DE3724319A1

DE3724319A1 - Luefterrad fuer ein kuehlgeblaese

Info

Publication number: DE3724319A1
Application number: DE19873724319
Authority: DE
Inventors: K Gerd Friedrichs
Original assignee: Klifa & Co GmbH
Current assignee: FRIEDRICHS, K. GERD, DIPL.-ING., 8432 BEILNGRIES,
Priority date: 1987-07-22
Filing date: 1987-07-22
Publication date: 1989-02-09
Also published as: DE3724319C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Lüfterrad für ein Kühlgeblase eines Verbrennungsmotors mit einer Nabe und darauf ange ordneten Gebläseschaufeln.

Bekanntlich sind derartige Gebläse bei wassergekühlten Verbrennungsmotoren zwischen dem Kühler und dem Motorblock angeordnet. Über das Lüfterrad wird Frischluft angesaugt, welche durch den Kühler hindurchgeführt und nach außen abge leitet wird. Es ist dabei üblich, die Kühlluft axial durch das Lüfterrad zu führen, d.h. sie gelangt zunächst in einen Zwischenraum zwischen dem Lüfterrad und dem Motorblock und wird dort radial nach außen abgeführt. Aus verschiedenen Gründen ist man neuerdings gezwungen, das Lüfterrad mög lichst nahe am Motorblock anzuordnen, wobei der zur Luftab führung zur Verfügung stehende Raum zwangsläufig verkleinert und das Abblasen der Luft erschwert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lüfterrad der eingangs genannten Art anzugeben, welches mit geringem Ab stand vor dem Motorblock angeordnet werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des Haupt anspruches gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen niedergelegt.

Ein wichtiges Funktionsmerkmal der Erfindung ist in der axi alen Ansaugung und im radialen Abblasen der Kühlluft zu se hen. Da das Fluid nicht axial abströmt, kann das Lüfterrad nahe vor dem Motorblock liegen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter beschrie ben.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Teilansicht eines Lüfter rades in Achsrichtung.

Fig. 2 zeigt schematisch eine Seitenansicht des Lüfterrads gemäß Fig. 1.

Fig. 3 zeigt schematisch eine Aufsicht auf das Lüfterrad gemäß Fig. 1 und

Fig. 4 und 5 zeigen jeweils ein Schaufelprofil.

In Fig. 1 ist der obere Halbkreis eines Lüfterrades mit einer Nabe 1 und einer darauf angeordneten Schaufel 2 ver anschaulicht. Die vollständige Gebläsebeschaufelung umfaßt für das dargestellte Beispiel insgesamt neun derartiger Schaufeln 2. Aus Gründen der übersichtlichen Darstellung ist jedoch nur eine einzige Schaufel 2 wiedergegeben, wobei im übrigen die Schaufelhohlseite dem Betrachter zugewandt ist.

Die abgebildete Berandung der Schaufel 2 stellt eine Pro jektion in die Zeichenebene dar. Geometrische Kenngrößen, insbesondere die Winkel und die Kurvenverläufe, können un mittelbar aus den Figuren entnommen werden, da die Zeich nung auf ein im Modell hergestelltes und erprobtes Lüfter rad zurückgeht. Bezüglich der Offenbarung dieser geometri schen Kenngrößen wird daher ausdrücklich auf die Figuren verwiesen soweit sie nicht aus der folgenden Beschreibung entnehmbar sind.

Der Durchmesser D 1 der Nabe 1 und der Durchmesser D 2 des Lüfterrades, welches einen Außenumfangskreis 20 aufweist, verhalten sich in dem vorliegenden Beispiel wie 1:2,4.

Wie der Verlauf der Kante 10 und der Eintrittskante 14 zeigt, ist die Schaufel 2 entgegen der Drehrichtung 4 mit einer Rückwärtskrümmung versehen. Ein Endpunkt 6 der Kan te 10 am Schaufelende ist somit gegenüber einem Fußpunkt 5 auf der Nabe 1 nach hinten versetzt. Unterlegt man der dar gestellten Anordnung aus Gründen der leichteren Verdeut lichung ein rechtwinkeliges Koordinatensystem, dessen Mit telpunkt in der Achse 7 des Lüfterrads liegt und dessen X- bzw. Y-Achse von Sehnen 14, 15, die sich in der Achse 7 schneiden, gebildet wird, so liegt der Endpunkt 6 um einen Winkel α 1 um die Sehne 14 nach hinten versetzt. Der Fuß punkt 5 liegt im Abstand a _o vor der Sehne 14.

Die Kante 10 ist von der Nabe 1 ausgehend aus einem Kreis bogenstück mit dem Radius R 1 und im Bereich des Schaufel endes aus einer Geraden 17 mit der Länge C 1 zusammengesetzt. Das Kreisbogenstück besitzt den Mittelpunkt M 1, der im Ab stand a 1 und b 1 von einem Mittelpunkt M 2 eines die Eintritts kante 14 betreffenden Kreisbogenstücks liegt.

Die Eintrittskante 14 setzt sich aus drei Kreisbogen mit den Radien R 2, R 3 und R 4 und den Mittelpunkten M 2, M 3 und M 4 zusammen. Der Mittelpunkt M 2 liegt im Abstand a 2 vom Fuß punkt und im Abstand b 2 von der Sehne 15. Die Mittelpunkte M 3 und M 4 befinden sich im Abstand a 3 bzw. a 4 und b 3 bzw. b 4 von den Sehnen 14 und 15. Aus der Figur ist ohne weite res zu entnehmen, daß die Krümmung der Eintrittskante 14 im Bereich des Schaufelendes stärker ist als im Bereich der Nabe 1.

Die Gerade 17 der Kante 10 schließt mit einem von der Ach se 7 ausgehenden Strahl 13 einen Winkel α 2 ein.

In der Seitenansicht des Lüfterrades gemäß Fig. 2 ist die Hauptströmung des Fluids durch einen Pfeil 18 verdeut licht. Demnach tritt das Fluid in axialer Richtung im Be reich der Nabe 1 ein und wird durch die Schaufel 2 bzw. den vollständigen Schaufelkranz im wesentlichen radial ausgeblasen. Die Fig. 2 stellt wiederum eine Projektion der Schaufel 2 in die Zeichenebene dar. Ferner ist sche matisch ein Gehäuse 21 im Schnitt dargestellt, welches den Einlauf 22 des Fluids festlegt. Die Schaufelbreite ist in Fig. 2 mit B bezeichnet.

In der Fig. 3 ist eine radiale Aufsicht auf die mit dem Fluid beaufschlagte Druckseitenfläche 19 der Schaufel 2 ge zeigt. Im übrigen sind gleiche Einzelheiten wie in Fig. 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In der Fig. 4 ist ein Profilschnitt gemäß der Schnittlinie A-A (Fig. 1) gezeigt. Dieser Profilschnitt ist identisch mit dem Profilschnitt entlang der Schnittlinie B-B, die durch die Mittelpunkte M 2 und M 3 verläuft. Die Schnittlinie A-A verläuft parallel zur Sehne 15 durch den Mittelpunkt M 2. Ferner schließen die Schnittlinien A-A und B-B den Winkel α 3 ein (Fig. 1). Es handelt sich um ein Kreisbogenprofil mit einem Radius R 7 an der Rückenseite. Die Pfeilhöhe an der Schaufelhohlseite ist mit f 1 und die Profildicke an der dicksten Stelle mit d 1 bezeichnet. Die Profilkontur wird ferner durch die Sehne S 1 und den Schaufelwinkel β 1 sowie den Eintrittsradius R 8 und den Austrittsradius R 9 bestimmt, die in dem vorliegenden Beispiel gleich sind.

Die Fig. 5 zeigt einen Profilschnitt gemäß der Schnittlinie C-C (Fig. 1), die durch den Mittelpunkt M 2 sowie den Schnitt punkt der Eintrittskante 14 mit dem Umfangskreis 20 verläuft. Die Sehne ist hierbei mit S 2 und die Pfeilhöhe mit f 2 bezeichnet. Aus einem Vergleich des Profils gemäß Fig. 5 und des Pro fils gemäß Fig. 4 wird deutlich, daß sich das Profil aus gehend vom Schnitt B-B zum Schnitt C-C rasch ändert. Insbesondere ist der zum Profil am Schaufelende gehörende Schaufelwinkel β 2 deutlich größer als der Schaufelwinkel β 1. Des weiteren ist der Radius R 12 des auf die Rücken seite bezogenen Kreisbogens gegenüber dem entsprechenden Radius R 7 gemäß Fig. 3 vergrößert. Die Radien R 10 und R 11 der Abrundungskreise und die größte Dicke d 2 sind dagegen kleiner.

Das Profil der Schaufel 2 gemäß den Schnittlinien A-A und B-B ist zur axialen Beaufschlagung mit dem Fluid ausgebil det, während das Profil am Schaufelende zur radialen Be aufschlagung ausgebildet ist.

In der folgenden Liste sind typische Bemessungen der geo metrischen Kenngrößen in Millimetern oder Winkelgraden an gegeben:

Nabendurchmesser D 1:
175
Durchmesser D 2 des Außenumfangskreises:	420
Abstand a 0:	10
Abstand a 1:	40
Abstand a 2:	50
Abstand a 3:	119
Abstand a 4:	5
Abstand b 1:	97,5
Abstand b 2:	116
Abstand b 3:	110
Abstand b 4:	4
Radius R 1:	124
Radius R 2:	165
Radius R 3:	90
Radius R 4:	102
Länge C 1:	51
Winkel α 1:	10
Winkel α 2:	20
Winkel α 3:	15
Schaufelbreite B:	45
Radius R 7:	75
Radius R 8 und R 9:	1
Radius R 12:	100
Radius R 10 u. R 11	0,75
größte Dicke d 1:	5
größte Dicke d 2:	2,5
Schaufelwinkel β 1:	45
Schaufelwinkel β 2:	75

Claims

1. Lüfterrad für ein Kühlgebläse eines Verbrennungsmotors mit einer Nabe und mit darauf angeordneten Schaufeln, die im Bereich der Nabe einen Schaufelwinkel zur axialen Be aufschlagung aufweisen, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schaufeln im Bereich der Schaufelenden zur radi alen Beaufschlagung ausgebildet sind und
daß die Schaufeln eine Rückwärtskrümmung aufweisen.

2. Lüfterrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaufelwinkel im Bereich der Nabe etwa 45° und im Bereich der Schaufelenden etwa 75° beträgt.

3. Lüfterrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwärtskrümmung durch zusammengesetzte Kreisbo gen festgelegt ist.

4. Lüfterrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwärtskrümmung für die Eintrittskante (14) aus drei Kreisbogen zusammengesetzt ist.

5. Lüfterrad nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwärtskrümmung an der Austrittskante im Be reich der Nabe aus einem Kreisbogen und im Bereich der Schaufelenden aus einer Geraden (16) zusammengesetzt ist.

6. Lüfterrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Endpunkt (12) der Geraden (16) am Außenumfangs kreis (20) des Lüfterrades mit einem vom Mittelpunkt (7) des Lüfterrades ausgehenden und den Endpunkt (12) schneidenden Strahl (13) einen Winkel (α 3) von 20° aufweist.

7. Lüfterrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (2) ein Schaufelprofil aufweisen.

8. Lüfterrad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaufelprofil im Bereich der Nabe (1) eine kleinere Wölbung aufweist als im Bereich der Schaufel enden.

9. Lüfterrad nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die größte Höhe des Profils im Bereich der Nabe (1) größer ist als im Bereich der Schaufelenden.

10. Lüfterrad nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil der Schaufeln (2) und der Schaufelwin kel (β 1) im ersten Drittel der Schaufeln (2) unver ändert bleibt.