DE102023204020A1

DE102023204020A1 - Gebläse für einen Wärmeübertrager eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102023204020A1
Application number: DE102023204020.4A
Authority: DE
Inventors: Anand Sivaram Sivaramakrishnan; Ahmet Erhan Dinc; Mihai Bleiziffer
Original assignee: Hanon Systems EFP Deutschland GmbH
Current assignee: Hanon Systems EFP Deutschland GmbH
Priority date: 2022-10-12
Filing date: 2023-05-02
Publication date: 2024-04-18
Also published as: CN117948303A; DE102023204019A1; CN117869381A

Abstract

Ein Gebläse für einen Wärmeübertrager eines Fahrzeugs weist einen Lüfter und ein Schutzgitter stromaufwärts des Lüfters auf.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Gebläse für einen Wärmeübertrager eines Fahrzeugs.
Bei Wärmeübertragern, insbesondere Kühlern oder Radiatoren eines Fahrzeugs bringt es strömungstechnisch Vorteile, wenn stromaufwärts von diesen ein Gebläse vorgesehen ist, dass im Wesentlichen die Luftströmung in Richtung des Wärmeübertragers, beispielsweise im Stillstand, erzeugt, oder bei Bewegung des Fahrzeugs verstärkt oder unterstützt. Für ein derartiges Gebläse ist jedoch sicherzustellen, dass es im Hinblick auf die zusätzliche Geräuschentwicklung innerhalb akzeptabler Grenzen bleibt.
Stand der Technik
Aus der KR20070081355A ist eine Klimaanlage mit einem stromaufwärts vorgesehenen Gebläse bekannt.
Darstellung der Erfindung
Vor dem obengenannten Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Gebläse für einen Wärmeübertrager eines Fahrzeugs zu schaffen, das gut geschützt ist und eine vergleichsweise geringe Geräuschentwicklung aufweist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1.
Demzufolge weist das erfindungsgemäße Gebläse ein Schutzgitter stromaufwärts des Lüfters auf, das in vorteilhafter Weise Steine oder sonstige Gegenstände davon abhält, in einen Lüfter, mit anderen Worten einen Ventilator, oder Englisch fan, des Gebläses zu gelangen und diesen im ungünstigsten Fall zu beschädigen oder zu zerstören. Gleichzeitig kann das erfindungsgemäße Schutzgitter, wie nachfolgend detailliert, in vorteilhafter Weise so gestaltet werden, dass sich die Geräuschentwicklung in akzeptablen Grenzen hält. Ferner kann durch den Lüfter eine bessere Anströmung des Wärmeübertragers erreicht werden.
Bevorzugte Weiterbildungen sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
Insbesondere für die Stabilität des Schutzgitters erweist es sich als vorteilhaft, wenn dieses mehrere radiale und/oder konzentrische Stege aufweist.
Im Hinblick auf Geräusche infolge der Luftströmung durch das Schutzgitter wird für zumindest einen Steg, insbesondere einen radialen, bevorzugt jedoch sämtliche radiale und auch konzentrische Stege, ein ovaler Querschnitt bevorzugt. Dieser kann insbesondere strömungsgünstig ausgerichtet werden, wenn sich eine Längsachse des Ovals im Wesentlichen in Strömungsrichtung, d.h. parallel zur Achse des Lüfters erstreckt.
Bei ersten Versuchen hat sich jedoch herausgestellt, dass auch eine Ausrichtung des ovalen Querschnitts derart, dass die Längsachse des Ovals einen, bevorzugt spitzen, Winkel zur Strömungsrichtung aufweist, zu einer vergleichsweise geringen Geräuschentwicklung führt.
Dies gilt gleichermaßen für einen Querschnitt zumindest eines, bevorzugt mehrerer, insbesondere konzentrischer Stege derart, dass dieser im Wesentlichen sichelförmig oder asymmetrisch oval ausgeführt ist. Insbesondere kann der Querschnitt dem Profil eines Flugzeugflügels ähneln.
Dies manifestiert sich insbesondere in derjenigen bevorzugten Maßnahme, wonach der ovale Querschnitt im Hinblick auf die Position und/oder das Ausmaß der Ausbauchung an der Ober- und Unterseite, wenn die Längsachse horizontal ausgerichtet ist, asymmetrisch ist.
Im Hinblick auf die Maße zumindest eines Steges, bevorzugt sämtlicher Stege des Schutzgitters hat sich im Querschnitt eine Breite von 4,0 mm bis 4,2 mm, insbesondere etwa 4,11 mm und/oder eine Höhe von 6,0 mm bis 6,4 mm, insbesondere etwa 6,2 mm als günstig erwiesen. Die Höhe verläuft hierbei im Wesentlichen in der Strömungsrichtung, und die Breite hierzu senkrecht. Ferner werden für den Abstand zum Lüfter mehr als 10 mm, insbesondere 10 bis 20 mm bevorzugt. Für die Neigung der Stege werden gute Eigenschaften für +-45° von der Hauptströmungsachse, mit anderen Worten der Axialachse des Lüfters erwartet.
Eine akzeptable Geräuschentwicklung hat sich bei ersten Versuchen ferner für diejenige Maßnahme herausgestellt, wonach eine Anzahl der radialen Stege unterschiedlich zu einer Anzahl von Schaufeln des Lüfters ist.
Dies gilt gleichermaßen für eine geneigte, gekrümmte oder gesichelte Ausbildung zumindest eines, bevorzugt sämtlicher radialer Stege, insbesondere wenn die Neigung/Krümmung/Sichelung in einer anderen Richtung ausgebildet ist als eine Krümmung der Schaufeln des Lüfters.
Bei Gestaltung mehrerer Stege mit ovalem Querschnitt wird aus Gründen der Strömungstechnik ferner bevorzugt, dass die Längsachsen mehrerer, bevorzugt sämtlicher ovaler Querschnitte parallel zueinander sind.
Schließlich kann es in bestimmten Anwendungsfällen Vorteile bieten, wenn das erfindungsgemäße Schutzgitter insgesamt zumindest abschnittsweise gekrümmt und/oder bezüglich einer Radialrichtung des Lüfters geneigt verläuft.
Allgemein ist darauf hinzuweisen, dass am heutigen Tag von der Anmelderin mit dem gleichen Titel eine Anmeldung eingereicht wird, deren Inhalt, insbesondere im Hinblick auf die Umgebung des Schutzgitters, also beispielsweise hinsichtlich einer Zarge, eines Lüfters und/oder eines die Rückströmung umlenkenden Ringes, zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird. Mit anderen Worten sind sämtliche darin beschriebenen Details, insbesondere, jedoch nicht beschränkt auf die genannten Bauteile, auf den Gegenstand der vorliegenden Anmeldung anwendbar.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Schnittansicht einer ersten Ausführungsform;
2 eine Draufsicht auf die erste Ausführungsform;
3 eine perspektivische Schnittansicht des Schutzgitters der ersten Ausführungsform;
4 eine perspektivische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform des Schutzgitters;
5 eine weitere perspektivische Schnittansicht der zweiten Ausführungsform des Schutzgitters;
6 eine perspektivische Schnittansicht einer dritten Ausführungsform des Schutzgitters;
7 eine perspektivische Schnittansicht einer vierten Ausführungsform des Schutzgitters;
8 eine perspektivische Schnittansicht einer fünften Ausführungsform des Schutzgitters
9 eine Schnittansicht einer sechsten Ausführungsform des Schutzgitters; und
10 bis 12 Schnittansichten weiterer Profile von Stegen des Schutzgitters.

Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
Wie in 1 erkennbar ist, weist das erfindungsgemäße Gebläse 10 einen Lüfter 12 auf, der von einer Zarge 14 umgeben ist. Die durch den Lüfter 12 erzeugte Strömungsrichtung erstreckt sich in 1 von links nach rechts, und stromaufwärts des Lüfters 12 ist ein Schutzgitter 16 vorgesehen.
Wie am unteren Rand der 1 erkennbar ist, ist in das Schutzgitter 16 ein Ring 18 integriert, der eine Rückströmung, die sich in 1 von rechts nach links erstreckt und insbesondere radial außen, d. h. in 1 am unteren Rand, auftritt, in Richtung der durch den Lüfter 12 erzeugten Strömungsrichtung umlenkt. Hierzu weist der Ring zum einen einen radial, d.h. in 1 von oben nach unten verlaufenden Abschnitt 20, und eine die beschriebene Umlenkung erzeugenden, in dem gezeigten Fall schräg in axialer Richtung verlaufenden Abschnitt 22 auf. Dieser ist bei der gezeigten Ausführungsform kürzer als der radiale Abschnitt 20, sorgt jedoch für die vorteilhafte Umlenkung der Rückströmung.
In 2 ist insbesondere das Schutzgitter 16 in der Draufsicht erkennbar, das zahlreiche konzentrische Stege 24 und mehrere im Wesentlichen radial verlaufende Stege 26 aufweist. In der gezeigten Ausführungsform sind die radial verlaufenden Stege gekrümmt. Insbesondere erstrecken sie sich an der Innenseite im Wesentlichen in der Radialrichtung, während sie an der Außenseite einen Winkel zur Radialrichtung aufweisen.
Wie in 2 ferner erkennbar ist, sind in dem gezeigten Fall sämtliche radialen Stege in der gleichen Richtung gekrümmt oder gesichelt, und diese Krümmung oder Sichelung verläuft an der Oberseite der 2 nach links. Für den darunter befindlichen Lüfter 12 und insbesondere die Vorderkanten 28, im Hinblick auf die Strömungsrichtung, der Schaufeln 30 des Lüfters ist zu erkennen, dass sie in der anderen Richtung gekrümmt oder gesichelt sind. Für diese Gestaltung hat sich herausgestellt, dass die Geräuschentwicklung geringgehalten werden kann.
Es sei erwähnt, dass das Schutzgitter 16 insbesondere in seinem mittleren Bereich auch anders gestaltet sein kann. Beispielsweise können die in 2 dort erkennbaren Öffnungen 32 sowohl in Umfangs- als auch in radialer Richtung größer ausgebildet sein. Insbesondere können sie sich über den gesamten Umfang erstrecken und/oder es kann in der Mitte des im Wesentlichen kreisförmigen Schutzgitter 16 lediglich ein kleiner geschlossener Bereich verbleiben.
3 zeigt eine Schnittansicht einiger konzentrischer Stege 24, aus der die im Wesentlichen ovale Querschnittsgestalt hervorgeht. In dem gezeigten Fall sind die Längsachsen der Ovale jeweils parallel zueinander und in Strömungsrichtung (in 1 von links nach rechts, in 2 senkrecht zur Zeichenebene und in 3 von oben nach unten) ausgerichtet. Ferner sind in dem gezeigten Fall gemäß sämtlichen Figuren die konzentrischen Stege 24 in Radialrichtung gleichmäßig voneinander beanstandet.
Dies gilt auch für die in 4 gezeigte alternative Ausführungsform, bei der sämtliche Stege 24 in der gleichen Richtung gegenüber der Strömungsrichtung geneigt sind. Wie sich anhand 5 und 6 ergibt, kann die Neigung in beide Richtungen ausgeführt sein, ergänzend geht jedoch aus 7 hervor, dass im Gegensatz zu der Darstellung in 5 und 6 nicht sämtliche Stege 24 auf dem gleichen Niveau in Axialrichtung liegen müssen. Vielmehr ist für den in 7 erkennbaren obersten Steg 24 gezeigt, dass dieser näher in Richtung des Lüfters 12 liegen kann, wie dies auch aus 1, unten, hervorgeht.
Dies gilt auch für die in 8 gezeigte Ausführungsform, bei der die Längsachsen der ovalen Querschnitte der beiden oberen, somit radial äußersten Stege 24 im Wesentlichen parallel zur Strömungsrichtung sind, jedoch die radial inneren Stege geneigt, in diesem Fall stromaufwärts, also nach rechts in der Figur, nach innen, gemäß der Ausrichtung in der Figur nach unten.
Wie in 9 angedeutet ist, kann das Schutzgitter 16 nicht nur in seinem radial äußersten Bereich gekrümmt oder geneigt sein, sondern insgesamt, sodass sich eine gewölbte oder domartige Gestalt ergibt.
In 10 bis 12 sind weitere mögliche Profile für die Stege, inklusive der radialen Stege 26 gezeigt. Gemäß 12 handelt es sich hierbei um eine Sichelform ab. Gemäß 10 sind Ober- und Unterseite gewölbt, jedoch asymmetrisch zueinander, indem gemäß 10 die Oberseite sowohl stärker gewölbt ist, als auch die Wölbung nicht symmetrisch zu einer in 10 von oben nach unten verlaufenden Mittelachse ausgebildet ist, sondern im Wesentlichen links davon. Dies gilt in gewisser Weise auch für das in 11 gezeigte Profil, bei dem jedoch die Unterseite eine umfangreichere Wölbung aufweist, sodass sich die Form an den in 3, 4, 7 und 8 erkennbaren Querschnitt annähert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

KR 20070081355 A [0003]

Claims

Gebläse für einen Wärmeübertrager eines Fahrzeugs, mit einem Lüfter und einem Schutzgitter stromaufwärts des Lüfters.
Gebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzgitter mehrere radiale und/oder konzentrische Stege aufweist.
Gebläse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Steg, insbesondere ein radialer, einen ovalen Querschnitt aufweist.
Gebläse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längsachse des Ovals einen Winkel zur Strömungsrichtung aufweist.
Gebläse nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Steg, insbesondere ein zu anderen konzentrischer, einen sichelförmigen Querschnitt oder einen im Wesentlichen ovalen, jedoch asymmetrischen Querschnitt aufweist.
Gebläse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der ovale Querschnitt im Hinblick auf die Position und/oder das Ausmaß der Ausbauchung an der Ober- und Unterseite asymmetrisch ist.
Gebläse nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Steg im Querschnitt eine Breite von 4,0-4,2 mm und/oder eine Höhe von 6,0-6,4 mm aufweist.
Gebläse nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl der radialen Stege unterschiedlich zu einer Anzahl von Schaufeln des Lüfters ist.
Gebläse nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein radialer Steg geneigt, gekrümmt oder gesichelt verläuft, insbesondere in einer anderen Richtung als Schaufeln (30) des Lüfters (12)
Gebläse nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachsen mehrerer, bevorzugt sämtlicher ovaler Querschnitte parallel zueinander sind.
Gebläse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzgitter zumindest abschnittsweise gekrümmt und/oder bezüglich einer Radialrichtung des Lüfters geneigt verläuft.