Ring 16 angeordnet ist.
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Es
sind aber auch Ausführungsformen ohne Mantelring 13 und
Ring 16 möglich.
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- 1
- Axiallüfter
- 2
- Lüfterzarge
- 3
- Einströmkontur
- 4
- Elektromotor
- 5
- Welle
- 6
- Pfeil
- 7
- Einlassring
- 10,
10a, 10b
- Flügelrad
- 11
- Nabe
- 12
- Flügelblätter
- 13
- Mantelring
- 14
- Hilfsflügelblätter
- 15
- Winglets
- 16
- Ring
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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