DE102009028130A1 - Guide geometry for semi-axial fan wheels - Google Patents
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Abstract
mit einer Eintrittskante, die einer axialen Einlassrichtung des Lüfterrades zugewandt ist, und Abströmschaufeln mit einer Abströmkante, die einer radialen Auslassrichtung des Lüfterrades zugewandt ist, sowie ein mit wenigstens einer Abströmschaufel form- und/oder kraftschlüssig verbundenes Ablenkelement zum Ablenken von Luft von einem Wirkbereich der Saugschaufeln zu einem Wirkbereich der Abströmschaufeln.with an inlet edge which faces an axial inlet direction of the fan wheel, and outlet vanes with a trailing edge which faces a radial outlet direction of the fan wheel and a deflecting element positively and / or non-positively connected with at least one outlet vane for deflecting air from an effective area of the Suction blades to an effective range of Abströmschaufeln.
Description
Die Erfindung betrifft einen Lüfter. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Lüfterrad in einem Lüfter zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug.The The invention relates to a fan. In particular, the invention relates to a fan in a fan for Use in a motor vehicle.
Stand der TechnikState of the art
In Lüftungs- oder Klimagebläsen werden häufig Lüfter mit halbaxialen Lüfterrädern verwendet, die gegenüber rein axialen und rein radialen Lüfterrädern einen höheren Wirkungsgrad aufweisen können. Ein halbaxiales Lüfterrad stellt eine Kombination aus einem axialen und einem radialen Lüfterrad dar. Ein axialer Abschnitt des Lüfterrades saugt die zu fördernde Luft nach Art eines Propellers aus einer parallel zur Drehachse liegenden Richtung an. Ein radialer Abschnitt des Lüfterrades strömt die bereits angesaugte Luft nach Art einer Zentrifuge in radialer Richtung ab.In ventilation or air conditioning blowers become common Fan used with semi-axial fan wheels, the across from purely axial and purely radial fan wheels one higher Have efficiency. A semi-axial fan represents a combination of an axial and a radial fan dar. An axial section of the fan wheel sucks the to be pumped Air in the manner of a propeller from a parallel to the axis of rotation lying direction. A radial section of the fan wheel flows the already sucked air in the manner of a centrifuge in the radial direction from.
Um Luft, welche den axialen Abschnitt eines halbaxialen Lüfterrades passiert hat, zum radialen Abschnitt umzulenken, ist im Bereich zwischen den beiden Abschnitten ein Ablenkelement angebracht. Das Ablenkelement ist gewöhnlich an einem Lüftermotor befestigt und kann zum Beispiel kegelige Form haben. Die sich in radialer Richtung erstreckenden Abströmschaufeln des axialen Teils des halbaxialen Lüfterrades liegen an dem feststehenden Ablenkelement nicht an, um Reibungsverluste und eine Geräuschentwicklung zu minimieren. Durch den hierdurch bedingten Spalt zwischen den Enden der Abströmschaufeln und dem Ablenkelement entweicht ein gewisser Anteil der angesaugten Luft, statt ausschließlich zwischen Abströmschaufeln hindurch das Lüfterrad in radialer Richtung zu verlassen. Der Wirkungsgrad eines solchen halbaxialen Lüfterrades bleibt daher unter einem möglichen Maximum zurück.Around Air, which is the axial section of a semi-axial fan has to redirect to the radial section is in the area attached between the two sections a deflection. The Baffle is ordinary on a fan motor attached and may, for example, have a conical shape. The in Radial direction extending outflow blades of the axial part of the semi-axial fan wheel do not abut against the fixed deflector, causing friction losses and a noise to minimize. Due to the resulting gap between the Ends of the discharge vanes and the deflector escapes a certain proportion of the sucked Air instead of exclusively between discharge vanes through the fan to leave in the radial direction. The efficiency of such semi-axial fan wheel therefore remains under one possible Maximum back.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Lüfterrad anzugeben, das diesen Nachteil überwindet und darüber hinaus leicht herzustellen ist.Of the Invention is therefore based on the object, a fan indicate that overcomes this disadvantage and above It is also easy to produce.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Lüfter mit Lüfterrad nach Anspruch 1 und durch ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 10. Unteransprüche geben vorteilhafte bzw. mögliche zusätzliche Merkmale an.The Task is solved with a fan fan according to claim 1 and by a motor vehicle according to claim 10. Subclaims give advantageous or possible additional Characteristics.
Nach einem ersten Aspekt umfasst ein Lüfterrad eines Lüfters Saugschaufeln mit einer Eintrittskante, die einer axialen Einlassrichtung des Lüfterrades zugewandt ist, und Abströmschaufeln mit einer Abströmkante, die einer radialen Auslassrichtung des Lüfterrades zugewandt ist, sowie ein Ablenkelement zum Ablenken von Luft von einem Wirkbereich der Saugschaufeln zu einem Wirkbereich der Abströmschaufeln, wobei das Ablenkelement mit wenigstens einer Abströmschaufel form- und/oder kraftschlüssig verbunden ist.To In a first aspect, a fan of a fan includes suction vanes with an entrance edge corresponding to an axial inlet direction of the fan wheel facing, and Abströmschaufeln with a trailing edge, which faces a radial outlet direction of the fan wheel, as well a deflector for deflecting air from an effective region of the Suction vanes to an effective range of Abströmschaufeln, wherein the deflecting element with at least one discharge vane positive and / or non-positive connected is.
Im Unterschied zu bekannten halbaxialen Lüfterrädern folgt das Ablenkelement der Drehbewegung des Lüfterrades bezüglich eines Lüftermotors. Die Verbindung des Ablenkelementes mit wenigstens einer Abströmschaufel erlaubt es, einen Spalt zwischen der Abströmschaufel und dem Ablenkelement zu eliminieren, und so dafür zu sorgen, dass die abgeströmte Luft beim Abströmen die gewünschte Richtung und Geschwindigkeit aufgeprägt erhält. Insbesondere können mehrere oder alle Abströmschaufeln mit dem Ablenkelement verbunden sein, so dass alle abgeströmte Luft zwischen Abströmschaufeln passieren muss.in the Difference to known semi-axial fan wheels follows the deflection the rotational movement of the fan wheel in terms of a fan motor. The Connection of the deflection element with at least one outflow vane allows a gap between the discharge and the deflector to eliminate, and so for to ensure that the streamed out Air while flowing out the desired direction and speed imprinted receives. In particular, you can several or all outflow blades be connected to the deflector so that all the air streamed out pass between outflow blades got to.
Wenigstens eine der Saugschaufeln kann einstückig mit einer Abströmschaufel ausgebildet sein. In einer Ausführungsform kann eine kombinierte Saug- und Abströmschaufel einen Saugabschnitt und einen Abströmabschnitt aufweisen. Eine der Begrenzungsflächen der kombinierten kombinierte Saug- und Abströmschaufel kann teilweise oder auf voller Länge am Ablenkelement anliegen. Die Zahl der Abströmschaufeln kann auch größer oder kleiner als die Zahl der Saugschaufeln sein. Beispielsweise können zusätzlich zu kombinierten Saug- und Abströmschaufeln weitere diskrete Abströmschaufeln im Lüfterrad ausgebildet sein. In einer Ausführungsform umfasst das Lüfterrad doppelt so viele Abströmschaufeln wie kombinierte Luftschaufeln. In entsprechender Weise kann auch die Zahl der Saugschaufeln die Zahl der Abströmschaufeln übersteigen.At least one of the suction vanes may be integral with a discharge vane be educated. In one embodiment For example, a combined suction and discharge blade may have a suction section and an outflow section exhibit. One of the boundary surfaces of the combined combined suction and discharge vane may be partial or full length abut the deflecting element. The number of exhaust vanes can also be larger or be less than the number of suction paddles. For example, in addition to combined suction and discharge blades additional discrete exhaust vanes in the fan be educated. In one embodiment includes the fan twice as many outlet blades as combined air blades. In a similar way, the Number of suction paddles exceed the number of outflow paddles.
Das Ablenkelement kann mittels einer Passverbindung mit der Abströmschaufel verbunden sein. Dies ist vor allem bei einer Fertigung von Lüfterrädern in großen Stückzahlen vorteilhaft, wo durch einen einfachen Arbeitsschritt eine form- bzw. kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Ablenkelement und den Abströmschaufeln geschaffen werden soll. Die Passverbindung kann beispielsweise Zapfen und zu diesen korrespondierende Aussparungen aufweisen. Alternativ dazu kann beispielsweise das Ablenkelement eine umlaufende Kante aufweisen, in die mehrere Abströmschaufeln eingreifen. Es sind auch andere form- bzw. kraftschlüssige Verbindungen zwischen dem Ablenkelement und den Abströmschaufeln möglich, beispielsweise Einrasten, Verkleben, Vernieten, Verschrauben, Verschweißen, Verlöten, Verkeilen oder Verstemmen.The Deflection element can by means of a mating connection with the Abströmschaufel be connected. This is especially true in a production of fan wheels in huge numbers advantageous where, by a simple operation, a formal or non-positive Connection between the deflector and the discharge vanes should be created. The fitting connection can, for example, pins and have corresponding recesses to these. alternative For this purpose, for example, the deflecting a circumferential edge have, in the multiple exhaust vanes intervention. There are also other positive or non-positive connections between the deflector and the discharge vanes possible, for example Engaging, gluing, riveting, screwing, welding, soldering, wedging or caulking.
Die Saugschaufeln und die Abströmschaufeln können ein einstückiges Element des Lüfterrads bilden. Ein solches einstückiges Element kann zusätzlich eine Nabe und/oder Versteifungselemente aufweisen, die einem Umfang oder einer Umfangskontur des Lüfterrades folgen. In einer Ausführungsform umfasst das Versteifungselement einen hohlzylindrischen Abschnitt, der die Saugschaufeln in radialer Richtung nach außen begrenzt.The suction vanes and the discharge vanes may form an integral part of the fan wheel. Such a one-piece element may additionally have a hub and / or stiffening elements which follow a circumference or a circumferential contour of the fan wheel. In one execution Form the stiffening element comprises a hollow cylindrical portion which limits the suction vanes in the radially outward direction.
Das einstückige Element kann bezüglich einer zur Drehachse radialsymmetrischen Teilungsfläche hinterschneidungsfrei sein. Beispielsweise kann das einstückige Element in einem Guss- oder Spritzgussverfahren in einer Dauerform herstellbar sein, die entlang der Teilungsfläche teilbar ist, so dass das einstückige Element aus der Dauerform entformbar ist. Die Teilungsfläche kann ein Abschnitt einer senkrecht auf der Drehachse stehenden Ebene sein. Durch die Wahl einer zur Drehachse radialsymmetrischen Teilungsfläche kann das einstöckige Element vorteilhaft so ausgebildet sein, dass weder Saugschaufeln noch Abströmschaufeln beim Entformen aus der Dauerform hinderlich sind. Auch eventuelle, das Lüfterrad versteifende Strukturen, wie beispielsweise die Nabe oder die Versteifungsfläche, sind so ausgeformt, dass sie das Entformen nicht behindern. Dadurch lässt sich zur Produktion hoher Stückzahlen von Lüfterrädern eine Dauerform verwenden, die lediglich zwei Teile und keine Schieber umfasst.The one-piece Element can be re one of the axis of rotation radially symmetrical division surface undercuts be. For example, the one-piece element in a casting or injection molding in a permanent form to be produced, the along the dividing surface is divisible, so that the one-piece Element from the permanent form is demoldable. The division area can a section of a plane perpendicular to the axis of rotation be. By choosing a radially symmetric to the axis of rotation division surface can the one-story Element advantageously be designed so that neither suction vanes still outflow blades are an obstacle during removal from the permanent form. Also eventual, that fan stiffening structures, such as the hub or the stiffening surface, are formed so that they do not hinder the demolding. This can be done for high volume production of Fan wheels one Permanent mold use only two parts and no slides includes.
Der Lüfter kann ferner einen Lüftermotor mit einer das Lüfterrad lagernden Achse umfassen, wobei ein Antriebsmoment mittels des Ablenkelements vom Lüftermotor an das Lüfterrad übertragen wird. Das Lüfterrad kann beispielsweise an die Achse oder eine nabenseitige Aufnahme der Achse angespritzt sein. Die Achse kann mit einem Stator oder einem Rotor des Lüftermotors verbunden sein, wobei die Achse einseitig oder zweiseitig drehbar gelagert sein kann. Insbesondere kann die Achse dazu eingerichtet sein, Scher-, Biege-, Zug- und/oder Schubkräfte zwischen dem Lüfterrad und dem Stator oder Rotor des Lüftermotors zu übertragen, ohne an einer Übertragung des Antriebsmoments vom Lüftermotor zum Lüfterrad beteiligt zu sein. Durch Einleiten des Antriebsmoments in das Lüfterrad mittels des Ablenkelements muss das Antriebsmoment nicht mittels der Saugschaufeln an die Abströmschaufeln übertragen werden, weshalb die Saugschaufeln auf Strömungsgünstigkeit optimiert geformt sein können, ohne durch Festigkeitserfordernisse beeinflusst zu sein.Of the Fan can also have a fan motor with a fan wheel include bearing axis, wherein a drive torque by means of the deflection of the fan motor transferred to the fan becomes. The fan wheel for example, to the axle or a hub-side recording be sprayed on the axis. The axis can be connected to a stator or a rotor of the fan motor be connected, wherein the axis on one or two sides rotatable can be stored. In particular, the axis can be set up be, shear, bending, tensile and / or shear forces between the fan and the stator or rotor of the fan motor transferred to, without a transmission the drive torque from the fan motor to the fan to be involved. By introducing the drive torque into the fan by means of the deflecting the drive torque must not by means the suction paddles are transferred to the discharge blades, which is why the suction pads are optimized for optimized flow could be, without being influenced by strength requirements.
Der Lüftermotor kann einen mit dem Ablenkelement kraftschlüssig verbundenen Außenrotor (Außenläufer) umfassen. Durch die Bauform des Außenläufers kann das Antriebsmoment in relativ großem radialen Abstand von der Drehachse in das Ablenkelement eingebracht werden, wo die Hebelkräfte gering sind, wodurch eine strukturelle Belastung für das Ablenkelement gering gehalten ist. Zusätzlich kann ein vom Außenrotor umschlossener Stator des Lüftermotors einen Raum auf der dem Lüfterrad abgewandten Seite des Ablenkelements optimal ausfüllen, so dass der Lüfter besonders kompakt aufgebaut sein kann.Of the fan motor can a non-positively connected to the deflection outer rotor (External rotor). Due to the design of the external rotor can the drive torque in a relatively large radial distance from the Rotary axis are introduced into the deflection, where the leverage is low are, whereby a structural load on the deflector low is held. additionally can one from the outer rotor enclosed stator of the fan motor a room on the fan optimally fill the opposite side of the deflection, so that the fan can be constructed very compact.
Der Außenrotor kann einen oder mehrere Permanentmagneten umfassen. Durch die relativ große Masse des Permanentmagneten in einem relativ großen Abstand zur Drehachse des Lüfterrades ist die Rotationsträgheit des Lüfterrades hoch, wodurch die Rotation des Lüfterrades beim Antrieb durch den Lüftermotor gedämpft und dadurch gleichförmiger wird. So können Geräuschentwicklungen beim Antrieb des Lüfterrades durch alternierend aktivierte Wicklungen des Stators minimiert werden.Of the outer rotor may include one or more permanent magnets. Due to the relatively large mass of the permanent magnet at a relatively large distance from the axis of rotation of the Fan wheel is the rotational inertia of the fan wheel high, causing the rotation of the fan wheel when driven by the fan motor muted and thus more uniform becomes. So can Noise during the development Drive of the fan wheel be minimized by alternately activated windings of the stator.
Nach einem zweiten Aspekt umfasst ein Kraftfahrzeug einen Lüfter mit dem oben beschriebenen Lüfterrad.To In a second aspect, a motor vehicle includes a fan the above-described fan.
Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures
Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben, in denen:in the The invention will now be described with reference to the accompanying drawings described in more detail, in which:
darstellt.
represents.
Häufig sind
der Ansaugtrakt
Das
Lüfterrad
Die
integriert ausgebildeten Saug-/Abströmschaufeln
Der
Lüftermotor
Die
Achse
Zur
Herstellung des Lüfterrades
Claims (10)
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