DE4445671A1 - Axiallüfter für einen Kühler eines Kraftfahrzeugmotors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Axiallüfter für einen Kühler ei­ nes Kraftfahrzeugmotors, dessen Lüfternabe mittels eines Lüf­ terflansches unter Belassung eines Ringspaltes auf einem Kupplungsgehäuse einer Flüssigkeitsreibungskupplung befestigt ist, die durch einen Antriebsteil des Kraftfahrzeugmotors an­ treibbar ist.

Axiallüfter, die sich bei niedrigen Geschwindigkeiten von Kraftfahrzeugen zur Belüftung des Kühlers des Kühlmittel­ kreislaufs des Kraftfahrzeugmotors drehen, sind bekannt. Sol­ che Axiallüfter werden unter Zwischenschaltung einer Flüssig­ keitsreibungskupplung direkt durch den Kraftfahrzeugmotor an­ getrieben, wobei zur Kraftübertragung entweder ein Keilriemen dient, oder der Antriebsteil der Flüssigkeitsreibungskupplung ist direkt auf der Kurbelwelle des Kraftfahrzeugmotors mon­ tiert. Die Flüssigkeitsreibungskupplung weist ein Kupplungs­ gehäuse auf, dessen Außenrand mit radial abragenden Kühlrip­ pen versehen ist. Eine Lüfternabe des Axiallüfters umschließt das Kupplungsgehäuse radial außen und ist starr auf dem Kupp­ lungsgehäuse befestigt. Um eine Umströmung der Kühlrippen des Kupplungsgehäuses zu ermöglichen, ist zwischen der Lüfternabe und dem Kupplungsgehäuse ein Ringspalt vorgesehen. Durch den Ringspalt zwischen Lüfternabe und Kupplungsgehäuse ergeben sich jedoch im Betrieb des Axiallüfters häufig Rückströmungen und Verwirbelungen, die die Strömungsverhältnisse des Axial­ lüfters negativ beeinflussen und so den Wirkungsgrad des Axiallüfters herabsetzen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Axiallüfter der eingangs genannten Art zu schaffen, der in strömungstechnischer Hin­ sicht verbessert ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß an der Lüfternabe auf einer auf die Strömungsrichtung der Luftströmung bezogenen Eintrittsseite ein Luftleitring vorgesehen ist, der ein bo­ genförmiges Profil aufweist, das der Strömungsrichtung axial entgegengerichtet und radial nach innen gekrümmt ist. Dadurch wird eine verbesserte Aufteilung der Luftführungen erreicht. Zum einen erfolgt die Luftführung der Hauptströmung durch das Vorsehen des Luftleitringes radial außen an der Lüfternabe entlang und an den Schaufeln des Axiallüfters vorbei. Zum an­ deren erfolgt durch den Luftleitring die Luftführung einer Nebenströmung zur Kühlung der Kühlrippen des Kupplungsgehäu­ ses gezielt zwischen Kupplungsgehäuse und Lüfternabe hin­ durch, ohne daß Rückströmungen oder Verwirbelungen entstehen. Dadurch werden Wirbelgebiete im Nabenbereich des Axiallüfters abgebaut, wodurch sich ein Druckgleichgewicht einstellen kann. Außerdem wird eine Erhöhung des Wirkungsgrades des Axiallüfters erzielt.

In Ausgestaltung der Erfindung ist eine vordere Stirnkante des Luftleitringes in axialem Abstand zu einem Außenrand des Kupplungsgehäuses angeordnet, und diese überragt den Außen­ rand radial nach innen. Dadurch wird die "Spoilerwirkung" des Luftleitringes weiter verbessert.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Luftleitring ein von der Lüfternabe getrenntes Bauteil, das lösbar an der Lüfternabe befestigt ist. Dadurch ist es möglich, den Luft­ leitring als Zusatzteil an bestehende Axiallüfter ohne gro­ ßen Aufwand anzubauen. Die lösbare Befestigung des Luftleit­ ringes gewährleistet dennoch ein einfaches Entfernen der Flüssigkeitsreibungskupplung von der Lüfternabe.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Luftleit­ ring mehrere über seinen Umfang verteilte Befestigungsfort­ sätze auf, die radial von innen an die Lüfternabe anschließen und axial zwischen Verstärkungsrippen der Lüfternabe hinein­ ragen. Als Befestigungsfortsätze sind insbesondere Befesti­ gungslaschen geeignet. Durch diese Ausgestaltung ist es mög­ lich, den Luftleitring durch eine einfache Befestigung der Befestigungslaschen an der Lüfternabe starr mit dieser zu verbinden. Vorteilhaft ist hierzu eine unlösbare Rastverbin­ dung vorgesehen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das an­ hand der Zeichnung dargestellt ist.

Die einzige Figur zeigt einen Schnitt durch eine erfindungs­ gemäße Ausführungsform eines Axiallüfters, dessen Lüfternabe auf einem Kupplungsgehäuse einer Flüssigkeitsreibungskupplung montiert ist und mit einem Luftleitring versehen ist.

Der Axiallüfter (1, 2) ist in nicht dargestellter Weise in einem Kraftfahrzeug in Fahrtrichtung hinter einem Kühlmittel­ kühler eines Kühlmittelkreislaufes für einen Kraftfahrzeugmo­ tor angeordnet. Der Axiallüfter (1, 2) erzeugt bei niedrigen Geschwindigkeiten des Fahrzeugs oder im Stillstand durch die Anordnung hinter dem Kühlmittelkühler eine Saugströmung (S) für den Kühlmittelkühler, wodurch Luft durch den Kühlmittel­ kühler hindurchströmt. Der Axiallüfter (1, 2) weist eine Flüssigkeitsreibungskupplung (1) auf, die mittels einer Flanschwelle (3) an eine Kurbelwelle des Kraftfahrzeugmotors angeschlossen ist. Der Kraftfahrzeugmotor stellt einen großen Lastkraftwagen-Motor dar. Bei kleinen Kraftfahrzeugmotoren wird die als Antriebsteil dienende Flanschwelle (3) nicht di­ rekt von der Kurbelwelle, sondern mit Hilfe von Keilriemen durch den Kraftfahrzeugmotor angetrieben. Den Abtriebsteil der Flüssigkeitsreibungskupplung (1) bildet ein Kupplungsge­ häuse (4), dessen Außenumfang mit radial nach außen abragen­ den Kühlrippen (17) versehen ist.

Ein Lüfterrad (2) des Axiallüfters (1, 2) weist eine das Kupplungsgehäuse (4) radial umschließende Lüfternabe (8) auf, die mittels eines Lüfterflansches (6) an dem Kupplungsgehäuse (4) befestigt ist. Die Lüfternabe (8) und der Lüfterflansch (6) sind durch Verstärkungsrippen (5) versteift. Zur Befesti­ gung der Lüfternabe (8) an dem Kupplungsgehäuse (4) weist der Lüfterflansch (6) mehrere radial nach innen ragende Befesti­ gungsstege auf, die mit Hilfe von axial ausgerichteten Befe­ stigungsschrauben mit dem Kupplungsgehäuse (4) verschraubt sind. Zwischen dem Lüfterflansch (6) und dem Kupplungsgehäuse (4) verbleibt ein Ringspalt (12), durch den Luft unter Um­ strömung der Kühlrippen (17) hindurch strömt. Um ein Druck­ gleichgewicht im Bereich der Lüfternabe (8) und weitgehend definierte Strömungsverhältnisse bei dem Axiallüfter (1, 2) zu erhalten, ist auf einer auf eine Luftströmung (S) bezoge­ nen Eintrittsseite der Lüfternabe (8), die dem Kühlmittelküh­ ler zugewandt ist, ein Luftleitring (10) vorgesehen, der beim Ausführungsbeispiel aus Kunststoff hergestellt ist. Der Luft­ leitring (10) stellt ein von dem Lüfterrad (2) getrenntes Bauteil dar, das an die eintrittsseitige Stirnseite der Lüf­ ternabe (8) angesetzt und lösbar mit dieser verbunden ist. Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung stellt der Luftleitring (10) kein getrenntes Bauteil, sondern einen Teil der Lüfternabe (8) dar.

Der Luftleitring (10) weist ein bogenförmiges Profil auf, das von der Stirnseite der Lüfternabe (8) aus zum Kühlmittelkühler hin axial nach vorne und radial nach innen - auf eine Drehachse (15) des Axiallüfters (1, 2) bezogen - gekrümmt ist. Der Luftleitring (10) weist eine innere Stirnkante (14) auf, die in axialem Abstand vor den Kühlrippen (17) des Kupp­ lungsgehäuses (4) angeordnet ist. Der Luftleitring (10) ist radial von innen an die Lüfternabe (8) im Bereich ihrer ein­ trittsseitigen Stirnseite angesetzt, wobei eine die Luftleit­ fläche für die Hauptströmung bildende Oberfläche bündig und fluchtend an die Stirnseite der Lüfternabe (8) anschließt. Durch diesen gleichmäßigen Übergang wird ein Ablösen der Strömung im Einstrittsbereich der Lüfternabe (8) vermieden. Der Luftleitring (10) weist über seinen Umfang gleichmäßig verteilt als Befestigungsfortsätze vier Befestigungslaschen (11) auf, die auf einer Innenseite der Lüfternabe (8) an die­ ser anliegen. Auf die Anzahl der Befestigungslaschen kommt es nicht an. Bei anderen erfindungsgemäßen Ausführungen sind an­ derszahlige Anordnungen von Befestigungslaschen vorgesehen. Die Abmessungen dieser Befestigungslaschen (11) sind so auf den Abstand zweier benachbarter Verstärkungsrippen (5) zuein­ ander abgestimmt, daß die Befestigungslaschen (11) jeweils zwischen zwei Verstärkungsrippen (5) einschiebbar sind. Die Befestigungslasche (11) wird mit Hilfe einer Befestigungs­ schraube (13) mit der Lüfternabe (8) verschraubt, wobei jede Befestigungsschraube (13) radial von außen durch die Lüftern­ abe (8) hindurch und in die jeweilige Befestigungslasche (11) hineingeschraubt wird. Bei anderen Ausführungsformen der Er­ findung sind andere Arten von Befestigungen für den Luftleitring (10) vorgesehen. Bei einem bevorzugten Ausführungsbei­ spiel sind die Befestigungsfortsätze des Luftleitringes mit Hilfe von unlösbaren Rastverbindungen mit der Lüfternabe ver­ bunden.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine lösbare Befestigung des Luftleitringes (10), da für ein Abmontieren der Flüssigkeitsreibungskupplung (1) vom Lüf­ terrrad (2) zunächst dem Luftleitring (10) entfernt werden muß. Dies ist der Fall, da beim Ausführungsbeispiel die Stirnkante (14) den durch die Kühlrippen (17) gebildeten Au­ ßenumfang der Kupplung um ein geringes Stück radial nach in­ nen übergreift. Selbstverständlich sind jedoch auch unlösbare Befestigungen des Luftleitringes (10) an der Lüfternabe (8) möglich, falls die Flüssigkeitsreibungskupplung (1) in entge­ gengesetzter Richtung demontierbar ist oder die Stirnkante des Luftleitringes die Demontage der Kupplung nicht behin­ dert.

Durch den Luftleitring (10) ergeben sich definierte Luftfüh­ rungen für den Lüfter sowie ein Druckgleichgewicht im Ring­ spalt (12), da durch den Luftleitring (10) Gegenströmungen und Verwirbelungen im Bereich zwischen der Lüfternabe (8) und der Kupplung vermieden werden. Das Lüfterrad (2) stellt in an sich bekannter Weise einen Mantellüfter dar, der einen die Lüfterschaufeln (9) radial außen umschließenden Mantel (16) aufweist. Das Lüfterrad (2) ist einschließlich dem Lüfter­ flansch (6), der Lüfternabe (8), den Lüfterschaufeln (9) und dem Mantel (16) einstückig aus Kunststoff hergestellt.

Claims (5)

1. Axiallüfter für einen Kühler eines Kraftfahrzeugmotors, dessen Lüfternabe mittels eines Lüfterflansches unter Belassung eines Ringspaltes für einen den Kühlrippen des Kupplungsgehäuses zugeordneten Teilstrom auf einem Kupplungsgehäuse einer Flüssigkeitsreibungskupplung be­ festigt ist, die durch einen Antriebsteil des Kraft­ fahrzeugmotors antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Lüfternabe (8) auf einer auf die Strömungs­ richtung der Luftströmung (S) bezogenen Eintrittsseite ein Luftleitring (10) vorgesehen ist, der ein bogenför­ miges Profil aufweist, das der Strömungsrichtung (S) axial entgegengerichtet und radial nach innen gekrümmt ist.

2. Axiallüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine vordere Stirnkante (14) des Luftleitringes (10) in axialem Abstand zu einem Außenrand des Kupp­ lungsgehäuses (4) angeordnet ist und den Außenrand ra­ dial nach innen überragt.

3. Axiallüfter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftleitring (10) ein von der Lüfternabe (8) getrenntes Bauteil ist, das lösbar an der Lüfternabe (8) befestigt ist.

4. Axiallüfter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftleitring (10) mehrere über seinen Umfang verteilte Befestigungsfortsätze (11) aufweist, die ra­ dial von innen an die Lüfternabe (8) anschließen und axial zwischen die Verstärkungsrippen (5) der Lüfterna­ be (8) hineinragen.

5. Axiallüfter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsfortsätze mit Hilfe von Rastmitteln mit der Lüfternabe verrastet sind.