EP0185948A2 - Kühlvorrichtung mit Axiallüfter in Kapselbauweise - Google Patents

Kühlvorrichtung mit Axiallüfter in Kapselbauweise Download PDF

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EP0185948A2
EP0185948A2 EP85114972A EP85114972A EP0185948A2 EP 0185948 A2 EP0185948 A2 EP 0185948A2 EP 85114972 A EP85114972 A EP 85114972A EP 85114972 A EP85114972 A EP 85114972A EP 0185948 A2 EP0185948 A2 EP 0185948A2
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baffle plate
cooling device
fan
axial
axial fan
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EP85114972A
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Leopold Meyerhofer
Hans Eder
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MAN Truck and Bus SE
Original Assignee
MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
MAN Nutzfahrzeuge 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
    • F04D29/545—Ducts
    • F04D29/547—Ducts having a special shape in order to influence fluid flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/02—Pumping cooling-air; Arrangements of cooling-air pumps, e.g. fans or blowers
    • F01P5/06—Guiding or ducting air to, or from, ducted fans

Definitions

  • the invention relates to a cooling device with an axial fan in a capsule design.
  • the object of the invention is to provide a cooling device with an axial fan in a capsule or apron design, in particular for a vehicle engine in which a backflow of part of the conveyed air in the axial fan is avoided with the aid of simple structural means.
  • the object on which the invention is based is achieved by a fixed baffle plate on the outlet side of the axial fan in the area of the fan hub.
  • the baffle plate expediently has a capsule or apron-fixed fastening device which can be adjusted in the axial direction of the fan, and the baffle plate is preferably divided into two or more parts, for example in segment form.
  • the circumference of the baffle plate can have at least one flat and / or a conical or dome-shaped cross section.
  • a planar section is expediently combined with a conical or dome-shaped section in such a way that the planar section lies at the radially inner point of the baffle plate and the conical or dome-shaped section practically adjoins at the radially outer point.
  • the baffle plate is preferably circular on the outer peripheral edge, it can also have a polygonal or polygonal shape.
  • any suitable material with sufficient dimensional stability and temperature resistance can be used as the material of the baffle plate.
  • baffle plate that is basically the same structure can be used for different fans.
  • the most favorable flow conditions are determined by practical experiment.
  • the invention therefore fixes the baffle plate to a fixed part of the capsule, the apron, the fan or the motor, preferably by means of a holder which enables the baffle plate to be set as close as possible to the fan edge.
  • the stationary or stationary baffle plate does not cause any additional forces on the fan drive (dead weight, unbalance, inertia when accelerating or decelerating).
  • the plate can be built comparatively lightweight, since no centrifugal forces act on it during operation. Strict rotational symmetry of the baffle plate is not necessary according to the invention since the unbalance is not important.
  • a divisible baffle plate advantageously enables retrofitting without changing the actual fan.
  • the cooling device 1 of a motor vehicle engine which is of no further interest is encapsulated or shortened in a manner of no further interest for reasons of noise reduction and essentially consists of a cooler 6 and an axial fan 2 arranged downstream in the flow direction, the cooler 6 and the axial fan 2 being circumferentially provided by a conical one Connection shaft 7 are interconnected.
  • the axial fan 2 is driven by a drive shaft 5, the end of which faces the cooler is connected to the fan hub 4 in a rotationally fixed manner.
  • a non-rotatable baffle plate 3 which in the exemplary embodiment of the drawing is designed as a flat circular disk with a central opening through which the drive shaft 5 extends without contact.
  • the radial extent of the baffle plate 3 is such that a backflow of the conveyed air in the area of the blade roots of the axial fan 2 is largely avoided, with the aid of a simply constructed fixed part, which does not necessarily have to have rotational symmetry and can also be retrofitted in cooling systems , especially if it is made up of several parts.

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Abstract

Eine Kühlvorrichtung mit Axiallüfter in Kapsel- oder Schürzenbauweise, insbesondere eines Kraftfahrzeugmotors, umfaßt eine feststehende Prallplatte (3) auf der Austrittsseite (8) des Axiallüfters (2) im Bereich der Lüfternabe (4), wobei die Prallplatte (3) bevorzugt über eine in Axialrichtung des Lüfters (2) verstellbare Befestigungseinrichtung gehaltert ist. Die Prallplatte (3) weist zumindest teilweise einen planen und oder kegel- bzw. kalottenförmigen Umfang auf, besteht insbesondere aus mehreren Segmenten und eignet sich bevorzugt für einen nachträglichen Einbau.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung mit Axiallüfter in Kapselbauweise.
  • Im heutigen Fahrzeugbau wird aufgrund strenger Geräuschvorschriften die Schallabstrahlung des Kraftfahrzeugmotors samt zugehöriger Kühlanlage durch Anbringen von Schürzen, Teilkapseln oder Vollkapseln reduziert. Durch diese Maßnahmen werden die Öffnungen, durch die die vom Lüfter geförderte Luft abströmen konnte, weitestgehend geschlossen bzw. verkleinert. Um die erforderliche Kühlleistung beizubehalten, ist die gleiche Menge Luft durchzusetzen. Durch die verkleinerten Öffnungen entsteht im Betrieb in nachteiliger Weise ein höherer austrittsseitiger Staudruck, gegen den der Lüfter arbeiten muß. Der Staudruck bewirkt eine Rückströmung eines Teils der geförderten Luft im Bereich der Blattwurzeln des Lüfters, leistet somit keinen Beitrag zur Wärmeabfuhr aus dem vorgebauten Kühler.
  • Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Kühlvorrichtung mit Axiallüfter in Kapsel- oder Schürzenbauweise, insbesondere für einen Fahrzeugmotor, bei der mit Hilfe einfacher baulicher Mittel eine Rückströmung eines Teils der geförderten Luft beim Axiallüfter vermieden wird.
  • Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch eine feststehende Prallplatte auf der Austrittsseite des Axiallüfters im Bereich der Lüfternabe.
  • Zweckmäßigerweise weist die Prallplatte eine in Axialrichtung des Lüfters verstellbare kapsel- oder schürzenfeste Befestigungseinrichtung auf, und es ist die Prallplatte vorzugsweise zwei- oder mehrgeteilt, beispielsweise in Segmentform aufgebaut,
  • Der Umfang der Prallplatte kann zumindest einen planen und/ oder einen kegel- oder kalottenförmigen Querschnitt aufweisen. Zweckmäßigerweise ist ein planer Abschnitt mit einem kegeligen oder kalottenförmigen Abschnitt so kombiniert, daß der plane Abschnitt an radial innerer Stelle der Prallplatte liegt und sich der kegelförmige oder kalottenförmige Abschnitt an radial äußerer Stelle praktisch stetig anschließt.
  • Obgleich bevorzugt die Prallplatte kreisrund am Außenumfangsrand ausgebildet ist, kann diese auch Mehr- oder Vieleckform aufweisen.
  • Als Werkstoff der Prallplatte kommt jeder geeignete Werkstoff mit ausreichender Formstabilität und Temperaturfestigkeit in Frage.
  • Besonders gute Anpassung an die Strömungsverhältnisse ist möglich, wenn die Außenumfangskante der Prallplatte bezüglich der Radialebene im Winkel und/oder in radialer Richtung nach außen nach Art einer fotographischen Blende verstellbar ist. Dadurch kann eine grundsätzlich gleich aufgebaute Prallplatte für unterschiedliche Lüfter verwendet werden. Die günstigsten Strömungsverhältnisse werden durch praktischen Versuch ermittelt.
  • Durch die Erfindung wird mithin die Prallplatte an einem feststehenden Teil der Kapsel, der Schürze, des Lüfters oder des Motors befestigt, und zwar bevorzugt durch eine Halterung, die ein Einstellen der Prallplatte in einem möglichst geringen Abstand zur Lüfterkante ermöglicht. Die feststehende bzw. im Betrieb stillstehende Prallplatte verursacht keine zusätzlichen Kräfte auf den Lüfterantrieb (Eigengewicht, Unwucht, Massenträgheit bei Beschleunigung bzw. Verzögerung). Die Platte kann vergleichsweise leichtgewichtig gebaut werden, da keine Fliehkräfte im Betrieb auf diese einwirken. Strenge Rotationssymmetrie der Prallplatte ist erfindungsgemäß nicht notwendig, da es auf die Unwucht nicht ankommt. Eine teilbar ausgeführte Prallplatte ermöglicht vorteilhafterweise einen nachträglichen Einbau ohne Änderung des eigentlichen Lüfters.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben, deren einzige Figur in einem schematischen Axialschnitt die Kühlvorrichtung eines Kraftfahrzeugs zeigt.
  • Die Kühlvorrichtung 1 eines weiter nicht näher interessierenden Kraftfahrzeugmotors ist in nicht weiter interessierender Weise aus Gründen einer Geräuschreduzierung gekapselt oder beschürzt und setzt sich im wesentlichen aus einem Kühler 6 und einem in Strömungsrichtung nachgeordneten Axiallüfter 2 zusammen, wobei Kühler 6 und Axiallüfter 2 umfangsmäßig durch einen konischen Anschlußschacht 7 miteinander verbunden sind.
  • Der Axiallüfter 2 wird durch eine Antriebswelle 5 angetrieben, deren dem Kühler zugewandtes Ende mit der Lüfternabe 4 drehfest verbunden ist.
  • Erfindungsgemäß liegt auf der Austrittsseite 8 des Axiallüfters 2 in unmittelbarer Nähe des Lüfters an radial innerer Stelle eine drehfeste Prallplatte 3, die im Ausführungsbeispiel der Zeichnung als plane kreisrunde Scheibe mit zentraler öffnung ausgebildet ist, durch welche sich die Antriebswelle 5 berührungsfrei erstreckt. Die Radialerstreckung der Prallplatte 3 ist so getroffen, daß ein Rückströmen der geförderten Luft im Bereich der Blattwurzeln des Axiallüfters 2 weitestgehend vermieden ist, und zwar mit Hilfe eines einfach aufgebauten feststehenden Teils, das nicht unbedingt Rotationssymmetrie aufweisen muß und auch nachträglich in Kühlanlagen angebracht werden kann, insbesondere dann, wenn es mehrteilig aufgebaut ist.

Claims (9)

1. Kühlvorrichtung mit Axiallüfter in Kapselbauweise, gekennzeichnet durch eine feststehende Prallplatte (3) auf der Austrittsseite (8) des Axiallüfters (2) im Bereich der Lüfternabe (4).
2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatte (3) eine in Axialrichtung des Lüfters (2) verstellbare kapselfeste Befestigungseinrichtung aufweist.
3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatte (3) geteilt aufgebaut ist.
4. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatte (3) zumindest teilweise einen planen Umfang aufweist.
5. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatte (3) zumindest teilweise einen Kegel- oder Kalottenquerschnitt aufweist.
6. Kühlvorrichtung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallplatte (3) aus mehreren Segmenten aufgebaut ist.
7. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenumfang der Prallplatte (3) kreisrund ist.
8. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenumfangskante der Prallplatte (3) bezüglich einer Radialebene im Winkel verstellbar ist.
9. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenumfangskante der Prallplatte (3) in radialer Richtung nach Art einer fotographischen Blende verstellbar ist.
EP85114972A 1984-12-22 1985-11-26 Kühlvorrichtung mit Axiallüfter in Kapselbauweise Ceased EP0185948A3 (de)

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DE3447195 1984-12-22

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EP0185948A2 true EP0185948A2 (de) 1986-07-02
EP0185948A3 EP0185948A3 (de) 1987-08-12

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