EP0108922B1 - Axialgebläse für luftgekühlte Brennkraftmaschine - Google Patents

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EP0108922B1
EP0108922B1 EP83110032A EP83110032A EP0108922B1 EP 0108922 B1 EP0108922 B1 EP 0108922B1 EP 83110032 A EP83110032 A EP 83110032A EP 83110032 A EP83110032 A EP 83110032A EP 0108922 B1 EP0108922 B1 EP 0108922B1
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EP
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air
area
axial fan
impeller
casing
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EP83110032A
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English (en)
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EP0108922A1 (de
Inventor
Hans Weitzenbürger
Helmut Dipl.-Ing. Bücken
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Kloeckner Humboldt Deutz AG
Original Assignee
Kloeckner Humboldt Deutz AG
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/541—Specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/542—Bladed diffusers

Definitions

  • the invention relates to axial fans for air-cooled internal combustion engines according to the preamble of claim 1.
  • the outer diameter of the fan jacket of the cooling air fan also has a significant influence on the dimensions of the internal combustion engine. Efforts are therefore made to design the outside diameter as small as possible so that the overall dimensions of the internal combustion engine can be reduced.
  • the blower jacket of the cooling air blower it should be noted that neither the flow of the intake air is disturbed, nor the intake air volume and the delivery pressure of the blower, or the blower output has to be increased in order to obtain the same performance as before.
  • an axial blower is known, the air guide wheel and impeller of which are arranged one behind the other in a section of the blower jacket of constant outer diameter.
  • the inlet area to the blower jacket is rounded and widens, so that its outer contour is larger than the outer diameter of the remaining blower jacket.
  • an axial blower is known to be known, the inlet area of which - starting from the inner diameter of the blower casing - widens in a funnel shape in the impeller area. Since the blower jacket also widens conically in the direction of flow in the impeller area, such an axial blower requires a considerable installation volume.
  • the air guide wheel axially in front of the impeller in the flow direction of the cooling air and to design the rounded inlet area of the blower casing of the axial blower so that the outer contour of the blower casing is less than or equal to the outer circumference of the casing casing in the impeller area.
  • This design does not have a negative influence on the flow of the intake cooling air and nevertheless the inlet area is not larger than the blower jacket diameter in the area of the impeller.
  • the installation volume of the cooling air blower is considerably reduced, so that the installation dimensions of the associated internal combustion engine are also reduced.
  • the fan jacket is advantageously constricted by a circumferential radial constriction. This is easy to manufacture technically (claim 2).
  • the solution to the problem according to claim 4 has the advantage that no recesses, indentations and. ⁇ . Must be made to serve as an air baffle.
  • the proposed wing-shaped cross section of the insert according to claim 5 ensures optimal flow conditions.
  • a particularly aerodynamically simple design specifies claim 7. This results in optimal flow conditions in the inlet area and easy attachment of the insert by shrinking or screw connections arranged radially from the outside.
  • the figures schematically show a cross section through an axial fan 1, consisting of an impeller 2, a guide impeller 3, the hub 4 and a housing jacket 5.
  • the impeller 2 is in a manner known per se by means of a V-belt from the crankshaft or an intermediate shaft shown internal combustion engine driven.
  • the guide wheel 3 is shrunk with the hub 4 into the housing shell 5.
  • the outlet area 7 of the inlet radius 6, which is at the rear in the direction of flow, is designed to extend into the region of the guide wheel 3 in the case of axially small-sized fans.
  • the guide vane 3 is fastened in the blower jacket 5 by shrinking, it is difficult to provide the run-out area 7 into the guide vane area 3, because then reduced adhesive forces can occur during and after shrinking. In this case, it is then better to move the inlet radius 6 axially forward with an outlet area 7 to such an extent that there is no longer any deformation of the blower jacket 5 in the stator area 3.
  • the blower jacket 5 has a constant outer circumference both in the inlet area and in the area of the impeller 2.
  • the rear region 7 of the insert 8 in the direction of flow in the case of axially small fans is designed to extend into the region of the guide wheel 3.
  • the guide vane 3 is fastened in the blower casing 5 by shrinking, it is advantageous to provide the insert 8 as far as into the guide vane region 3 and to produce both in one piece.
  • the insert 8 Due to the front likewise rounded edge 9 of the insert 8 and its gripping around the front edge of the blower jacket 5, a flow-optimized inlet area is created without changing the outside diameter of the blower jacket.
  • the insert 8 is easy and safe to attach due to this design, e.g. by shrinking or radially arranged screws.
  • Fig. 3 shows a partial cross section of the insert 8 with its front edge 9 and the shoulder 10 for receiving the blower jacket 5. Furthermore, the wing-shaped cross section of the insert 8 can be seen from this illustration.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf Axialgebläse für luftgekühlte Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Bei luftgekühlten Brennkraftmaschine mit integrierten Kühlgebläsen ist für die Abmessungen der Brennkraftmaschine der Außendurchmesser des Gebläsemantels des Kühlluftgebläses wesentlich mitbestimmend. Man ist deshalb bestrebt, den Außendurchmesser möglichst klein auszulegen, so daß die gesamten Maße der Brennkraftmaschine verkleinert werden können. Bei der Veränderung des Gebläsemantels des Kühlluftgebläses ist jedoch zu beachten, daß weder die Strömung der angesaugten Luft gestört wird noch die angesaugte Luftmenge und der Förderdruck des Gebläses verringert bzw. die Gebläseleistung gesteigert werden muß, um die gleichen Leistungen wie bisher zu erhalten.
  • Aus der FR-A- 23 86 706 ist ein Axialgebläse bekannt, dessen Luftleitrad und Laufrad in einem Abschnitt des Gebläsemantels von konstantem Außendurchmesser hintereinander angeordnet sind. Der Einlaufbereich zum Gebläsemantel ist gerundet und erweitert sich, so daß dessen Außenkontur größer als der Außendurchmesser des übrigen Gebläsemantels ist.
  • Aus der FR-A- 1 360 211 geht ein Axialgebläse als bekannt hervor, dessen Einlaufbereich sich - ausgehend vom Innendurchmesser des Gebläsemantels - im Laufradbereich trichterförmig erweitert. Da sich der Gebläsemantel im Laufradbereich in Strömungsrichtung ebenfalls konisch erweitert, benötigt ein derartiges Axialgebläse ein erhebliches Einbauvolumen.
  • Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, das Luftleitrad in Strömungsrichtung der Kühlluft axial vor dem Laufrad anzuordnen und den gerundeten Einlaufsbereich des Gebläsemantels des Axialgebläses derart eingezogen zu gestalten, daß die Außenkontur des Gebläsemantels kleiner oder gleich dem Außenumfang des Gehäusemantels im Laufradbereich ist. Durch diese Ausbildung ist die Strömung der angesaugten Kühlluft nicht negativ beeinflußt und trotzdem der Einlaufbereich nicht größer als der Gebläsemanteldurchmesser im Bereich des Laufrades. Das Einbauvolumen des Kühlluftgebläse wird so erheblich verringert, so daß auch die Einbaumaße der zugehörigen Brennkraftmaschine verringert sind.
  • Die Einschnürung des Gebläsemantels wird vorteilhaft durch eine umlaufende radiale Einschnürung erzielt. Diese ist fertigungstechnisch einfach herzustellen (Anspruch 2).
  • Um die axiale Baulänge des Kühlluftgebläses nicht zu erhöhen, wird vorgeschlagen, bei Herstellung einer Einschnürung des Gebläsemantels deren Auslaufbereich bis in den Bereich des Luftleitrades anzuordnen. Dadurch
  • wird eine ungünstige Beeinflussung der Strömung vermieden (Anspruch 3).
  • Die Lösung der Aufgabe nach Anspruch 4 hat den Vorteil, daß an dem aus Blech hergestellten Gehäusemantel keinerlei Vertiefungen, Einbuchtungen u. ä. hergestellt werden müssen, um als Luftleitfläche zu dienen.
  • Der vorgeschlagene flügelförmige Querschnitt des Einsatzes gemäß Anspruch 5 gewährleistet optimale Strömungsverhältnisse.
  • Um bei der Lösung nach Anspruch 4 die axiale Baulänge des Kühlluftgebläses nicht zu erhöhen, wird gemäß Anspruch 6 vorgeschlagen, den Einsatz mit dem Luftleitrad einstückig auszubilden. Dadurch wird eine ungünstige Beeinflussung der Strömung vermieden.
  • Eine strömungsgünstig besonders einfache Ausbildung gibt Anspruch 7 an. Dadurch erhält man im Einlaufbereich optimale Strömungsverhältnisse sowie eine einfache Befestigung des Einsatzes durch Schrumpfen oder radial von außen angeordnete Schraubverbindungen.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • Es stellen dar:
    • Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch ein Axialgebläse mit eingeschnürtem Einlaufbereich,
    • Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch ein Axialgebläse mit Einsatz im Einlaufbereich,
    • Fig. 3 einen Ausschnitt aus Fig. 2,
  • Die Figuren zeigen schematisch einen Querschnitt durch ein Axialgebläse 1, bestehend aus einem Laufrad 2, einem Vorleitrad 3, der Nabe 4 sowie einem Gehäusemantel 5. Das Laufrad 2 wird in an sich bekannter Weise mit Hilfe eines Keilriemens von der Kurbelwelle oder einer Zwischenwelle der nicht dargestellten Brennkraftmaschine angetrieben. Das Vorleitrad 3 ist mit der Nabe 4 in den Gehäusemantel 5 eingeschrumpft.
  • Damit der Gehäusemantel. im Einlaufbereich 6 nicht mehr - wie bisher üblich - aufgrund des Einlaufbereichs über die Kontur des Gebläsemantelabschnitts im Bereich des Laufrades 2 hinausragt, ist der Einlaufbereich 6 nach Fig. 1 eingezogen, so daß die vordere Kante des Gebläsemantels konturgleich mit seinem Abschnitt im Laufradbereich ist. Durch diese Maßnahme entsteht vor oder auch im Bereich des Leitrades 3 eine diagonale Strömung. Das Laufrad 2 selbst wird axial durchströmt. Aufgrund dieser Ausbildung werden die Strömungsverhältnisse zusätzlich noch verbessert.
  • Der in Strömungsrichtung hintere Auslaufbereich 7 des Einlaufradiuses 6 ist bei axial kleinbauenden Gebläsen bis in den Bereich des Vorleitrades 3 verlaufend ausgebildet. Insbesondere wenn das Vorleitrad 3 durch Schrumpfen in dem Gebläsemantel 5 befestigt wird, ist es schwierig, den Auslaufbereich 7 bis in den Vorleitschaufelbereich 3 vorzusehen, da dann vermindert Haftkräfte während und nach dem Schrumpfen auftreten können. In diesem Fall ist es dann besser, den Einlaufradius 6 mit einem Auslaufbereich 7 soweit axial nach vorne zu versetzen, daß im Leitradbereich 3 keine Verformung des Gebläsemantels 5 mehr vorhanden ist.
  • Die Ausbildung nach Fig. 2 und 3 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 dadurch, daß anstelle der Einschnürung ein Einsatz 8 vorgesehen ist. Auch hier weist der Gebläsemantel 5 sowohl im Einlaufbereich wie auch im Bereich des Laufrades 2 einen konstanten Außenumfang auf. Auch hier is der in Strömungsrichtung hintere Bereich 7 des Einsatzes 8 bei axial kleinbauenden Gebläsen bis in den Bereich des Vorleitrades 3 verlaufend ausgebildet. Insbesondere wenn das Vorleitrad 3 durch Schrumpfen in dem Gebläsemantel 5 befestigt wird, ist es vorteilhaft, den Einsatz 8 bis in den Vorleitschaufelbereich 3 vorzusehen, und beide einstückig herzustellen. Aufgrund der vorderen ebenfalls gerundeten Kante 9 des Einsatzes 8 sowie seiner Umgreifung der vorderen Kante des Gebläsemantels 5 entsteht ein strömungstechnisch optimierter Einlaufbereich ohne Außendurchmesserveränderung des Gebläsemantels. Der Einsatz 8 ist aufgrund dieser Ausbildung einfach und sicher zu befestigen, z.B. durch Schrumpfen oder radial angeordnete Schrauben.
  • Fig. 3 zeigt einen teilweisen Querschnitt des Einsatzes 8 mit seiner vorderen Kante 9 sowie dem Absatz 10 zur Aufnahme des Gebläsemantels 5. Ferner ist aus dieser Darstellung der flügelförmige Querschnitt des Einsatzes 8 erkennbar.

Claims (7)

1. Axialgebläse für eine luftgekühlte Brennkraftmaschine, mit einem Luftleitrad (3) und einem Laufrad (2) zur Erzeugung des Kühlluftstroms, die axial hintereinander in einem Gebtäsemantet (5) mit im Laufradbereich konstantem Außendurchmesser angeordnet sind, wobei am Eingang zum Gebläsemantel (5) ein gerundeter Einlaufbereich (6) als Luftleitfläche vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, daß das Luftleitrad (3) in Strömungsrichtung der Kühlluft axial vor dem Laufrad (2) angeordnet ist und der gerundete Einlaufbereich des Gebläsemantels (5) des Axialgebläses (1) derart eingezogen ist, daß die Außenkontur des Gebläsemantels (5) im gesamten Einlaufbereich (6) kleiner oder gleich dem Außenumfang des Gebläsemantels im Laufradbereich ist. 2. Axialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gebläsemantel (5) im Bereich des Einlaufradiuses (6) eine umlaufende radiale Einschnürung als Luftleitfläche aufweist.
3. Axialgebläse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslauf (7) der radialen Einschnürung in Durchströmrichtung der angesaugten Luft betrachtet bis in den Bereich des Luftleitrades (3) verläuft.
4. Axialgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Einlaufbereich ein Einsatz (8) vorgesehen ist, der entsprechend den Strömungsverhältnissen als Luftleitfläche ausgebildet ist.
5. Axiatgebtqse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (8) einen flügelförmigen Querschnitt aufweist,
6. Axialgebläse nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennZeichnet, daß der Einsatz (8) mit dem Luftleitrad (3) einstückig ausgebildet ist.
7. Axialgebläse nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz
(8) in Strömungsrichtung der einströmenden Luft in den Gebläsemantel (5) eingeschoben ist und auf seinem Außenumfang einen Absatz (10) aufweist, dessen Tiefe gleich der Stärke des Gebläsemantels (5) ist.
EP83110032A 1982-11-15 1983-10-07 Axialgebläse für luftgekühlte Brennkraftmaschine Expired EP0108922B1 (de)

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DE19823242185 DE3242185A1 (de) 1982-11-15 1982-11-15 Luftgekuehlte brennkraftmaschine

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EP0108922A1 EP0108922A1 (de) 1984-05-23
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