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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Montageanordnung für
einen Axialströmungslüfter, beispielsweise
einen Lüfter,
der dafür
ausgelegt ist, durch ein Wärmetauschsystem
in einem Fahrzeug strömende
Luft zu kühlen.
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Ein Lüfter kann, wenn er für eine Fahrzeuganwendung
zum Einsatz kommt, entweder so angeordnet sein, daß er Luft
durch ein Wärmetauschsystem,
beispielsweise einen Kühler,
bläst,
wenn sich das Wärmetauschsystem
auf der Hochdruckseite (nachgeschaltet) des Lüfters befindet, oder Luft durch
das Wärmetauschsystem
zieht, wenn sich das Wärmetauschsystem
auf der Niederdruckseite (vorgeschaltet) des Lüfters befindet.
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Der Montage des Lüfters kommt besondere Bedeutung
zu, wenn er dafür
verwendet wird, Luft in einem gekapselten Motorraum zu bewegen.
Die Lüftermontage
wird insbesondere benötigt,
um zu verhindern, daß Geräusche und
andere Schwingungen zwischen dem rotierenden Lüfter und der Fahrzeugkarosserie übertragen
werden. Ein anderes Erfordernis besteht darin, mittels der Montage
soweit wie möglich
zu verhindern, daß es
um den Umfang des Lüfters
herum zu nach hinten erfolgenden Luftleakagen kommt.
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Eine erste Aufgabe der vorliegenden
Erfindung besteht darin, eine Lüftermontageanordnung bereitzustellen,
die in der Lage ist, für
eine verbesserte Leistung im Hinblick auf akustische Schwingungen zu
sorgen.
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Eine zweite Aufgabe der vorliegenden
Erfindung besteht darin, bei Aufrechterhaltung oder Steigerung des
Lüftersystemwirkungsgrads
für einen kleinstmöglichen
Lüftereinbausatz
zu sorgen.
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In der DE-A-4222264 wird eine Montageanordnung
zur Montage eines Axialströmungslüfters an einer
einen kreisförmigen
Durchgang definierenden Konstruktion beschrieben, wobei die Montageanordnung
mehrere gebogene Arme besitzt.
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In der EP-A-521285 wird eine Montageanordnung
zur Montage eines Axialströmungslüfters an einer
einen kreisförmigen
Durchgang definierenden Konstruktion beschrieben, wobei die Montageanordnung
mehrere Arme besitzt, die schräg
verlaufend ausgeführt
sind, so daß sie
den gleichen Winkel im Verhältnis
zu einem Radius des kreisförmigen
Luftdurchgangs bilden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird eine Montageanordnung zur Montage eines Axialströmungslüfters an
einer einen kreisförmigen
Durchgang definierenden Konstruktion bereitgestellt, wobei die Montageanordnung
mehrere Arme, die sich von einer Konstruktion aus erstrecken können, umfaßt, wobei
von diesen Armen ein Lüfter
abgestützt
werden kann und jeder Arm gerade ausgeführt ist, so daß er eine
jeweilige Längsachse
definiert, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei der Arme
jeweils mit einer schräg
verlaufenden Längsachse
so ausgeführt
sind, daß sie
jeweils einen unterschiedlichen Winkel im Verhältnis zu einem Radius des kreisförmigen Luftdurchgangs
bilden.
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Der Axialströmungslüfter ist vorzugsweise an einem
elektrischen Antriebsmotor zum Antrieb des Lüfters gesichert, und die Montageanordnung stützt den
Antriebsmotor ab.
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Die mehreren Arme sind vorzugsweise
mit unregelmäßigem Abstand
im Verhältnis
zum kreisförmigen
Durchgang angeordnet, so daß akustische Resonanzen
reduziert werden.
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Vorzugsweise besitzt mindestens ein
Arm, an seinem Stützkonstruktionsende,
einen Befestigungsfinger, der sich im Gebrauch parallel zur Ebene des
Lüfters
erstreckt, um mit einer Befestigungsbuchse der Konstruktion gleitend
zusammenzuwirken.
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Der Lüfter umfaßt vorzugsweise mehrere Flügel und
ein muldenförmiges
Nabenelement mit einem Vorderwandabschnitt, der sich zu einem Umfangsseitenwandabschnitt
hin erstreckt, sowie mehrere innenliegende, sich radial erstreckende
Schaufelelemente zur Luftumwälzung
innerhalb des Nabenelements, wobei jedes Lüfterelement einen ersten Abschnitt,
der sich nach vorne entlang dem Seitenwandabschnitt erstreckt, und
einen zweiten Abschnitt, der sich entlang der Vorderwand erstreckt, besitzt.
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Der Lüfter ist vorzugsweise an einem
Elektromotor zum Antrieb des Lüfters
gesichert, wobei sich ein Abschnitt des Motors innerhalb des Nabenelements
befindet, so daß der
Motor im Gebrauch durch von den Schaufelelementen bewirkte Luftumwälzung gekühlt wird.
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Der Lüfter besitzt vorzugsweise mehrere
Flügel,
wobei jeder an einem Spitzenbereich davon an einem Flügelstützband mit
einem sich radial erstreckenden schalltrichterförmigen Abschnitt gesichert ist
und die einen kreisförmigen
Durchgang definierende Konstruktion einen Ring umfaßt, der
sich axial zum schalltrichterförmigen
Abschnitt des Lüfters
hin erstreckt, um mit dem schalltrichterförmigen Abschnitt einen ersten
ringförmigen
Bereich zu definieren, der sich axial zum Lüfter erstreckt.
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Um die vorliegende Erfindung zu verdeutlichen
und darzulegen, wie die Erfindung realisiert werden kann, wird nunmehr
beispielhaft auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen.
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Es sei darauf hingewiesen, daß die 10 und 11 nicht der vorliegenden Erfindung entsprechen,
sondern in die vorliegende Anmeldung eingefügt wurden, um für eine Verdeutlichung
zu sorgen, da sich die Beschreibung der in 12 dargestellten Ausführungsform, die der vorliegenden
Erfindung entspricht, auf die Anordnungen in den 10 und 11 bezieht.
In den 10 und 11 sind einige Merkmale enthalten,
die der vorliegenden Erfindung entsprechen.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Lüfters von vorne;
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2 ist
eine Draufsicht des Lüfters
der
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1 von
vorne;
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3 ist
eine Querschnittsansicht durch die Nabe des Lüfters entlang der Linie III–III in 2;
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4 ist
eine Draufsicht eines Nabeneinsatzes für den Lüfter der 1 – 3;
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5 ist
eine Querschnittsansicht des Nabeneinsatzes der 4 entlang der Linie V–V in 4;
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6 zeigt
in schematischer Darstellung die Ausladung, den Flächenwinkel
bzw. die Steigung eines Lüfterflügels;
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7 ist
eine Querschnittsansicht durch den Lüfter entlang der Linie VII–VII in 2.
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Die 8 und 9 zeigen die Projektion eines Flügels auf
die Ebene orthogonal zur Flügelachse;
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10 zeigt
eine Teildraufsicht einer Lüftermontageanordnung;
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11 zeigt
einen Querschnitt durch einen Lüfter,
Elektromotor und Stützring
entlang der Linie XI–XI
in 10;
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12 zeigt
eine Modifizierung der Anordnung der 10;
und
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13 zeigt
eine Modifizierung der Nabe der 3 mit
einer verbesserten Kühlschaufelform.
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Die 1 und 2 zeigen einen Lüfter 2,
der eine zentral angeordnete zylindrische Nabe 4 mit mehreren
(sieben, wie abgebildet) Flügeln 6 besitzt, die
sich von dort aus radial nach außen zu einem außenliegenden
Band 8 mit einer allgemein zylindrischen Form hin erstrecken.
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Die Nabe 4 trägt einen
zentralen Nabeneinsatz 10, der eine Öffnung 12 zur Aufnahme
einer Welle definiert, auf der der Lüfter so montiert wird, daß er sich
um seine Mittelachse dreht. Das Flügelstützband 8 umschließt die Flügel und
ist auf der Rotationsachse des Lüfters 2 allgemein
zentriert. Jeder Flügel 6 erstreckt
sich von einem an der Nabe 4 gesicherten Wurzelbereich 14 aus
zu einem an der Innenfläche
des Flügelstützbands 8 gesicherten äußeren Bereich
(oder Spitzenbereich) 16. Der Spitzenbereich 16 der
Flügel 6 ist
jeweils über
die volle Breite der Flügel
und nicht an einem einzelnen Punkt oder über eine enge Verbindungslinie
mit dem Band verbunden. Dies erhöht
die Festigkeit der Konstruktion.
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Das Flügelstützband 8 des Lüfters verleiht der
Konstruktion des Lüfters
zusätzliche
Festigkeit, indem es die Flügel
an ihrer Spitze abstützt,
und es dient außerdem
dazu, Luft an der Arbeitsfläche
der Flügel
zu halten. Das Band 8 weist eine einheitliche Dicke auf
und besitzt einen ersten, sich axial erstreckenden zylindrischen
Abschnitt 9 sowie einen axial äußersten Abschnitt 9a,
der radial nach außen
gebogen ist, um, wie am besten aus 7 erkennbar,
eine Schalltrichterform zu bilden.
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Der gebogene Abschnitt 9a des
Bands 8 reduziert Verluste, die auf Verwirbelungen in einem Spalt
zwischen dem Lüfter
und einem den Lüfter
umgebenden Verkleidungselement zurückzuführen sind. Das Band 8 sorgt
darüber
hinaus für
einen einheitlichen Luftströmungsdurchgang
durch den Lüfter und
verringert aufgrund der Spitzenabstützung unerwünschte Veränderungen des Flächenwinkels
u und des Steigungswinkels (siehe 6)
des Flügels.
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Die Flügel 6 besitzen jeweilige
Vorderkanten B und Hinterkanten C und sind so
geformt, daß sie am
Band 8 gesichert sind, wobei die Vorderkante B tangential
zum gebogenen Abschnitt 9a des Bands verläuft. Dies
ist aus 7 erkennbar.
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Wenn der Lüfter in einer Fahrzeuganwendung
zur Motorkühlung
verwendet wird, kann er vor oder hinter einem der Motorkühlung dienenden
Wärmetauschersystem
positioniert sein, das beispielsweise einen Kühler, einen Kondensator und
einen Ölkühler umfaßt. Der
Lüfter
kann so angeordnet sein, daß Luft
entweder durch das Wärmetauschersystem geblasen
wird, wenn sich der Wärmetauscher
auf der Hochdruckseite (nachgeschaltet) des Lüfters befindet, oder daß Luft durch
das Wärmetauschersystem gezogen
wird, wenn sich der Wärmetauscher
auf der Niederdruckseite (vorgeschaltet) des Lüfters befindet. Der Lüfter 2 wird
vorzugsweise in Verbindung mit einer Verkleidung verwendet, die
sich zwischen dem Kühler
und der Außenkante
des Lüfters
erstreckt. Die Verkleidung dient dazu, eine Rückumwälzung von Luft um die Außenkante
des Lüfters
herum vom Hochdruckbereich auf der nachgeschalteten Seite des Lüfters hin
zum Niederdruckbereich auf der gegenüberliegenden Seite des Lüfters neben
dem Kühler
zu verhindern. Eine bekannte Verkleidungskonstruktion ist, wie beispielsweise
in der US-A-4,358,245 dargestellt, trichterförmig ausgeführt. Eine zweite Verkleidungsanordnung
ist in den 10 – 12 dargestellt und wird hierin
nachstehend beschrieben.
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Zunächst wird auf die Konstruktion
der Nabe gemäß 3 Bezug genommen. Die Nabe
besitzt ein aus Kunststoff geformtes Körperelement 18, das einen äußeren zylindrischen
Nabenring 20 und einen inneren zylindrischen Nabenring 22 definiert.
Der innere und der äußere Nabenring
definieren einen dazwischen befindlichen ringförmigen Raum 21. Der
innere zylindrische Nabenring 22 besitzt eine erste und eine
zweite axial beabstandete ringförmige
Leiste 24 bzw. 25, die radial nach innen ausgerichtet sind.
Die Leisten sind vorgesehen, um einen Nabeneinsatz 10, der
nachstehend ausführlicher
beschrieben wird, abzustützen.
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Der Nabeneinsatz 10, wie
in den 4 und 5 dargestellt, kann aus einem
Kunststoff- oder Metallmaterial bestehen und ist ein Körper, der
als ein massivwandiger Zylinder 26 mit mehreren am Umfang beabstandet
angeordneten Umfangsvorsprüngen 28 ausgebildet
ist, die eine durchbrochene Außenfläche bilden.
Die Durchbrechungen können
alle in der gleichen Ebene senkrecht zur Einsatzachse oder in unterschiedlichen
Ebenen senkrecht zu dieser Achse liegen. Der Einsatz 10 definiert
eine Öffnung 12 mit einem
ersten zylindrischen Abschnitt und einen angrenzenden D-förmigen Abschnitt,
d. h. er besitzt einen bogenförmigen
Abschnitt 30 und einen ge genüberliegenden einzelnen flachen
Abschnitt 32. Der flache Abschnitt 32 dient zur
Verkeilung mit einer in die Öffnung 12 eingesetzten
Welle, wodurch eine Rotation der Welle im Verhältnis zum Nabeneinsatz 10 verhindert
wird. Die durchbrochene Außenfläche des Nabeneinsatzes 10 ermöglicht es,
den Nabeneinsatz in einem einzelnen Herstellungsschritt mit dem
aus Kunststoff geformten Abschnitt 18 der Nabe zu verbinden.
Das heißt,
es wird eine den aus Kunststoff geformten Körperabschnitt 18 definierende
Form bereitgestellt, um darin den Nabeneinsatz 10 zu plazieren.
Kunststoffmaterial wird in einem bekannten Spritzgießverfahren
in die Form eingespritzt und tritt zwischen den Vorsprüngen 28 des
Nabeneinsatzes ein. Somit entsteht eine sichere mechanische Verbindung
zwischen dem Nabeneinsatz 10 und dem aus Kunststoff geformten
Abschnitt 18. Der Nabeneinsatz 10 sorgt für eine enge
Passung und reduziert somit das Spiel zwischen einer in die Öffnung 12 eingesetzten
Welle und dem Einsatz 10. Dies dient somit dazu, den Lüfter während der
Rotation in einem ausgewuchteten Zustand zu halten, und verringert
ein Abweichen des Lüfters
von der korrekten axialen Rotation.
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Die Verwendung eines einzelnen flachen
Abschnitts 32 ist vorteilhaft, weil der Nabeneinsatz 10, und
damit der Lüfter,
immer in der gleichen Orientierung im Verhältnis zur Welle montiert ist.
Somit können,
ohne daß der
Lüfter
nach einem Ausbau in der entgegengesetzten Orientierung wiedereingebaut werden
kann, Auswuchtmaßnahmen
durchgeführt werden,
wie sie möglich
sein würden,
wenn sowohl an der Welle als auch an der Nabe zwei flache Abschnitte
vorgesehen wären.
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Wenn jedoch derartigen Überlegungen
keine wesentliche Bedeutung zukommt, könnten zwei oder mehr flache
Abschnitte vorgesehen werden, wobei für die Welle die gleiche Anzahl
gelten würde.
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Wie wiederum aus 3 erkennbar, kann der ringförmige Raum 21 zwischen
dem inneren und dem äußeren Nabenring
die Frontseite eines zum Antrieb der Welle vorgesehenen Elektromotors
aufnehmen. Der Motor ist dann durch den geformten Abschnitt vor
dem Eindringen von Feuchtigkeit und Staub geschützt.
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Die Außenfläche der Lüfternabe 4 nähert sich
einer Muldenform an, die abgerundeter als die geraden zylindrischen
Naben nach dem Stand der Technik ausgeführt ist. Die Nabenaußenfläche weist insbesondere
einen zentralen abgeflachten vertieften Bereich 15 auf,
der von einem im wesentlichen gestrecktwinkligen ringförmigen Bereich 50 umgeben ist.
Der ringförmige
Bereich erstreckt sich zu einem im wesentlichen planaren ringförmigen Bereich 52, der
sich über
einen gerundeten Abschnitt 54 weiter in eine äußere zylindrische
Fläche 55 der
Nabe hineinerstreckt. Durch den Wegfall einer scharfkantigen Form
am vorderen Teil der Nabe werden Verwirbelungen, die sich an der
Nabenoberfläche
ausbilden, reduziert. Das Bilden von Verwirbelungen, als "Wirbelablösung" bekannt, bewirkt
eine unerwünschte Turbulenz
in der Strömung
im Bereich der Nabe und hat erhöhte
Geräuschpegel
zur Folge.
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Das Mindestmaß der Nabe in der axialen Richtung
entspricht mindestens dem Axialflügelmaß an der Wurzel des Flügels 6.
Das Axialmaß der
Nabe 4 bzw. des Flügelstützbands 8 kann
bis zu einem Wert von 50% des Axialmaßes des Bands 8 variieren.
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Die Innenfläche des geformten Nabenabschnitts 18 ist
mit mehreren Rippen, die sich radial erstrecken, ausgestattet, von
denen eine in 3 mit der
Bezugszahl 19 dargestellt ist. Die Rippen 19,
von denen zwei für
jeden Flügel
vorgesehen sind, sind mit dem geformten Kunststoffabschnitt 18 gebogen ausgeführt und
dienen dazu, eine im hinteren Teil der Nabe umlaufende Strömung in
wirksamer Weise zu führen,
um einen Elektromotor durch Dissipation dadurch erzeugter Wärme zu kühlen. Die
Rippen 19 erstrecken sich radial nach innen zum inneren
zylindrischen Ring 22 hin und sorgen somit ebenfalls für eine Abstützung des
Nabenkörpers
und des Nabeneinsatzes.
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Die Flügel des Lüfters werden nunmehr unter erneuter
Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben. Wie aus 1 ersichtlich, ist jeder
Flügel 6 dadurch
nach hinten schräg
verlaufend ausgebildet, daß die
Mittellinie des Flügels
(d. h. die Linie, die durch Verbindung derjenigen Punkte entsteht,
die am Umfang von der Vorderkante B und der Hinterkante C des
Flügels
einen gleichen Abstand aufweisen) in einer der Richtung D der
Drehung des Lüfters 2 entgegengesetzten
Richtung (Wurzel zur Spitze) gebogen ist. Die Vorderkante und die
Hinterkante B bzw. C sind in der gleichen Richtung
gebogen. Die schräg verlaufende
Ausbildung wird hierin als Tangentialausladung des Flügels beschrieben
und ist in 8 durch die
Winkel λ1, λ2 und λ3 schematisch
verdeutlicht. Darüber
hinaus ist jeder Flügel
so an der Nabe gesichert, daß der
Flügel
mit einem Flächenwinkel angeordnet
ist, der in 6 durch
den Winkel μ schematisch
verdeutlicht ist. Der Flächenwinkel μ ist der
Winkel zwischen einer Tangente zwischen einer Tangente P-T zur Flügeloberfläche und
einer senkrecht zur Rotationsachse verlaufenden Ebene P-Q. Darüber hinaus
weist der Flügel
eine solche Steigung auf, daß die
Vorderkante und die Hinterkante B bzw. C nicht
in der gleichen Ebene liegen. Der Steigungswinkel y, der
alternativ als Sehnenwinkel bekannt ist, ist ebenfalls in 6 dargestellt.
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7 zeigt
im Querschnitt den Flügel 6 und die
Verbindung an der Wurzel mit der Nabe 4 und an der Spitze
mit dem Band B. 7 zeigt
auch eine Variation des Flächenwinkels μ, bei der
der Flächenwinkel
im Verhältnis
zum Radius des Lüfters
entlang der Spannweite des Flügels über die
ersten 50% des innersten Radius abnimmt und dann während der
restlichen 50% konstant bleibt. Als Alternative zu dem während der
restlichen 50% der Flügelspannweite konstant
bleibenden Flächenwinkel
könnte
dieser Winkel über
diese Distanz leicht zunehmen.
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Nunmehr wird auf 8 Bezug genommen, um die Tangentialausladung λ des Flügels 6 zu
beschreiben. In 8 ist
der Lüfterursprung
mit 0 bezeichnet. Die Vorderkante B des Flügels enthält einen
Abschnitt BI, an dem die Tangente D zur Kurve durch den
Ursprung verläuft.
Desgleichen weist die Mittellinie des Flügels 6, als Kurve A dargestellt,
einen Punkt AI auf, an dem die Tangente x zur Linie durch
den Ursprung verläuft,
und wobei die die Hinterkante definierende Kurve C einen ähnlichen
Abschnitt CI aufweist, der tangential zur Radiallinie E verläuft.
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9 zeigt
das Verhältnis
zwischen der Projektion der Sehnenlänge an der Wurzel 14 des
Flügels
und derjenigen an der Spitze 16. Ri ist der Radius der
vom Lüfterursprung 0 aus
gemessenen Nabe, und θR ist der Winkel, der den Wurzelpunkten CR, BR der
Hinterkante bzw. der Vorderkante gegenüberliegt. Die Wurzelsehnenlängenprojektion
SR ergibt sich aus SR = RiθR, wobei θR ein
Bogenmaß ist.
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Die Punkte CT und BT sind
die Spitzenpunkte der Hinterkante bzw. der Vorderkante. Radien,
die diese Spitzenpunkte schneiden, liegen einem Winkel θt gegenüber. Somit entspricht die Spitzensehnenlängenprojektion
ST = Rfθt, wobei Rf der äußere Lüfterradius
ist. In der dargestellten Ausführungsform
ist θR größer als θt . Vorteilhafterweise nimmt die Sehnenlänge selbst
von der Wurzel des Flügels
aus über die
ersten 50% der Spannweite des Flügels
allmählich
zu. Die Sehnenlänge
kann dann über
die gesamte restliche Spannweite, oder bis zu etwa 70% der Spannweite,
abnehmen, um anschließend
konstant zu bleiben.
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Aus 1,
auf die erneut Bezug genommen wird, ist erkennbar, daß der Flügel eine
solche Steigung aufweist, daß sich
die Vorderkante und die Hinterkante B bzw. C nicht
in der gleichen Ebene befinden. Der Winkel, den die Flügelsehne
mit der horizontalen Achse bildet, wird als der Sehnenwinkel bezeichnet.
Der Sehnenwinkel nimmt im Verhältnis
zum Radius des Lüfters,
vorzugsweise entlang der gesamten Flügellänge, ab. Die projizierte Flügelbreite nimmt
von der Wurzel des Flügels
aus entlang der Spannweite des Flügels, d. h. mit zunehmendem
Flügelradius,
allmählich
ab.
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Der hierin beschriebene Flügel stellt
eine nachgeschaltete variable Axialströmungsgeschwindigkeit bereit,
die von der Nabe 4 aus zum äußersten Bereich des Flügels hin
kontinuierlich zunimmt, wobei die maximalen Axialgeschwindigkeiten über die Spannweite
des Flügels
in den äußersten
25 - 35% des Flügels
auftreten. Diese Variation ermöglicht
es, den Wirkungsgrad des Lüfters
zu optimieren und gleichzeitig den Geräuschpegel zu verringern.
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Unter Bezugnahme auf die 10 und 11 wird nunmehr eine Montageanordnung
für den
Lüfter gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben:
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Wie zunächst aus 10 ersichtlich, besteht die Montageanordnung
allgemein aus einem äußeren ringförmigen Ring 101 zur
Befestigung an der Karosserie eines Fahrzeugs, in dem der Lüfter montiert werden
soll, beispielsweise zur Befestigung in der Nähe eines Frontelements, z.
B. eines sogenannten "Kunststoffs", eines solchen Fahrzeugs,
und aus einem inneren, allgemein ringförmigen Ring 102 zur Abstützung eines
Elektromotors (110 – siehe 11), der zum Antrieb des
Lüfters
verwendet wird. Der innere Ring ist am äußeren Ring 101 durch
drei Arme 103, 104, 105 gesichert, die
sich, wie aus 10 ersichtlich,
allgemein radial erstrecken. An der Verbindungsstelle jedes Arms
mit dem inneren Ring 102 ist ein jeweiliges Loch 106 vorgesehen.
Jeder Arm ist über
den Außenumfang
des äußeren Rings 102 hinaus
verlängert,
um für
eine jeweilige Bajonettbefestigung 107, 108, 109 zu
sorgen. Die Bajonettbefestigungen ermöglichen es, den an der Montageanordnung
befestigten Lüfter
axial zur Gegenstücköffnung der
Fahrzeugkarosserie hin bereitzuhalten und dann in Umfangsrichtung
in die Gegenstückbajonettgehäuse an der
Karosserie hineinzudrehen.
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Wie in 11 dargestellt,
ist der Lüfter 4 am elektrischen
Antriebsmotor 110 gesichert, der wiederum mittels einer
Konsole 111 im inneren Ring 102 der Montageanordnung
montiert ist. Die Konsole 111 ist an der Montageanordnung über eine
geeignete Schraube 112 gesichert, die durch ein im Loch 106 befindliches
elastisches Montageelement 130, das hierin später beschrieben
wird, verläuft.
Die (nicht dargestellte) Verdrahtung des Motors wird von einem der
Arme gesichert und abgestützt,
um die Luftströmung
nicht zu beeinträchtigen.
Der äußere Ring 101 erstreckt
sich neben dem zylindrischen Abschnitt 9 des Flügelstützbands 8 der
Flügel,
um dazwischen einen engen ringförmigen
Durchgang zu definieren, der sich vom Band 8 aus radial erstreckt.
Ein Frontabschnitt 115 des Rings 108 befindet
sich unmittelbar hinter und neben dem gebogenen Abschnitt 9a des Flügelstützbands
B. Der gebogene Abschnitt 9a des Bands erstreckt sich radial über das
innerste radiale Maß des
Rings 101 hinaus.
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Ein Element 113 besteht
aus einem allgemein ringförmigen
Ring, der an der Fahrzeugkarosserie 114 gesichert oder
integral damit ausgebildet und vor dem Lüfter angeordnet ist. Das Ringelement 113 besitzt
eine Lippe, die sich radial zum Lüfter und nach hinten zum gebogenen
Abschnitt 9a des Bands 8 hin erstreckt. Das Element 113 und
der gebogene Abschnitt 9a definieren einen anderen engen
ringförmigen
Durchgang. Die Fahrzeugkarosserie 114 definiert einen kreisförmigen Durchgang
zur Aufnahme des Lüfters,
und dieser verläuft
um den Umfang des schalltrichterförmigen Abschnitts 9a herum,
um einen weiteren ringförmigen
Durchgang zu definieren. Durch den Zusammenbau des Rings 101,
der Karosserie 114 und des Elements 113 mit dem
Flügelstützband 8 wird
eine Reihe enger Durchgänge
zwischen der Vorderseite und der Rückseite des Lüfters sowie um
seine Kante herum bereitgestellt. Diese Durchgänge bilden ein Labyrinth und
wirken zusammen, um ein Zurückströmen von
Luft zu verhindern. Dadurch wird der Wirkungsgrad verbessert und
der Geräuschpegel
reduziert.
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Wie aus 11, auf die weiterhin Bezug genommen
wird, erkennbar, ist die Schraube 112, die die Konsole 111 im
Verhältnis
zum inneren Ring 102 sichert, mit dem Ring 102 durch
ein zweiteiliges elastisches Montageelement gekoppelt, das aus einer ersten
Hülse 130 besteht,
die einen Umfangsschlitz aufweist, der sich quer zur Achse der Hülse 130 erstreckt,
so daß die
Hülse.
in Form einer Durchführung am
Ring 102 gehalten wird. Die Hülse besitzt ein radial innenliegendes
axiales Loch zur Aufnahme und zum Einbau einer zweiten Hülse 131,
wobei diese zweite Hülse
ein radial innenliegendes axiales Loch für die Schraube 112 besitzt.
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Wie vorstehend erwähnt und
aus 10 ersichtlich,
ist der innere Ring im Verhältnis
zum äußeren Ring über drei
Arme 103, 104 und 105 abgestützt. Es
werden drei Arme verwendet, um eine akustische Koinzidenz zwischen
der Anzahl der Flügel
des Lüfters
zu verhindern sowie für
eine möglichst
geringe Beeinträchtigung
der Luftströmung
zu sorgen. Durch den Mangel an akustischer Koinzidenz wird das Ausbilden
von Resonanzen verhindert, die den Geräuschpegel erhöhen, zu
Schwingungen führen
oder den Wirkungsgrad der Vorrichtung reduzieren würden. Die
Anordnung zeichnet sich sowohl durch ein geringes Gewicht als auch
durch eine starre Ausführung
aus.
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In 11 ist
auch die Art der Verbindung des Lüfters mit dem Motor 110 dargestellt.
Der Motor besitzt, wie gezeigt, eine axial herausragende Welle 132,
um darauf den Lüfter
zu montieren. Die Welle besitzt einen abgeflachten axialen Abschnitt
zum Zusammenwirken mit dem flachen Abschnitt 32 des Nabeneinsatzes
und weist auch einen kreisförmigen vorspringenden
Abschnitt auf, der vom kreisförmigen Öffnungsabschnitt
des Nabeneinsatzes 10 umschlossen ist. Ein axial distaler
Abschnitt der Welle ist mit Gewinde versehen, um eine Mutter 133 aufzunehmen.
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Um den Lüfter auf der Motorwelle 132 zu montieren,
werden der Motor und der Lüfter
zusammen bereitgehalten, und der Lüfter wird gedreht, bis der
flache Abschnitt 32 mit dem flachen Abschnitt der Motorwelle 132 übereinstimmt.
Die Welle kann dann in den Lüfter
hineingedrückt
werden, so daß der
mit Gewinde versehene distale Abschnitt aus dem Nabeneinsatz 10 herausragt.
Der zylindrische Teil der Welle wird vom kreisförmigen Öffnungsabschnitt des Nabeneinsatzes 10 aufgenommen
und dient dazu, den Lüfter
zu zentrieren. Der flache Abschnitt an der Welle wirkt mit dem flachen
Abschnitt am Einsatz 10 zusammen, um die beiden drehbar
miteinander zu koppeln. Die Mutter 133 wird dann auf das
Ende der Welle aufgesetzt und festgezogen. Aus Gründen der Kompaktheit
ist das axiale Maß der
Mutter nicht größer als
das axiale Maß des
zentralen abgeflachten vertieften Bereichs 15 der Nabenaußenfläche. Die Mutter 133 steht,
wenn sie vollständig
festgezogen ist, mit der axial äußeren Fläche des
Nabeneinsatzes 10 und nicht mit der Nabe selbst in Eingriff.
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Wenn der Lüfter im Uhrzeigersinn gedreht werden
soll, handelt es sich bei dem Gewinde an der Motorwelle und der
Mutter jeweils um Linksgewinde, und wenn der Lüfter für eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn
vorgesehen ist, werden Rechtsgewinde verwendet.
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In 12,
auf die nunmehr Bezug genommen wird, ist, in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung, eine Modifizierung der Montageanordnung gemäß 10 dargestellt. Die Montageanordnung
besitzt, ähnlich
wie bei der in 10 gezeigten
Anordnung, einen äußeren Ring 101 und
einen inneren Ring 102. In diesem Fall sind jedoch der
innere und der äußere Ring
durch Arme 141, 142 und 143 verbunden.
Um eine akustische Koinzidenz weiter zu verringern, bildet der Arm 141 einen
spitzen Winkel im Verhältnis
zu einem Radius des äußeren Rings 101,
der Arm 142 bildet einen weniger spitzen Winkel mit einem
Radius des äußeren Rings 101, und
der dritte Arm 143 verläuft
parallel zu einem solchen Radius.
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Wie aus 13 ersichtlich, trägt eine Nabe 400, ähnlich wie
die vorstehend unter Bezugnahme auf 3 beschriebene
Nabe 4, einen zentralen Nabeneinsatz 10, der eine Öffnung 12 definiert.
Das Nabenelement 400 besteht aus einem aus Kunststoff geformten
Körperelement 180,
das einen im wesentlichen Planaren Vorderwandabschnitt 181 besitzt, der
eine allgemein ringförmige
Form aufweist. Der Vorderwandabschnitt 181 erstreckt sich über einen gerundeten
Abschnitt 182 in einen Umfangsseitenwandabschnitt 183,
der eine kreisförmige
zylindrische Form aufweist. Das Nabenkörperelement 180 ist
somit allgemein schalltrichterförmig
ausgebildet. Der Umfangsseitenwandabschnitt 183 stützt den Wurzelabschnitt
der mehreren Flügel
des Lüfters
ab.
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Die Innenfläche des Nabenelements 180 ist mit
mehreren, sich radial erstreckenden Rippen, ähnlich wie die in 3 dargestellten Rippen 19,
ausgestattet. Diese Rippen sind in 13 nicht
dargestellt, sind aber in einer Anzahl von einer Rippe pro Flügel, beispielsweise
eine Rippe entsprechend der Vorderkante jedes Flügels, vorgesehen. Die Innenfläche des
Nabenelements 180 ist auch mit mehreren innenliegenden,
sich radial erstreckenden Schaufelelementen 190 ausgestattet.
Die Schaufelelemente 190, die in einer Anzahl von einem
Element pro Flügel
vorgesehen sind, sind in ihrer Fläche beträchtlich größer als die hierin unter Bezugnahme
auf 3 beschriebenen
Rippen 19. Die Schaufelelemente 190 besitzen einen
ersten Abschnitt 191, der sich vom hintersten Ende des
Umfangsseitenwandabschnitts aus entlang dem Umfangswandabschnitt
zu einem zweiten Abschnitt 192 hin axial erstreckt, der
sich entlang dem Inneren des Vorderwandabschnitts 181 radial nach
außen
erstreckt.
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Der erste Abschnitt 191 besitzt
eine gerade, radial innenliegende Kante 193, die einen
Winkel J zu einer Ebene F-F' bildet, die senkrecht zur Lüfterachse
verläuft.
Der zweite Abschnitt besitzt auch eine gerade, radial innenliegende
Kante 194, die einen Winkel G zu einer anderen
Ebene H-H' bildet,
die parallel zur Ebene F-F' verläuft. Es
wurde festgestellt, daß eine
Vergrößerung der
Fläche
der Schaufelelemente 190 eine Vergrößerung der Luftströmung innerhalb
der Nabe bewirkt, und zwar aufgrund einer Turbinenwirkung. In der
beschriebenen Ausführungsform
beläuft
sich der Winkel J auf 60 Grad und der Winkel G auf
8 Grad.
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Wie hierin vorstehend beschrieben,
kann ein zum Antrieb des Lüfters
verwendeter Elektromotor teilweise innerhalb der Grenzen der Nabe
untergebracht werden. Größere Schaufelelemente
erhöhen die
Luftströmung
durch den Motor und verstärken
somit die Kühlung
des Motors. Die besondere Form der Schaufelelemente wird jedoch
von der Form des Motors bestimmt, da die Nabe einen Abstand zum
Motor aufweisen muß,
um eine Rotation zuzulassen.
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Dementsprechend können die Schaufelelemente eine
oder mehrere gerade Kanten, wie in 13 gezeigt,
aufweisen, oder sie können,
gemäß den Erfordernissen
des Motors, der gewünschten Kühlung und
den sich aufgrund der Formteilmethode ergebenden Erfordernissen,
teilweise oder ganz gebogen, entweder konkav oder konvex, ausgeführt sein.
Desgleichen können
die Schaufelelemente zum Lüfterradius
hin ausgerichtet oder im Verhältnis
dazu schräg
verlaufend ausgeführt
sein. Wenn sie schräg verlaufend
ausgeführt
sind, können
die Schaufelelemente gebogen oder gerade sein, und die Richtung der
schräg
verlaufenden Ausbildung ist die gleiche wie die Rotationsrichtung;
wenn sich beispielsweise der Lüfter
im Uhrzeigersinn dreht, ist die Spitze einer jeden Schaufel im Verhältnis zur
Schaufelwurzel im Uhrzeigersinn ausgerichtet.
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Zweitens kann die Anzahl der Schaufelelemente
so erhöht
werden, daß die
Luftströmung
weiter verstärkt
wird. Es kann sich jedoch ein Problem ergeben, wenn eine große Anzahl
großflächiger Schaufelelemente vorgesehen
wird, weil dadurch das Gewicht des Lüfters insgesamt zunimmt. Dies
trägt zu einer
Erhöhung
der Trägheit
des Lüfters
bei und erfordert somit einen größeren Motor
zum Antrieb des Lüfters.
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Es versteht sich außerdem,
daß die
absolute Anzahl der Schaufelelemente 190 und der Rippen 19 pro
Lüfter
variiert werden kann; es kann beispielsweise mehr als ein Schaufelelement
pro Lüfterflügel oder lediglich
ein Schaufelelement für
jeden zweiten Flügel
vorgesehen werden.