DE102013212341A1

DE102013212341A1 - Lüftervorrichtung und Verfahren zur Auswuchtung

Info

Publication number: DE102013212341A1
Application number: DE102013212341.8A
Authority: DE
Inventors: Thomas Bielesch; Markus Schatz
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2013-06-26
Filing date: 2013-06-26
Publication date: 2014-12-31

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Lüftervorrichtung (1) mit einem Lüfterrad (2, 31, 41), und mit einer Zarge (3, 30, 40) in welcher das Lüfterrad (2, 31, 41) aufgenommen ist, wobei das Lüfterrad (2, 31, 41) um eine Drehachse (13) drehbar an der Zarge (3, 30, 40) gelagert ist, und das Lüfterrad (2, 31, 41) einen ersten zumindest teilweise umlaufenden Randbereich (11, 51, 53) aufweist, welcher das Lüfterrad (2, 31, 41) in radialer Richtung hin zur Zarge (3, 30, 40) begrenzt und die Zarge (3, 30, 40) einen zweiten zumindest teilweise umlaufenden Randbereich (18, 52, 54) aufweist, welcher eine Öffnung in der Zarge (3, 30, 40) in radialer Richtung hin zum Lüfterrad (2, 31, 41) begrenzt, wobei an dem ersten Randbereich (11, 51, 53) und/oder dem zweiten Randbereich (18, 52, 54) eine Mehrzahl von noppenartigen Elementen (6, 10, 17, 34, 37, 38, 44, 47) angeordnet ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Auswuchtung eines Lüfterrades einer erfindungsgemäßen Lüftervorrichtung.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Lüftervorrichtung mit einem Lüfterrad und mit einer Zarge in welcher das Lüfterrad aufgenommen ist, wobei das Lüfterrad um eine Drehachse drehbar an der Zarge gelagert ist, und das Lüfterrad einen ersten zumindest teilweise umlaufenden Randbereich aufweist, welcher das Lüfterrad in radialer Richtung hin zur Zarge begrenzt und die Zarge einen zweiten zumindest teilweise umlaufenden Randbereich aufweist, welcher eine Öffnung in der Zarge in radialer Richtung hin zum Lüfterrad begrenzt. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Auswuchtung eines Lüfterrades einer erfindungsgemäßen Lüftervorrichtung.
Stand der Technik
Um Kosten zu senken, ist es erforderlich zunehmend mehrere Produktionsschritte ineinander zu integrieren. Außerdem sind Bauteile derart zu gestalten, dass möglichst eine Vielzahl von Funktionen in einzelne Bauteile integriert werden kann.
Lüfter werden mit ihrem Lüfterantrieb in Zargen montiert, um einen verbesserte Luftströmung zu erreichen. Hierbei ist es notwendig den Luftspalt zwischen dem Lüfter und der Zarge möglichst klein zu halten, um den Anteil an Leckageluft, welche durch diesen Spalt strömt, gering zu halten. Außerdem müssen die Lüfter während des Produktions- und Montageprozesses ausgewuchtet werden, um Toleranzen auszugleichen und einen möglichst runden Lauf der Lüfter zu garantieren.
Nach Lösungen im Stand der Technik werden zur Reduktion des Luftspaltes beispielsweise Leitelemente eingesetzt, welche den Spalt überdecken oder in diesen hineinragen. Weiterhin sind im Stand der Technik Verfahren bekannt, nach denen Lüfter ausgewuchtet werden. Das Auswuchten wird dabei zum Beispiel durch das Aufkleben von Wuchtgewichten am Lüfterrad erreicht.
Nachteilig an den Lösungen im Stand der Technik ist insbesondere, dass zur Auswuchtung zusätzliche Wuchtgewichte benötigt werden, die auf das Lüfterrad aufgeklebt oder anderweitig an diesem angebracht werden müssen. Dies erfordert eine Vielzahl von einzelnen Produktionsschritten. Außerdem ist es nicht oder nur in sehr geringem Maße möglich die Grundunwucht, welche der Lüfter durch den Produktionsprozess erhält, zu beeinflussen.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Lüftervorrichtung bereitzustellen, die gegenüber den Lösungen im Stand der Technik optimiert ist. Die Lüftervorrichtung soll dabei insbesondere einfach auswuchtbar sein und bereits während des Produktionsprozesses hinsichtlich der Grundwucht des Lüfterrades beeinflussbar sein.
Außerdem ist es die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren bereitzustellen, um das Lüfterrad der Lüftervorrichtung auszuwuchten.
Die Aufgabe der Lüftervorrichtung wird durch eine Lüftervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Lüftervorrichtung mit einem Lüfterrad und mit einer Zarge in welcher das Lüfterrad aufgenommen ist, wobei das Lüfterrad um eine Drehachse drehbar an der Zarge gelagert ist, und das Lüfterrad einen ersten zumindest teilweise umlaufenden Randbereich aufweist, welcher das Lüfterrad in radialer Richtung hin zur Zarge begrenzt und die Zarge einen zweiten zumindest teilweise umlaufenden Randbereich aufweist, welcher eine Öffnung in der Zarge in radialer Richtung hin zum Lüfterrad begrenzt, wobei an dem ersten Randbereich und/oder dem zweiten Randbereich eine Mehrzahl von noppenartigen Elementen angeordnet ist.
Eine Zarge weist regelmäßig einen kastenförmig geformten Bereich auf, welcher zur Anbindung an ein Wärmeübertragerpaket oder einen einzelnen Wärmeübertrager geeignet ist. Weiterhin weist die Zarge eine Öffnung auf, in welcher ein Lüfterrad und teilweise auch der Lüfterantrieb angeordnet sein können.
Um den Wirkungsgrad der Lüftervorrichtung zu erhöhen und die akustische Beeinträchtigung möglichst gering zu halten, ist es empfehlenswert den Luftspalt zwischen dem Lüfterrad und der Zarge möglichst gering zu halten.
Die Raumrichtungen axial und radial sind im nachfolgenden wie folgt zu verstehen. Eine axiale Richtung bezieht sich auf die Drehachse des Lüfterrades. Axial ausgerichtete Flächen oder Elemente verlaufen damit parallel zur Drehachse. Eine radiale Richtung bezieht sich auf die Erstreckung von der Drehachse des Lüfterrades hin zu seinem Randbereich. Radial ausgerichtete Flächen oder Elemente verlaufen damit senkrecht zur Drehachse. Auch die das Lüfterrad umgebende Zarge kann nach dieser Definition ausgerichtete axiale und/oder radiale Flächen oder Elemente aufweisen.
Das Lüfterrad weist regelmäßig einen umlaufenden Randbereich auf, welcher das Lüfterrad in einer Richtung hin zur Zarge abschließt. Dieser Randbereich ist oft durch ein ringförmiges Element gebildet. Das ringförmige Element kann dabei vorteilhafterweise Abschnitte aufweise, welche sich in axialer Richtung parallel zur Drehachse erstecken, und Abschnitte, welche sich in radialer Richtung senkrecht zur Drehachse erstrecken. Der Randbereich erhält dadurch eine L-förmige Gestalt.
Die Zarge weist vorteilhafterweise ebenfalls einen Randbereich auf, welcher die Öffnung in der Zarge, innerhalb welcher das Lüfterrad angeordnet ist, in radialer Richtung hin zum Lüfterrad begrenzt. Dieser Randbereich ist vorteilhafterweise ebenfalls als ringförmiges Element ausgebildet. Der Randbereich der Zarge kann dabei ebenfalls radial verlaufende und axial verlaufende Abschnitte aufweisen. Vorteilhafterweise erhält somit auch der Randbereich der Zarge eine L-förmige Gestalt. Die Randbereiche können daher so gegeneinander ausgerichtet werden, dass sich insbesondere die radial verlaufenden Abschnitte in einer axialen Richtung hintergreifen.
Durch das Vorsehen von noppenartigen Elementen, welche durch ihre Anordnung an den Randbereichen auch in den Luftspalt hineinragen, kann der Luftspalt wirksam verkleinert werden, wodurch sowohl die mögliche Leckageströmung reduziert wird als auch die akustische Beeinträchtigung durch die Lüftervorrichtung.
Weiterhin ist es zu bevorzugen, wenn der erste Randbereich und/oder der zweite Randbereich jeweils einen sich im Wesentlichen radial zur Drehachse erstreckenden Abschnitt und/oder einen sich im Wesentlichen axial zur Drehachse erstreckenden Abschnitt aufweist.
Durch eine solche Gestaltung der Randbereiche können auf einfache Weise Randbereiche geschaffen werden, die sich zumindest teilweise überlappen bzw. hintergreifen. Es wird somit durch die Randbereiche ein Strömungsweg zwischen dem Lüfterrad und der Zarge definiert, der ungewollte Leckageströmungen reduziert.
Auch ist es vorteilhaft, wenn entlang der Richtung der Drehachse auf der Vorderseite des ersten Randbereichs und/oder auf der Rückseite des ersten Randbereichs noppenartige Elemente angeordnet sind.
Noppenartige Elemente sind insbesondere vorteilhaft, da durch sie der Luftspalt zwischen Zarge und Lüfterrad weiterhin verkleinert werden kann. Zusätzlich kann durch die noppenartigen Elemente, welche vorzugsweise bereits während des Produktionsprozesses des entsprechenden Bauteils erzeugt werden, eine Wirkung erreicht werden, welche Unwuchten, wie sie beispielsweise durch das sich drehende Lüfterrad entstehen, entgegenwirken kann. Die noppenartigen Elemente können dabei entweder als positive Wuchtgewichte dienen, indem sie zusätzliche Masse auf das Lüfterrad aufbringen oder als negative Wuchtgewichte, indem sie gezielt entfernt werden, um einer Unwucht entgegen zu wirken.
Weiterhin kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die noppenartigen Elemente radial beabstandet zueinander in Umfangsrichtung am ersten Randbereich und/oder am zweiten Randbereich angeordnet sind.
Durch eine Anordnung radial am Umfang umlaufend, kann eine Beeinflussung der Unwucht entlang des gesamten Umfangs erreicht werden. Außerdem ist eine Verteilung am Umfang besonders vorteilhaft, um den Luftspalt möglichst gleichmäßig entlang des Umfangs zu reduzieren.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von parallel zueinander in Umfangsrichtung verlaufender Reihen der noppenartigen Elemente am ersten Randbereich und/oder am zweiten Randbereich angeordnet sind.
Durch eine Mehrzahl von parallel zueinander verlaufenden Reihen von noppenartigen Elementen kann eine größere Wuchtwirkung erzielt werden, da insgesamt eine größere Masse durch die noppenartigen Element aufbringbar oder abtragbar ist. Außerdem kann der Luftspalt dadurch vorteilhafterweise noch stärker beeinflusst werden.
Auch ist es zu bevorzugen, wenn die noppenartigen Elemente jeweils einteilig mit dem Lüfterrad oder der Zarge ausgeführt sind.
Dies ist besonders vorteilhaft, da auf diese Weise die noppenartigen Elemente direkt im Herstellungsprozess des Lüfterrades und/oder der Zarge erzeugt werden können. Hierzu kann beispielsweise ein Spritzgussverfahren angewendet werden, welches zur Erzeugung von Kunststoffteilen regelmäßig verwendet wird.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die noppenartigen Elemente halbkugelförmig oder kuppelförmig oder quaderförmig oder kegelförmig ausgebildet sind.
Je nach Ausgestaltung des Luftspalts, können unterschiedliche Ausformungen der noppenartigen Elemente vorteilhaft sein. Besonders vorteilhaft sind dabei abgerundete Formen, die ein Verhaken des Lüfterrades und der Zarge verhindern.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass an den axial verlaufenden Abschnitten des ersten Randbereichs und des zweiten Randbereichs noppenartige Elemente angeordnet sind, wobei die noppenartigen Elemente in einer gemeinsamen Ebene liegen.
Sich in einer Ebene gegenüberliegende noppenartige Elemente sind besonders vorteilhaft, da der Luftspalt so besonders stark reduziert werden kann. Die noppenartigen Elemente sind dabei vorteilhafterweise derart orientiert, dass sie an Flächen angeordnet sind, welche sich im Wesentlichen gegenüberliegen. Dabei können diese Flächen beispielsweise durch die radialen Abschnitte der Randbereiche des Lüfterrades und der Zarge gebildet sein.
Weiterhin ist es zu bevorzugen, wenn die noppenartigen Elemente des ersten Randbereichs und die noppenartigen Elemente des zweiten Randbereichs zueinander einen axialen Versatz aufweisen, wobei der Versatz kleiner ist als die axiale Erstreckung der noppenartigen Elemente des ersten Randbereichs und/oder die axiale Erstreckung der noppenartigen Elemente des zweiten Randbereichs.
Durch eine Anordnung der noppenartigen Elemente, wie sie weiter oben beschrieben ist, kann der Luftspalt besonders klein gehalten werden. Auch dann, wenn die noppenartigen Elemente aufgrund einer Relativbewegung zwischen dem Lüfterrad und der Zarge in ihrer Lage zueinander bewegt werden, kann der Luftspalt noch minimal gehalten werden. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn die Relativbewegung durch eine bogenförmige Bewegung des Lüfterrades gebildet ist, welche durch eine Auf- und Abbewegung des Randbereichs des Lüfterrades erzeugt wird.
Insbesondere eine halbkugelförmige Gestaltung der noppenartigen Elemente ist hier vorteilhaft, um den Luftspalt auch während der Relativbewegung möglichst gering zu halten. Der axiale Versatz zwischen den noppenartigen Elementen sollte dabei nicht größer als die axiale Ausdehnung eines noppenartigen Elementes sein, so dass in radialer Richtung vorzugsweise stets eine Überdeckung zwischen den noppenartigen Elementen des Lüfterrades und der Zarge gegeben ist.
Auch kann es zweckmäßig sein, wenn der erste Randbereich noppenartige Elemente am axial verlaufenden Abschnitt und am radial verlaufenden Abschnitt aufweist und der zweite Randbereich noppenartige Elemente am radial verlaufenden Abschnitt aufweist.
Durch eine Anordnung von mehreren noppenartigen Elementen beispielsweise sowohl am radialen Abschnitt als auch am axialen Abschnitt des Randbereichs kann der Luftspalt gering gehalten werden. Zudem können akustische Störeinflüsse durch eine vorteilhafte Anordnung der noppenartigen Elemente reduziert werden. Die Möglichkeit das Lüfterrad durch das Abtragen einzelner noppenartiger Elemente auszuwuchten wird dadurch ebenfalls verbessert.
Die Aufgabe des Verfahrens wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auswuchtung einer Lüftervorrichtung, wobei zur Durchführung des Verfahrens die folgenden Schritte durchlaufen werden:

– Messen der Unwucht des Lüfterrades,
– Bestimmen der benötigten negativen Ausgleichsmasse und deren Position, und
– teilweises oder vollständiges Abtragen von definierten noppenartigen Elementen am Lüfterrad.

Zum Messen der Unwucht kann eine herkömmliche Messapparatur verwendet werden. Aus dem Messergebnis wird vorteilhafterweise abgeleitet, an welcher Stelle des Lüfterrades Masse entfernt werden muss, um ein möglichst ideal ausgewuchtetes Lüfterrad zu erhalten. Anschließend werden einzelne oder mehrere noppenartige Elemente gezielt abgetragen, um einen Massenausgleich zu schaffen und das Lüfterrad auszuwuchten.
Darüber hinaus ist es zu bevorzugen, wenn definierte noppenartige Elemente durch Fräsen und/oder Bohren teilweise oder vollständig abgetragen werden.
Die vorteilhafterweise aus dem gleichen Kunststoff wie das Lüfterrad oder die Zarge gebildeten noppenartigen Elemente, sind besonders bevorzugt durch ein spanendes Verfahren wie Bohren oder Fräsen abtragbar. Auf diese Weise kann ein Ausgleich der Unwucht erreicht werden.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn zur Auswuchtung zusätzliche positive Ausgleichsmassen am Lüfterrad anbringbar sind.
Fall ein Ausgleich durch das negative Wuchten nicht ausreichend ist, also mit dem Abtragen von noppenartigen Elementen keine ausreichende Wuchtung zu erzeugen ist, kann auch ein Anbringen von Zusatzgewichten vorgesehen werden. Diese können beispielsweise aufgeklebt oder angeschweißt werden.
Eine weitere Ausführungsform kann dadurch gekennzeichnet sein, dass bereits während des Herstellprozesses des Lüfterrades eine Messung der Unwucht erfolgt, wobei die Messung vor der Erzeugung der noppenartigen Elemente erfolgt und ausgehend von der gemessenen Unwucht einzelne noppenartige Elemente gezielt nicht ausgebildet werden.
Dies ist besonders vorteilhaft, da auf diese Weise bereits während der Herstellung des Lüfterrades mögliche Unwuchten durch das gezielte Weglassen von einzelnen noppenartigen Elementen derart beeinflusst werden können, dass eine zusätzliche Auswuchtung entfallen kann. Dies kann dazu beitragen, den Herstellungsprozess zu vereinfachen und dadurch Kosten zu senken.
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Figurenbeschreibung beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht des Bereichs der Lüftervorrichtung um den Luftspalt zwischen der Zarge und dem Lüfterrad, wobei an der Zarge und am Lüfterrad noppenartige Elemente vorgesehen sind,
2 eine perspektivische Ansicht eines Lüfterrades, wobei an dem sich radial erstreckenden Abschnitt des Randbereichs noppenartige Elemente angeordnet sind,
3 eine Detailansicht des Randbereichs des Lüfterrades, wobei sowohl an dem sich radial erstreckenden Abschnitt als auch an dem sich axial erstreckenden Abschnitt des Randbereichs noppenartige Elemente angeordnet sind,
4 eine perspektivische Ansicht eines Lüfterrades mit einem Randbereich gemäß der 3,
5 eine perspektivische Ansicht einer Lüftervorrichtung, wobei das Lüfterrad in der Zarge montiert ist,
6 eine perspektivische Ansicht der Lüftervorrichtung gemäß 5, wobei die Zarge in einem Teilschritt dargestellt ist und das Lüfterrad an dem sich radial erstreckenden Abschnitt des Randbereichs noppenartige Elemente aufweist,
7 eine perspektivische Ansicht einer Zarge, wobei am sich axial erstreckenden Abschnitt des Randbereichs der Zarge noppenartige Elemente angeordnet sind,
8 eine perspektivische Ansicht einer im Schnitt dargestellten Zarge gemäß der 7, wobei ein Lüfterrad gemäß der 2 in der Zarge angeordnet ist,
9 eine schematische Ansicht des Luftspaltes zwischen der Zarge und dem Lüfterrad, wobei an der Zarge noppenartige Elemente an dem sich radial erstreckenden Abschnitt des Randbereichs angeordnet sind und sowohl an dem sich radial erstreckenden als auch dem sich axial erstreckenden Abschnitt des Randbereichs des Lüfterrades noppenartige Elemente angeordnet sind,
10 eine schematische Ansicht des Luftspaltes zwischen der Zarge und dem Lüfterrad, wobei sowohl an dem Randbereich der Zarge als auch an dem Randbereich des Lüfterrades noppenartige Elemente an den sich radial erstreckenden Bereichen angeordnet sind, und
11 ein Blockdiagramm, welches den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Die 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teilausschnitts einer Lüftervorrichtung 1. Im Teilausschnitt sind im Wesentlichen das Lüfterrad 2 sowie die Zarge 3 dargestellt. Im Zentrum des Teilausschnitts der 1 liegt der Luftspalt, welcher sich zwischen dem Lüfterrad 2 und der Zarge 3 ausbildet.
Das Lüfterrad 2 weist einen umlaufenden Randbereich 11 auf. Dieser umlaufende Randbereich 11 ist als ringartiges Element ausgebildet. Der Randbereich 11 unterteilt sich in einen axial verlaufenden Abschnitt 4 sowie einen radial verlaufenden Abschnitt 5. In der 1 steht dieser radial verlaufende Abschnitt 5 in einem rechten Winkel auf dem axial verlaufenden Abschnitt 4.
Der radial verlaufende Abschnitt 5 weist entlang des Umfangs des Lüfterrades 2 angeordnet eine Mehrzahl von noppenartigen Elementen 6 auf. Diese sind als halbkugelförmige Noppen ausgebildet, welche auf der nach unten gerichteten Fläche des radialen Abschnitts 5 angeordnet sind.
Der radiale Abschnitt 5 weist im Wesentlichen eine Vorderseite und eine Rückseite auf. Die Rückseite stimmt in 1 mit der Seite überein, welche die noppenartigen Elemente 6 aufweist. Die Vorderseite ist durch die der Zarge 3 zugewandten Seite des radial verlaufenden Abschnitts 5 gebildet.
Die Zarge 3 weist Haltearme 7 auf, welche das Lüfterrad 2 teilweise hintergreifen und in einem nicht gezeigten Bereich der 1 einen Lagerpunkt für das Lüfterrad sowie den Lüfterantrieb ausbilden.
Die Zarge weist eine Öffnung auf, welche durch einen Randbereich 18 in radialer Richtung begrenzt ist. Dieser Randbereich 18 weist ebenfalls sowohl einen axial verlaufenden Bereich 8 und einen radial verlaufenden Abschnitt 9 auf. Am axial verlaufenden Abschnitt 8 der Zarge 3 sind noppenartige Elemente 10 angeordnet. Die noppenartigen Elemente 10 verlaufen dabei umlaufend an dem axial ausgerichteten Abschnitt 8 der Zarge 3. Durch die noppenartigen Elemente 10 ist somit der Luftspalt zwischen dem Lüfterrad 2 und der Zarge 3 reduziert. Ebenso ist der Luftspalt durch die noppenartige Elemente 6 am Lüfterrad 2 reduziert.
Der axial verlaufende Abschnitt 8 steht in 1 in einem rechten Winkel auf dem radial verlaufenden Abschnitt 9.
In alternativen Ausführungsformen kann insbesondere die Ausrichtung der axialen und radialen Abschnitte zueinander abweichen, ebenso die Anordnung der noppenartigen Elemente an den axialen bzw. radialen Abschnitten der Zarge bzw. des Lüfterrades.
Die 2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Lüfterrades 2. Wie bereits in 1 beschrieben, weist das Lüfterrad 2 einen Randbereich 11 auf, welcher sich in einen axial verlaufenden Abschnitt 4 und einen radial verlaufenden Abschnitt 5 aufteilt. Auf der Rückseite des radialen Abschnitts 5 sind noppenartige Elemente 6 entlang des Umfangs des Lüfterrades 2 ausgebildet.
Das Lüfterrad 2 weist weiterhin eine Mehrzahl von Schaufeln 12 auf, welche zwischen dem äußeren Randbereich 11 und einem inneren Begrenzungsring 15 verlaufen. Innerhalb des Begrenzungsrings 15 ist ein Aufnahmebereich 14 ausgebildet, in welchen der Lüfterantrieb aufgenommen werden kann. Im Zentrum des Lüfterrades 2 ist die Drehachse 13 angedeutet. Im Inneren des Begrenzungsrings 5 ist eine Mehrzahl von Halteelementen 16 angeordnet, welche eine Aufnahme für den Lüfterantrieb ausbilden.
Die 3 zeigt eine Detailansicht eines Randbereichs 11 eines Lüfterrades 2. Abweichend zu der Darstellung der 2 sind nun sowohl am axialen Abschnitt 4 als auch am radialen Abschnitt 5 des Randbereichs 11 noppenartige Elemente 17 bzw. 6 angeordnet.
Die noppenartigen Elemente 17 am axialen Abschnitt 4 sind dabei gegenüber den noppenartigen Elementen 6 am radialen Abschnitt 5 in Umfangsrichtung versetzt. Es bildet sich somit zwischen den noppenartigen Elementen 17 und 6 eine Art Zickzackmuster aus.
In alternativen Ausführungsformen können die noppenartigen Elemente auch ohne Versatz in der Umfangsrichtung angeordnet sein. Durch den Versatz lässt sich die Durchströmung des Luftspaltes und damit auch die akustischen Eigenschaften des Luftspaltes beeinflussen. Ebenso ist eine dichtere Anordnung der einzelnen noppenartigen Elemente zueinander oder eine Anordnung mit größerem Abstand vorsehbar. Die noppenartigen Elemente der 3 sind als halbkugelförmige Elemente dargestellt. In abweichender Ausführung können ebenfalls beispielsweise kuppelartige oder quaderförmige oder kegelförmige Elemente vorgesehen werden. Vorteilhafterweise sind die noppenartigen Elemente als abgerundete Elemente ausgeführt.
Die 4 zeigt eine Gesamtansicht des Lüfterrades, welches eine Konfiguration des Randbereichs 11 entsprechend der 3 aufweist. In 4 ist zu erkennen, dass die noppenartigen Elemente 17 am axialen Abschnitt 4 sowie die noppenartigen Elemente 6 am radialen Abschnitt 5 vollständig um den Umfang des Lüfterrades 2 umlaufend angeordnet sind. Die Anordnung der noppenartigen Elemente 17 bzw. 6 ist dabei in einem gleichbleibenden Abstand entlang des gesamten Umfangs. In alternativen Ausführungsformen kann auch eine unregelmäßige Anordnung um den Umfang erzeugt werden.
Die 5 zeigt eine Anordnung des Lüfterrades 2 innerhalb der Zarge 3. Die Zarge 3 ist in 5 vollständig dargestellt. Zusätzlich zum bereits beschriebenen Randbereich und den Haltearmen 7, welche die Aufnahme für das Lüfterrad 2 bzw. den Lüfterantrieb bilden, ist nun ein kastenförmiger Bereich der Zarge 3 dargestellt, welcher beispielsweise als Anbindung an ein vorgelagertes Wärmeübertragerpaket dienen kann.
Die Zarge 3 erfüllt dabei den Zweck eine Luftströmung zu kanalisieren. Dabei wird durch das Betreiben des Lüfterrades 2 Luft durch den kastenartigen Bereich und damit auch durch den dem kastenartigen Bereich vorgelagerten Wärmeübertragerbereich angesaugt. Der entstehende Luftstrom wird durch das Lüfterrad 2 und schließlich aus der in 5 gezeigten Öffnung aus der Lüftervorrichtung 1 ausgeleitet.
Der kastenartige Bereich der Zarge 3 weist an seinem Umfang Halteelemente 21 auf, mit welchen er beispielsweise an ein Wärmeübertragerpaket oder an anderen Bauelementen innerhalb des Kraftfahrzeugs angebunden werden kann. Weiterhin weist der kastenartige Bereich einen Aufnahmebereich 22 auf, welcher beispielsweise eine Steuerelektronik aufnehmen kann. Im Zentrum der durch die Haltearme 7 ausgebildeten Aufnahmevorrichtung für das Lüfterrad 2 bzw. den Lüfterantrieb ist die Drehachse 13 lokalisiert, um welche das Lüfterrad 2 rotiert.
Die 6 zeigt eine Ansicht entsprechend der 5. Die Zarge 3 ist in 6 nur in einem Teilschnitt dargestellt. Das in 6 bzw. 5 verbaute Lüfterrad entspricht dem Lüfterrad 2 der 2. Es sind nur am radialen Abschnitt 5 noppenartige Elemente 6 angeordnet.
Die 7 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Zarge 3. In 7 ist das Lüfterrad 2 nicht in der Zarge montiert. Der Randbereich 18 der Zarge 3 der 7 weist an seinem axial verlaufenden Abschnitt eine Mehrzahl von noppenartigen Elementen 10 auf. Diese sind vollständig umlaufend am Randbereich 18 angeordnet. Die Zarge 3 der 7 zeigt somit eine alternative Ausgestaltung der Zarge 3, welche bereits in den 5 und 6 dargestellt war. Baulich unterscheidet sie sich lediglich durch die Anordnung der noppenartigen Elemente 10 am axialen Abschnitt des Randbereichs 18 der Zarge 3.
8 zeigt eine Darstellung der in 7 gezeigten Zarge 3 in einer Schnittansicht. Das Lüfterrad 2, welches in 8 in der Zarge 3 verbaut ist, entspricht ebenfalls dem Lüfterrad 2 der 2 bzw. der 6. Die noppenartigen Elemente 10 am Randbereich 18 der Zarge 3 stehen dem axialen verlaufenden Abschnitt 4 des Lüfterrades 2 gegenüber. Gleichzeitig stehen die noppenartigen Elemente 6 einem radial verlaufenden Abschnitt des Randbereichs 18 der Zarge 3 gegenüber.
Durch die noppenartigen Elemente 10 bzw. 6 wird der Luftspalt zwischen dem Lüfterrad 2 und der Zarge 3 verkleinert.
Die 9 zeigt eine schematische Ansicht einer Anordnung eines Lüfterrades 31 gegenüber einer Zarge 30. Die Zarge 30 weist einen Randbereich 54 auf, der wiederum einen radial verlaufenden Abschnitt 32 sowie einen axial verlaufenden Abschnitt 33 aufweist. An der nach oben gewandten Seite des radial verlaufenden Abschnitts 32 ist ein noppenartiges Element 34 angedeutet.
Das links angedeutete Lüfterrad 31 weist ebenfalls einen Randbereich 53 auf, welcher einen radial verlaufenden Abschnitt 35 sowie einen axial verlaufenden Abschnitt 36 aufweist. Am Lüfterrad 31 ist an der nach unten gerichteten Fläche des radial verlaufenden Bereichs 35 ein noppenartiges Element 37 dargestellt und an dem axial verlaufenden Abschnitt 36 ein noppenartiges Element 38. Die noppenartigen Elemente 37 bzw. 38 sind dabei derart angeordnet, dass sie der Zarge 30 zugewandt sind. Ebenso ist das noppenartige Element 34 der Zarge 30 dem Lüfterrad 31 zugewandt.
Durch die Gestaltung des Randbereichs 53 des Lüfterrades 31 wird ein rechtwinkliger L-förmiger Bereich ausgebildet. Dieser steht dem durch den Randbereich 54 der Zarge 30 ausgebildeten rechtwinkligen L-förmigen Bereich derart gegenüber, dass sich die Randbereiche in der Schnittdarstellung der 9 zu einem rechteckigen Grundriss ergänzen.
Das Lüfterrad 31 bzw. die Zarge 30 können dabei entlang einer axialen Richtung gegeneinander ausgelenkt werden. Im Idealfall ist dabei das Lüfterrad 31 jedoch maximal um den Betrag der axialen Ausdehnung des noppenartigen Elementes 34 gegenüber der Zarge 30 ausgelenkt. Auf diese Weise wird der zwischen den noppenartigen Elementen 34, 38 und 37 entstehende Luftspalt möglichst gering gehalten. Dies ist insgesamt einem akustisch komfortablen Verhalten dienlich.
Die noppenartigen Elemente 34, 37 und 38 sind in 9 als kuppelartige Elemente dargestellt. Wie bereits in den vorausgegangenen Figuren erwähnt, ist insbesondere eine abgerundete Gestaltung der noppenartigen Elemente vorteilhaft.
Die 10 zeigt eine weitere schematische Darstellung einer Zarge 40 sowie eines Lüfterrades 41. Die Zarge 40 weist einen Randbereich 52 auf, welcher einen axial verlaufenden Abschnitt 43 sowie einen radial verlaufenden Abschnitt 42 aufweist. Auf der Oberseite des radial verlaufenden Abschnitts 42 ist ein noppenartiges Element 44 angeordnet, welches eine axiale Erstreckung aufweist, welche durch den Längenpfeil 50 dargestellt ist.
Das Lüfterrad 41 weist seinerseits einen Randbereich 51 auf, welcher einen radial verlaufenden Bereich 45 und einen axial verlaufenden Abschnitt 46 aufweist. Auf der Unterseite des radial verlaufenden Abschnitts 45 ist ein noppenartiges Element 47 angedeutet, welches eine axiale Erstreckung entsprechend dem Pfeil 49 aufweist. Die noppenartigen Elemente 44 bzw. 47 sind in 10 als halbkugelförmige Elemente angedeutet.
Die Randbereiche 52, 51 der Zarge 40 bzw. des Lüfterrades 41 bilden durch ihre axialen Abschnitte 43, 46 und die jeweiligen radialen Abschnitte 42, 45 jeweils einen L-förmigen Bereich aus. Die Randbereiche 52, 51 sind dabei entgegengesetzt zueinander orientiert, wobei die noppenartigen Elemente 44, 47 einander zugewandt sind. Das noppenartige Elemente 44 ist hierzu an der nach oben gewandten Fläche des radialen Abschnitts 42 angeordnet, während das noppenartige Element 47 an der nach unten gewandten Fläche des radialen Abschnitts 45 angeordnet ist.
Über den Bewegungspfeil 48 ist eine mögliche axiale Bewegung des Lüfterrades 41 dargestellt. Aufgrund der Lagerung des Lüfterrades 41 um die Drehachse 13 und der möglichen Verformung des Lüfterrades 41 selbst, ist eine Bewegung in axialer Richtung entsprechend dem Richtungspfeil 48 möglich. Der Bewegungspfeil 48 stellt dabei eine Kurve dar, auf welcher sich ein spezieller Punkt des Lüfterrades 41 bei einer axialen Auf- und Abbewegung des Randbereichs 51 bewegen würde.
Die halbkugelartige Ausgestaltung der noppenartigen Elemente 44 bzw. 47 ist hierbei besonders hilfreich, da entlang der gesamten möglichen Bewegung des Lüfterrades 41 entlang des Bewegungspfeils 48 der Luftspalt zwischen der Zarge 40 und dem Lüfterrad 41 möglichst konstant gering gehalten wird. Gleichzeitig trägt die halbkugelförmige Ausgestaltung der noppenartigen Elemente 44 bzw. 47 dazu bei, dass kein ungewolltes Berühren bzw. Verhaken der Zarge 40 und des Lüfterrades 41 auftritt.
Die 11 zeigt ein Blockdiagramm, welches den Ablauf des Verfahrens zur Auswuchtung darstellt. Im Block 60 wird dabei mittels einer Messapparatur die Unwucht an einem Lüfterrad gemessen. Ausgehend von diesem Ergebnis wird im Block 61 eine Bestimmung durchgeführt, wie viel Gewicht an welchen Stellen des Lüfterrades abgetragen werden muss, um eine möglichst optimale Auswuchtung des Lüfterrades zu realisieren. Anschließend werden in Block 62 dann mittels eines Fräsverfahrens oder eines Bohrverfahrens einzelne noppenartige Elemente oder mehrere noppenartige Elemente teilweise oder vollständig entfernt, um der Unwucht des Lüfterrades entgegenzuwirken.
Zum Zeitpunkt der Messung der Unwucht sind die noppenartigen Elemente in einer Ausführung bereits vollständig am Lüfterrad angebracht. Durch das Abtragen wird so über einen negativen Wuchtprozess Einfluss auf das Lüfterrad genommen, um eine Unwucht auszugleichen.
In einer weiteren Ausführung wird die Unwucht bereits zu einem Zeitpunkt gemessen, an welchem noch nicht alle noppenartigen Elemente am Lüfterrad angebracht worden sind. Das Ergebnis dieser ersten Messung kann dann herangezogen werden, um nur eine definierte Anzahl der noppenartigen Elemente am Lüfterrad auszubilden. Auf diese Weise kann ebenfalls eine Auswuchtung des Lüfterrades erfolgen.
Die in den 1 bis 10 gezeigten Darstellungen des Lüfterrades bzw. der Zarge sind beispielhaft. Insbesondere hinsichtlich der Abmessung und Gestaltung der Elemente können anderweitige Ausgestaltungen vorgesehen sein. Insbesondere der Aufbau des Lüfterrades, welcher nicht den umlaufenden Randbereich betrifft, kann von den in den 1 bis 10 gezeigten Darstellungen stark abweichen. Die in den Figuren gezeigten Lüfterschaufeln bzw. der Aufnahmebereich für einen Lüfterantrieb bzw. die Lagerung des Lüfterrades sind lediglich beispielhaft. Ebenso ist die Ausgestaltung der Zarge hinsichtlich ihrer Haltearme, der Halteelemente, der Aufnahmevorrichtungen bzw. der Ausgestaltung des kastenförmigen Bereichs beispielhaft.
Die einzelnen Merkmale der gezeigten Ausführungsbeispiele sind untereinander kombinierbar. Von den Darstellungen geht keine beschränkende Wirkung hinsichtlich der Geometrie, der Ausgestaltung, der Materialverwendung oder der Größe aus.

Claims

Lüftervorrichtung (1) mit einem Lüfterrad (2, 31, 41) und mit einer Zarge (3, 30, 40) in welcher das Lüfterrad (2, 31, 41) aufgenommen ist, wobei das Lüfterrad (2, 31, 41) um eine Drehachse (13) drehbar an der Zarge (3, 30, 40) gelagert ist, und das Lüfterrad (2, 31, 41) einen ersten zumindest teilweise umlaufenden Randbereich (11, 51, 53) aufweist, welcher das Lüfterrad (2, 31, 41) in radialer Richtung hin zur Zarge (3, 30, 40) begrenzt und die Zarge (3, 30, 40) einen zweiten zumindest teilweise umlaufenden Randbereich (18, 52, 54) aufweist, welcher eine Öffnung in der Zarge (3, 30, 40) in radialer Richtung hin zum Lüfterrad (2, 31, 41) begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass an dem ersten Randbereich (11, 51, 53) und/oder dem zweiten Randbereich (18, 52, 54) eine Mehrzahl von noppenartigen Elementen (6, 10, 17, 34, 37, 38, 44, 47) angeordnet ist.
Lüftervorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Randbereich (11, 51, 53) und/oder der zweite Randbereich (18, 52, 54) jeweils einen sich im Wesentlichen radial zur Drehachse (13) erstreckenden Abschnitt (5, 9, 32, 35, 42, 45) und/oder einen sich im Wesentlichen axial zur Drehachse erstreckenden Abschnitt (4, 8, 33, 36, 43, 46) aufweist.
Lüftervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Richtung der Drehachse (13) betrachtet auf der Vorderseite des ersten Randbereichs (11, 51, 53) und/oder auf der Rückseite des ersten Randbereichs (11, 51, 53) noppenartige Elemente (6, 37, 47) angeordnet sind.
Lüftervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die noppenartigen Elemente (6, 10, 17, 34, 37, 38, 44, 47) radial beabstandet zueinander in Umfangsrichtung am ersten Randbereich (11, 51, 53) und/oder am zweiten Randbereich (18, 52, 54) angeordnet sind.
Lüftervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von parallel zueinander in Umfangsrichtung verlaufender Reihen der noppenartigen Elemente (6, 10, 17, 34, 37, 38, 44, 47) am ersten Randbereich (11, 51, 53) und/oder am zweiten Randbereich (18, 52, 54) angeordnet sind.
Lüftervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die noppenartigen Elemente (6, 10, 17, 34, 37, 38, 44, 47) jeweils einteilig mit dem Lüfterrad (2, 31, 41) oder der Zarge (3, 30, 40) ausgeführt sind.
Lüftervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die noppenartigen Elemente (6, 10, 17, 34, 37, 38, 44, 47) halbkugelförmig oder kuppelförmig oder quaderförmig oder kegelförmig ausgebildet sind.
Lüftervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den axial verlaufenden Abschnitten (43, 46) des ersten Randbereichs (51) und des zweiten Randbereichs (52) noppenartige Elemente (44, 47) angeordnet sind, wobei die noppenartigen Elemente (44, 47) in einer gemeinsamen Ebene liegen.
Lüftervorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die noppenartigen Elemente (47) des ersten Randbereichs (51) und die noppenartigen Elemente (44) des zweiten Randbereichs (52) zueinander einen axialen Versatz aufweisen, wobei der Versatz kleiner ist als die axiale Erstreckung (49) der noppenartigen Elemente (47) des ersten Randbereichs (51) und/oder die axiale Erstreckung (50) der noppenartigen Elemente (44) des zweiten Randbereichs (52).
Lüftervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Randbereich (53) noppenartige Elemente (37, 38) am axial verlaufenden Abschnitt (36) und am radial verlaufenden Abschnitt (35) aufweist und der zweite Randbereich (54) noppenartige Elemente (34) am radial verlaufenden Abschnitt (32) aufweist.
Verfahren zur Auswuchtung einer Lüftervorrichtung (1), dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung des Verfahrens die folgenden Schritte durchlaufen werden: – Messen der Unwucht des Lüfterrades (2, 31, 41), – Bestimmen der benötigten negativen Ausgleichsmasse und deren Position, und – teilweises oder vollständiges Abtragen von definierten noppenartigen Elementen (6, 17, 37, 38, 47) am Lüfterrad (2, 31, 41).
Verfahren zur Auswuchtung einer Lüftervorrichtung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass definierte noppenartige Elemente (6, 10, 17, 34, 37, 38, 44, 47) durch Fräsen und/oder Bohren teilweise oder vollständig abgetragen werden.
Verfahren zur Auswuchtung einer Lüftervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Auswuchtung zusätzliche positive Ausgleichsmassen am Lüfterrad (2, 31, 41) anbringbar sind.
Verfahren zur Auswuchtung einer Lüftervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass bereits während des Herstellprozesses des Lüfterrades (2, 31, 41) eine Messung der Unwucht erfolgt, wobei die Messung vor der Erzeugung der noppenartigen Elemente (6, 17, 37, 38, 47) erfolgt und ausgehend von der gemessenen Unwucht einzelne noppenartige Elemente (6, 17, 37, 38, 47) gezielt nicht ausgebildet werden.