DE19708915A1 - Axialgebläse, insbesondere für einen luftgekühlten Wärmetauscher in einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Axialgebläse, insbesondere für einen luftgekühlten Wärmeaustauscher in einem Kraftfahrzeug der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Bei Kraftfahrzeugen ist ein Gebläse häufig hinter einem Wärmeaustauscher angeordnet, wo es Luft vom Wärmeaustauscher ansaugt. Dabei ist einerseits der Wirkungsgrad des Gebläses wichtig, da der Wärmeaustauscher durch einen stärkeren Luftstrom wirksamer gekühlt wird. Andererseits ist auch die Geräuschentwicklung des Gebläses ein sehr wichtiger Faktor. Dies gilt besonders für Fahrzeuge, bei denen das Gebläse nach dem Abschalten des Motors weiterlaufen kann oder bei denen andere Geräuschquellen zielstrebig so weit gedämpft werden, daß die lautesten Geräusche vom Gebläse kommen.

Auch werden die behördlichen Anforderungen bezüglich der Geräuscharmut ständig erhöht. Es ist daher notwendig, den Geräuschpegel auf annehmbare Werte zu senken, ohne jedoch die Kühlkapazität des Kühlers zu beeinträchtigen.

Weiterhin ist allgemein bekannt, daß ein geringes Spiel zwischen den Schaufelspitzen eines Axiallüfterrades und der umgebenden Ummantelung einen besseren Wirkungsgrad des Lüfters bedingt und zugleich geringe Geräusche verursacht. Bedingt durch die Herstellungstoleranzen und der Relativbewegung zwischen Lüfterrad und Ummantelung ist jedoch im allgemeinen ein mittleres bis großes Spiel üblich. Die dadurch bedingte Schaufelspitzen-Wirbelbildung ist Ursache für Geräusche, die einen wesentlichen Anteil am Gesamtgeräusch haben. Zur Schaffung eines wirtschaftlichen Aufbaus mit gutem Wirkungsgrad ist daher eine Bauart anzustreben, bei der der Rückstrom der Luft von der Hochdruckseite des Lüfters in glatter Weise erfolgt, d. h. ohne Strömungsseparation und ohne Turbulenzen und damit mit geringer Geräuschbildung.

Es ist ferner bekannt, daß durch Anordnung eines Abschlußrings an den Spitzen der Schaufeln des Lüfterrades ein Spiel zu der umgebenden Ummantelung vermieden werden kann und damit Geräusche infolge der Schaufelspitzen-Wirbelbildung der rückströmenden Luft zu vermeiden sind. Ist der Abschlußring aber nicht richtig geformt, so stört der Rückstrom der Luft den Zuluft-Hauptstrom zum Lüfterrad entweder durch unstetige Beeinflussung oder durch Strömungsseparation des Luftstroms am Einlaßende des umlaufenden Abschlußrings. Hierdurch werden Rotationsgeräusche gebildet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Axialgebläse zu schaffen, welches mit geringer Geräuschentwicklung in einem weiten Betriebsbereich arbeitet als übliche Axialgebläse entsprechender Größe.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Ein besonderer Vorteil des Axialgebläses gemäß der Erfindung besteht darin, daß die Dipol- und Quadrupolquellen im Luftstrom vermindert und Rezirkulationen zwischen der Druckseite und der Saugseite weitgehend vermieden werden. Hierdurch ergibt sich eine geringere Schallabstrahlung und damit eine geringere Geräuschentwicklung.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen im Folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Axialgebläses im Schnitt und

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel.

Die Fig. 1 zeigt ein Axialgebläse 1 insbesondere für einen luftgekühlten Wärmeaustauscher 3 mit einem Lüfterrad 5, an dessen Nabe 7 nach außen von diesem abstehende Lüfterflügel 9 befestigt sind. Diese Lüfterflügel 9 sind mit ihren äußeren Enden mit einem die Nabe 7 konzentrisch umgebenden Luftleitring 11 fest verbunden. Der Luftleitring 11 ist in einem hohlzylindrischen Mantelteil 13 einer mit dem Wärmeaustauscher 3 fest verbundenen Hutze 15 drehbar gelagert. Diese Hutze 15 dient auch als Tragelement für den in der Nabe 7 als Elektromotor gelagerten Außenläufermotor 17, wobei der Rotor 19 mit der Nabe 7 fest verbunden ist.

Konstruktive Einzelheiten des Elektromotors, des Lüfterrades 5 und der Verbindung der beiden Teile miteinander sind nicht erfindungswesentlich. Sie können daher von beliebiger Art sein und werden daher nicht näher beschrieben.

Die Hutze 15 weist einen gegenüber dem hohlzylindrischen Mantelteil 11 durch eine Stufe 18 abgesetzten Abschnitt größeren Durchmessers auf, an welchem sich ein Befestigungsrand 21 mit Durchgangsbohrungen 23 für nicht dargestellte Befestigungsschrauben zum Befestigen der Hutze 15 an dem Wärmeaustauscher anschließt.

Um Wirbelströme beim Eintritt des Kühlluftstromes in das Lüfterrad 5 auszuschließen bzw. mindestens zu minimieren, ist der Luftleitring 11 mit einer Abrundung 25 auf der Zuströmseite versehen. Ein derartig ausgebildetes Lüfterrad 5 ist bereits aus dem Stand der Technik bekannt und erzeugt auch noch unangenehme Geräusche, welche erfindungsgemäß dadurch reduziert werden, daß ein hohlzylinderförmiger Ummantelungsring 27 den hohlzylindrischen Mantelteil 13 der Hutze 15 mit radialem Abstand konzentrisch umgibt. Hierbei überlappt der Ummantelungsring 27 das freie Ende des Mantelteiles 13 der Hutze 15 derart, daß die Dipol- und Quadrupolquellen im Luftstrom vermindert und Rezirkulationen zwischen der Druck- und der Saugseite des Axialgebläses 1 weitgehend vermieden werden. Dieses wiederum bewirkt eine geringere Schallabstrahlung und damit eine geringere Geräuschentwicklung. Bei den Dipolquellen handelt es sich um Impulsquellen mit einer Quellenform mittlerer Ordnung, während die Quadrupolquellen freie Wirbelquellen mit einer Quellenform niedriger Ordnung sind.

Der Ummantelungsring 27 ist über Befestigungsarme 29 mit dem Wärmeaustauscher 3 bzw. mit der Hutze 15 fest verbunden. Vorteilhaft sind die Befestigungsarme 29 mit dem Ummantelungsring 27 einstückig aus Kunststoff ausgebildet.

Der Luftleitring 11 und der hohlzylinderförmige Mantelteil 13 der Hutze 15 sind konzentrisch zueinander ausgebildet, wobei deren von dem Wärmeaustauscher 3 abgewandten freie Enden 31, 33 annähernd in einer Ebene liegen. Der diese freien Enden 31, 33 des Mantelteiles 13 und des Luftleitringes 11 überlappende Ummantelungsring 27 gewährleistet eine erhebliche Reduzierung des Geräuschpegels.

Im Rahmen der Erfindung können die Hutze und der Luftleitring 37 des Lüfterrades 39 gemäß Fig. 2 so ausgebildet sein, daß die Hutze 35 einen Trichter 41 mit einem Zylindermantel 43 aufweist, während der Luftleitring 37 mit einem entsprechend aufgeweiteten Trichter 45 versehen ist. Wesentlich für eine Geräuschreduzierung ist auch hierbei ein Ummantelungsring 47, welcher den Zylindermantelteil 43 der Hutze 35 mit radialem Abstand umgibt und axial überlappt.

Claims (4)

1. Axialgebläse, insbesondere für einen luftgekühlten Wärmeaustauscher eines Kraftfahrzeuges mit einem Lüfterrad, an dessen Nabe nach außen von diesem abstehende Lüfterflügel befestigt sind, welche mit ihren äußeren Enden mit einem die Nabe konzentrisch umgebenden Luftleitring verbunden sind, wobei der hohlzylinderförmige Mantelteil einer mit dem Wärmeaustauscher fest verbundenen Hutze den Luftleitring mit Abstand umgreift, dadurch gekennzeichnet, daß ein hohlzylinderförmiger Ummantelungsring (27) den Mantelteil (13) der Hutze (15) mit radialem Abstand konzentrisch umgibt und in axialer Richtung das freie Ende (14) des Mantelteiles (13) überlappt.

2. Axialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ummantelungsring (27) über Befestigungsarme (29) mit dem Wärmeaustauscher (3) bzw. der Hutze (15) fest verbunden ist.

3. Axialgebläse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsarme (29) mit dem Ummantelungsring (27) einstückig aus Kunststoff ausgebildet sind.

4. Axialgebläse nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftleitring (11) und der hohlzylinderförmige Mantelteil (13) der Hutze (15) konzentrisch zueinander ausgebildet sind und daß deren von dem Wärmetauscher abgewandte freie Enden (31, 33) annähernd in einer Ebene liegen.