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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
sich bis zu einem ersten Radius erstreckende erste Flügelblätter
und mehrere von dem ersten Radius bis zu einem zweiten Radius sich
erstreckende zweite Flügelblätter, wobei der erste
Radius kleiner als der zweite Radius ist und die ersten Flügelblätter
in einer ersten Richtung gesichelt und die zweiten Flügelblätter
in einer von der ersten Richtung entgegen gesetzten zweiten Richtung
gesichelt 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 erstrecken sich von der Flügelradnabe
bis zum ersten Radius und sind in einer Richtung gesichelt. Die
ersten Flügelblätter bilden somit einen ersten
(inneren) Flügelradabschnitt. Die zweiten Flügelblätter
erstrecken sich vom ersten Radius bis zum zweiten Radius, sind entgegen
gesetzt zu den ersten Flügelblätter gesichelt
und bilden demnach einen zweiten (äußeren) Flügelradabschnitt. Die
unterschiedlichen Sichelrichtungen der beiden Flügelradabschnitte
wirken sich Geräusch mindernd auf den erfindungsgemäßen
Axiallüfter aus.
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Wenn
nach einer Variante des erfindungsgemäßen Flügelrads
die ersten Flügelblätter asymmetrisch an der Flügelradnabe
und/oder die zweiten Flügelblätter asymmetrisch
angeordnet sind, kann sich das positiv auf die Tonalität
des erfindungsgemäßen Axiallüfters auswirken.
Es ist aber auch möglich, dass die ersten Flügelblätter
und/oder die zweiten Flügelblätter symmetrisch
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. Die Ringe können die Stabilität
des erfindungsgemäßen Flügelrads erhöhen.
Der erste Flügelradabschnitt befindet sich somit innerhalb
des ersten Ringes. Der zweite Flügelradabschnitt erstreckt sich
vom ersten Ring bis zum zweiten Ring. 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. Die zweiten Flügelblätter
können sich vom ersten Ring in radialer Rich tung nach außen
hin erstrecken, indem z. B. die der Flügelradnabe zugewandten
Enden der zweiten Flügelräder am ersten Ring insbesondere
einstückig angeformt sind.
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Nach
einer Ausführungsform 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
Anzahl der ersten Flügelblätter kann größer
als die Anzahl der zweiten Flügelblätter sein.
Aufgrund der geringeren Flügelblattanzahl im äußeren Flügelradbereich
gemäß dieser Variante wird die Durchströmfläche
der Luft vergrößert und eine Verblockung bei maximaler
Fahrt verringert. Dadurch kann z. B. die Anzahl eventuell notwendiger
Staudruckklappen in der Zarge des erfindungsgemäßen Axiallüfters
verringert werden oder ganz entfallen. Außerdem ist es
möglich, eine Breitendifferenz und eine Veränderung
der Steigung der Flügelblätter geringer zu wählen
als bei einem konventionellen, nur erste Flügelblätter
aufweisenden Flügelrads. Auch eine Verringerung der axialen
Ausdehnung in der Nähe der Flügelradnabe wird
ermöglicht.
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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
zweite 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 ein
alternatives Flügelrad 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 am Umfang der
Nabe 11 angeordnete und sich weg von der Nabe 11 erstreckende
erste Flügelblätter 12 auf. Die ersten
Flügelblätter 12 sind beispielsweise
an der Nabe 11 gleichmäßig oder leicht
asymmetrisch angeformt und sind im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels
entgegen der Richtung des Pfeils 6 gesichelt. Die Sichelrichtung
der ersten Flügelblätter 12 kann aber
auch in Richtung des Pfeils 6 ausgeführt sein.
Die ersten Flügelblätter 12 erstrecken
sich in radialer Richtung bis zu einem ersten Radius r1.
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Im
Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist an den
der Nabe 11 abgewandten Enden der ersten Flügelblätter 12 ein
Ring 16 angeordnet, indem z. B. der Ring 16 an
den ersten Flügelblättern 12 angeformt
ist. Der Ring 16, dessen Radius im Wesentlichen dem ersten
Radius r1 entspricht, und der Umfang der Nabe 11 bilden
somit einen inneren Flügelradbereich 17.
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Das
Flügelrad 10 weist ferner mehrere von dem Ring 16 sich
bis zu einem zweiten Radius r2 erstreckende zweite Flügelblätter 14 auf.
Die zweiten Flügelblätter 14 sind beispielsweise
am Ring 16 gleichmäßig oder leicht asymmetrisch
angeformt und sind in entgegen der Sichelrichtung der ersten Flügelblätter 12 gesichelt.
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Im
Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels sind die zweiten
Flügelblätter 14 mit ihren von der Nabe 11 abgewandten
Enden an einem Mantelring 13, dessen Radius im Wesentlichen
dem zweiten Radius r2 entspricht, angeordnet, indem z. B. der Mantelring 13 an
den zweiten Flügelblättern 14 angeformt
ist. Der Mantelring 13 und der Ring 16 bilden somit
einen äußeren Flügelradbereich 18,
der sich zwischen dem ersten Radius r1 und dem zweiten Radius r2
erstreckt.
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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 vom Ring 16 abgewandten Enden der zweiten Flügelblätter 12 kein Mantelring 13 angeordnet
ist.
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Die
ersten Flügelblätter 12 des inneren Flügelradbereichs 17 sind
in einer Richtung gesichelt, die zweiten Flügelblätter 14 sind
in der entgegen gesetzten Richtung gesichelt. Die zweiten Flügelblätter 14 bilden
den äußeren Flügelradbereich 18,
der sich vom Ring 16 bis zu den dem Ring 16 abgewandten Enden
der zweiten Flügelräder 14 erstreckt.
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Die
von dem Ring 16 abgewandten Enden der zweiten Flügelblätter 14 können
mit die Rückströmung verhinderten Strukturen,
so genannten Winglets 15, versehen sein.
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Es
ist auch Ausführungsformen ohne Ring 16 denkbar.
in einem solchen Fall können die zweiten Flügelblätter 14 an
den von der Nabe 11 abgewandten Enden der ersten Flügelblätter
angeordnet, z. B. angeformt sein.
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- 1
- Axiallüfter
- 2
- Lüfterzarge
- 3
- Einströmkontur
- 4
- Elektromotor
- 5
- Welle
- 6
- Pfeil
- 7
- Einlassring
- 10,
10a
- Flügelrad
- 11
- Nabe
- 12
- Flügelblätter
- 13
- Mantelring
- 14
- Flügelblätter
- 15
- Winglets
- 16
- Ring
- 17
- innerer
Flügelradbereich
- 18
- äußerer
Flügelradbereich
- r1,
r2
- Radius
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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