EP0675268B1 - Fan arrangement with aspirator - Google Patents

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EP0675268B1
EP0675268B1 EP19950104316 EP95104316A EP0675268B1 EP 0675268 B1 EP0675268 B1 EP 0675268B1 EP 19950104316 EP19950104316 EP 19950104316 EP 95104316 A EP95104316 A EP 95104316A EP 0675268 B1 EP0675268 B1 EP 0675268B1
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EP
European Patent Office
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fan
opening
aspirator
arrangement
cylindrical
Prior art date
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EP19950104316
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EP0675268A1 (en
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Scott Andrew Hudson
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Deere and Co
Original Assignee
Deere and Co
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Priority to US218921 priority
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
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    • F01P5/06Guiding or ducting air to, or from, ducted fans
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M35/086Dust removal by flushing, blasting, pulsating or aspirating flow, washing or the like; Mechanical dust removal, e.g. by using scrapers
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    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/4206Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/4213Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for elastic fluid pumps suction ports

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Lüfteranordnung mit Aspirator gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, bei der der Aspirator an einer Motorlüfterverkleidung angeordnet ist, und einen Unterdruck für andere Fahrzeugkomponenten bereitstellt, wie sie aus der EP-A-0 079 399 bekannt ist.The invention relates to a fan arrangement with an aspirator according to the preamble of patent claim 1, in which the aspirator is arranged on an engine fan shroud and provides a negative pressure for other vehicle components, as is known from EP-A-0 079 399.
  • Das Luftfiltersystem für einen Verbrennungsmotor enthält im allgemeinen einen Einlaßstutzen, einen Vorfilter, Leitungen verschiedener Längen und einen Hauptfilter. Der Vorfilter sollte einem Unterdruck ausgesetzt werden, durch den kleine Schmutzpartikel aus der über den Einlaßstutzen eintretenden Frischluft abgesaugt werden können. Zur Bereitstellung des Unterdruckes wurden Aspiratoren oder Absaugeinrichtungen in Verbindung mit dem Auspuffsystem verwendet. Diese Auspuffaspiratoren haben jedoch eine Einengung des Motorauspuffs, eine Erhöhung des Geräuschniveaus und eine Steigerung der Kosten für den Schalldämpfer und/oder das Auspuffrohr zur Folge. Ferner ist ein Rückschlagventil erforderlich, um eine Rückströmung der Hochtemperaturgase in den Vorfilter zuverhindern. Die entsprechenden Verbindungsschläuche müssen temperaturfest sein.The air filter system for an internal combustion engine generally includes an inlet port, a prefilter, pipes of various lengths and a main filter. The pre-filter should be exposed to a negative pressure, through which small dirt particles can be extracted from the fresh air entering via the inlet connection. Aspirators or suction devices were used in connection with the exhaust system to provide the negative pressure. However, these exhaust aspirators result in a narrowing of the engine exhaust, an increase in the noise level and an increase in the cost of the muffler and / or the exhaust pipe. A check valve is also required to prevent back flow of the high temperature gases into the prefilter. The corresponding connecting hoses must be temperature-resistant.
  • Bei einigen Arbeitsfahrzeugen finden Lüfterverkleidungsaspiratoren als Unterdruckquelle für einen Vorfilter Anwendung, durch die Schmutzpartikel aus dem Kabinenlufteintrittsystem abgesaugt werden. Bei diesen Aspiratoren handelt es sich lediglich um eine Öffnung in der Lüfterverkleidung oder der den Lüfter umgebenden Hutze, die über einen Schlauch mit dem Vorfilter verbindbar ist. Bei diesen Lüfterverkleidungsaspiratoren kann unter bestimmten Bedingungen ebenfalls ein Rückfluß zum Vorfilter auftreten, wobei Schmutzpartikel nicht aus der Luft entfernt werden.In some work vehicles, fan cladding aspirators are used as a vacuum source for a pre-filter, through which dirt particles are extracted from the cabin air intake system. These aspirators are merely an opening in the fan cladding or the hood surrounding the fan, which can be connected to the pre-filter via a hose. Under certain conditions, these fan cladding aspirators can also cause a backflow to the prefilter, whereby dirt particles are not removed from the air.
  • Es ist wünschenswert, einen Aspirator für einen Vorfilter bereitzustellen, dem die genannten Probleme und Nachteile nicht anhaften.It is desirable to have an aspirator for a prefilter to provide, which do not have the problems and disadvantages mentioned.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird darin gesehen, eine Lüfteranordnung mit Aspirator der eingangs genannten Art anzugeben, bei der insbesondere eine Beengung des Auspuffsystems vermieden wird. Die erfindungsgemäße Lüfteranordnung soll weder einen Anstieg des Geräuschpegels noch der Kosten für Schalldämpfer und/oder Auspuffrohr zur Folge haben. Ferner soll kein Rückschlagventil erforderlich sein. Eine Luftrückströmung, beispielsweise zu einem Vorfilter, soll ausgeschlossen sein.The object on which the invention is based is seen in specifying a fan arrangement with an aspirator of the type mentioned at the outset, in which, in particular, constriction of the exhaust system is avoided. The fan arrangement according to the invention should neither result in an increase in the noise level nor in the costs for the silencer and / or exhaust pipe. Furthermore, no check valve should be required. An air backflow, for example to a prefilter, should be excluded.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.The object is achieved by the teaching of claim 1. Further advantageous refinements and developments of the invention emerge from the subclaims.
  • Der erfindungsgemäße Aspirator ist an einer Lüfterverkleidung angeordnet, die gewöhnlich wenigstens bereichsweise eine zylindrische, den Kühllüfter des Motors umgebende, außerhalb der durch die Lüfterflügelspitzen beschriebenen Hüllkurve liegende Wandung aufweist. Der Aspirator enthält ein Gehäuse mit wenigstens einer dem Luftstrom des Lüfters ausgesetzten Eintrittsöffnung sowie einem mit dieser Öffnung verbundenen Anschluß, der die Öffnung des Aspirators mit einer Fahrzeugkomponente, beispielsweise einem Vorfilter, verbindet. Der innerhalb der Lüfterverkleidung liegende Teil des Aspirators befindet sich hinsichtlich der Strömungsrichtung vor dem Lüfter, also auf dessen Luvseite. Ein die Öffnung enthaltender Gehäusebereich des Aspirators ragt in das Innere der Lüfterverkleidung und ist dem durch den Lüfter erzeugten Luftstrom ausgesetzt. Insbesondere liegt die Öffnung vorzugsweise innerhalb der durch die Lüfterflügelspitzen beschriebenen Hüllkurve. Die Öffnung ist zur Leeseite der Luftströmung hin, d.h. in eine Richtung offen, die im wesentlichen parallel zur Lüfterachse liegt. Die Öffnung kann bezüglich der Strömungsrichtung unmittelbar vor den äußeren Enden der Lüfterflügel liegen und diesen zugewandt sein, so daß zwischen Öffnung und Lüfterflügeln lediglich ein geringer Abstand verbleibt. Der im wesentlichen allseits an der Öffnung vorbeistreichende Luftstrom des Lüfters erzeugt nach Art des Ejektorprinzips in der Öffnung einen Unterdruck, der über das Aspiratorgehäuse, den Anschluß und Verbindungsleitungen der Fahrzeugkomponente mitgeteilt wird.The aspirator according to the invention is arranged on a fan shroud, which usually has at least in some areas a cylindrical wall surrounding the cooling fan of the motor and lying outside the envelope curve described by the fan blade tips. The aspirator contains a housing with at least one inlet opening exposed to the air flow of the fan and a connection connected to this opening, which connects the opening of the aspirator to a vehicle component, for example a prefilter. The part of the aspirator located within the fan cladding is located in front of the fan with respect to the flow direction, that is to say on its windward side. A housing area of the aspirator containing the opening projects into the interior of the fan casing and is exposed to the air flow generated by the fan. In particular, the opening is preferably within the envelope curve described by the fan blade tips. The opening is open to the leeward side of the air flow, ie in a direction that is essentially parallel to the fan axis. The opening can immediately before the flow direction lie at the outer ends of the fan blades and face them, so that only a small distance remains between the opening and the fan blades. The air flow of the fan, which essentially sweeps past the opening on all sides, creates a negative pressure in the opening in the manner of the ejector principle, which is communicated via the aspirator housing, the connections and connecting lines of the vehicle component.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale lassen sich die aerodynamischen Bedingungen und mit ihnen die Wirkung des Aspirators weiter erheblich steigern.The aerodynamic conditions and with them the effect of the aspirator can be further increased considerably by the features listed in the subclaims.
  • Für einen derart ausgerichteten Aspirator hat sich die in Anspruch 2 angegebene Bemessungsregel hinsichtlich der Lüfterflügelbreite und des Abstandes zwischen der Vorderkante eines sich nähernden Lüfterflügels und einer "nahen" Kante der Öffnung des Aspirators, die den sich nähernden Lüfterflügeln zugewandt ist, besonders bewährt.For an aspirator oriented in this way, the dimensioning rule specified in claim 2 with regard to the fan blade width and the distance between the front edge of an approaching fan blade and a "near" edge of the opening of the aspirator, which faces the approaching fan blades, has proven particularly useful.
  • Es hat sich auch als aerodynamisch besonders günstig herausgestellt, das Aspiratorgehäuse mit wenigstens einem von einer Seite der Öffnung abstehenden Flansch zu versehen. Der Flansch erstreckt sich in Drehrichtung des Lüfters. Er liegt mit wenigstens einem flach ausgebildeten Teilbereich im wesentlichen in einer Ebene senkrecht zur Lüfterachse, also in der Drehebene der Lüfterflügel, und befindet sich auf der der "nahen" Kante gegenüberliegenden Seite der Öffnung.It has also proven to be particularly favorable aerodynamically to provide the aspirator housing with at least one flange projecting from one side of the opening. The flange extends in the direction of rotation of the fan. It lies with at least one flat section essentially in a plane perpendicular to the fan axis, that is to say in the plane of rotation of the fan blades, and is located on the side of the opening opposite the "near" edge.
  • Der Querschnitt des Luftkanals des Aspiratorgehäuses ist zweckmäßigerweise im wesentlichen dreieckförmig ausgebildet. Dabei weist der Scheitel des Dreieck in eine Richtung, die gegen die Strömungsrichtung gerichtet ist. Der Scheitel teilt den auf den Aspirator auftreffenden Luftstrom auf und führt diesen beidseits an dem Aspiratorgehäuse vorbei. Auf der stromabwärts liegenden Seite des Aspirators, wo sich die Öffnung befindet, stellt sich der gewünschte Unterdruck ein.The cross section of the air duct of the aspirator housing is expediently essentially triangular. The apex of the triangle points in a direction that is directed against the direction of flow. The apex divides the air flow impinging on the aspirator and guides it past the aspirator housing on both sides. The desired negative pressure is set on the downstream side of the aspirator, where the opening is located.
  • Der dreieckförmige Querschnitt kann zweckmäßigerweise durch zwei Seitenwände gebildet werden, die geneigt zueinander ausgerichtet und in einer Scheitellinie (Grat) miteinander verbunden sind. Auf der innerhalb der Hüllkurve der Lüfterflügel, bzw. der Lüfterverkleidung, liegenden Seite des Aspirators sind die Seitenwände durch eine geneigte dreieckförmige Endwand miteinander verbunden, so daß sich eine trogförmige Ausbildung des Luftkanals ergibt. Diese Ausbildung ist im Bereich außerhalb der Hüllkurve der Lüfterflügel bzw. der Lüfterverkleidung und auch teilweise innerhalb der Hüllkurve bzw. der Lüfterverkleidung durch eine ebene Platte abgedeckt, die sich in einer Ebene senkrecht zur Lüfterachse erstreckt. In dem Bereich des Aspirators der innerhalb der Hüllkurve bzw. der Lüfterverkleidung liegt, läßt die Platte die bereits erwähnte Öffnung frei. Die Öffnung ist damit durch eine Kante der Platte, die Ränder der Seitenwände und einen Rand der Endwand begrenzt.The triangular cross section can expediently be formed by two side walls which are oriented at an angle to one another and are connected to one another in a vertex line (ridge). On the side of the aspirator lying within the envelope curve of the fan blades or the fan cladding, the side walls are connected to one another by an inclined triangular end wall, so that there is a trough-shaped formation of the air duct. This design is covered in the area outside the envelope curve of the fan blades or the fan cladding and also partially within the envelope curve or the fan cladding by a flat plate which extends in a plane perpendicular to the fan axis. In the area of the aspirator that lies within the envelope curve or the fan cladding, the plate leaves the opening already mentioned free. The opening is thus limited by an edge of the plate, the edges of the side walls and an edge of the end wall.
  • Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Platte radial innerhalb der im wesentlichen zylindrischen Wandung der Lüfterverkleidung einen dreieckförmigen Bereich aufweist, der sich an die zylindrische Wandung anschließt, sich in einer Ebene senkrecht zur Lüfterachse erstreckt und in Drehrichtung der Lüfterflügel spitz zusammenläuft.It has proven to be advantageous if the plate has a triangular area radially inside the essentially cylindrical wall of the fan cladding, which adjoins the cylindrical wall, extends in a plane perpendicular to the fan axis and converges in a pointed manner in the direction of rotation of the fan blades.
  • Zweckmäßiger Weise ist an dem radial außerhalb der Lüfterverkleidung liegenden Endbereich der Platte ein Anschluß angeformt, an den ein Schlauch oder dergleichen anschließbar ist, um die Verbindung zur Fahrzeugkomponente herzustellen.A connection is expediently formed on the end region of the plate lying radially outside of the fan cladding, to which a hose or the like can be connected in order to establish the connection to the vehicle component.
  • Anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, werden nachfolgend die Erfindung sowie weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung näher beschrieben und erläutert.With reference to the drawing, which shows an embodiment of the invention, the invention and further advantages and advantageous developments and refinements of the invention are described and explained in more detail below.
  • Es zeigt:
  • Fig. 1
    eine vereinfachte, schematische Ansicht der Anordnung der Motorkomponenten eines Fahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Vorreinigungsaspirator,
    Fig. 2
    die Stirnansicht einer Lüfterverkleidung, an der ein erfindungsgemäßer Aspirator befestigt ist,
    Fig. 3
    eine Teilschnittansicht entlang der Linie 3 -3 der Fig. 2,
    Fig. 4
    eine Teilschnittansicht entlang der Linie 4 -4 der Fig. 2 und
    Fig. 5
    eine Explosionsdarstellung des erfindungsgemäßen Aspirators und den Bereich der Lüfterverkleidung, an dem der Aspirator befestigbar ist.
    It shows:
    Fig. 1
    1 shows a simplified, schematic view of the arrangement of the engine components of a vehicle with a pre-cleaning aspirator according to the invention,
    Fig. 2
    the front view of a fan casing to which an aspirator according to the invention is attached,
    Fig. 3
    2 shows a partial sectional view along the line 3 -3 of FIG. 2,
    Fig. 4
    a partial sectional view taken along line 4 -4 of Fig. 2 and
    Fig. 5
    an exploded view of the aspirator according to the invention and the area of the fan cladding to which the aspirator can be attached.
  • Gemäß Fig. 1 und 2 umgibt eine Lüfterverkleidung 10 (Hutze) im wesentlichen einen Lüfter 12, der der Kühlung eines Fahrzeugmotors 13 dient, sowie den Bereich zwischen dem Lüfter 12 und einem Kühler 14. Der Lüfter 12 wird durch den Fahrzeugmotor 13 angetrieben und weist mehrere Lüfterflügel 16 auf, die sich bezüglich des in Fig. 2 dargestellten Uhrzeigersinns (Pfeil R) um eine Achse drehen und Luft durch den Kühler 14 saugen. Die äußeren Enden der Lüfterflügel 16 beschreiben eine zylindrische Hüllkurve 17. Die Lüfterverkleidung 10 enthält eine im wesentlichen zylindrische Wandung 18, die durch eine rechteckige Grundplatte 20 getragen wird. Die Wandung 18 umgibt konzentrisch den Lüfter 12 und liegt radial außerhalb der Hüllkurve 17. Wie am besten aus Fig. 1 ersichtlich, ist der Aspirator 22 zu den Lüfterflügeln 16 beabstandet und liegt hinsichtlich der Luftströmungsrichtung stromaufwärts des Lüfters 12.1 and 2, a fan shroud 10 (scraper) essentially surrounds a fan 12, which is used to cool a vehicle engine 13, and the area between the fan 12 and a radiator 14. The fan 12 is driven and pointed by the vehicle engine 13 a plurality of fan blades 16 which rotate with respect to the clockwise direction shown in FIG. 2 (arrow R) about an axis and suck air through the cooler 14. The outer ends of the fan blades 16 describe a cylindrical envelope curve 17. The fan casing 10 contains an essentially cylindrical wall 18 which is supported by a rectangular base plate 20. The wall 18 surrounds The fan 12 is concentric and lies radially outside of the envelope curve 17. As can best be seen from FIG. 1, the aspirator 22 is spaced apart from the fan blades 16 and is upstream of the fan 12 with respect to the direction of air flow.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel stellt der Aspirator 22 (Saugeinrichtung) eine Unterdruckquelle für einen Vorreiniger 24 oder einen Vorfilter bereit, durch die Schmutz aus dem Kabinenlufteinlaß 26 abgesaugt wird, bevor dieser einen Motorluftfilter 28 erreicht. Wie am besten aus Fig. 5 hervorgeht, enthält der Aspirator 22 einen Grundgehäuseteil 30 und einen Deckgehäuseteil 32, welche miteinander und mit einer Ecke der Lüfterverkleidung 10 zusammenfügbar sind. Die Gehäuseteile 30 und 32 bilden gemeinsam eine Öffnung 33 aus, welche im durch den Lüfter 12 bewegten Luftstrom liegt. Das Grundgehäuseteil 30 enthält einen Anschluß 34, der sich durch eine Ausnehmung 35 in der Lüfterverkleidung 10 erstreckt und über Schläuche und dergleichen mit dem Vorreiniger 24 in Verbindung steht. Die Gehäuseteile 30 und 32 bilden zusammen einen Luftkanal 36 aus, der sich von der Öffnung 33 bis zu dem Anschluß 34 erstreckt. Der Luftkanal 36 hat eine dreieckförmige Querschnittsform mit einem Scheitel 52, welcher in eine Richtung weist, die in Bezug auf die Strömungsrichtung der durch den Lüfter bewegten Luft stromaufwärts weist.In the present exemplary embodiment, the aspirator 22 (suction device) provides a vacuum source for a pre-cleaner 24 or a pre-filter, through which dirt is sucked out of the cabin air inlet 26 before it reaches an engine air filter 28. As best shown in FIG. 5, the aspirator 22 contains a base housing part 30 and a cover housing part 32, which can be joined together and with a corner of the fan shroud 10. The housing parts 30 and 32 together form an opening 33, which lies in the air flow moved by the fan 12. The basic housing part 30 contains a connection 34 which extends through a recess 35 in the fan casing 10 and is connected to the precleaner 24 via hoses and the like. The housing parts 30 and 32 together form an air duct 36 which extends from the opening 33 to the connection 34. The air duct 36 has a triangular cross-sectional shape with a vertex 52 which points in a direction which is upstream with respect to the direction of flow of the air moved by the fan.
  • Der Deckgehäuseteil 32 enthält eine zurückliegende Randzone 40, die über Schultern 44 und 45 mit einer vorspringenden Randzone 42 in Verbindung steht. Von den Randzonen 40 und 42 stehen eine erste Seitenwand 46, eine zweite Seitenwand 48 und ein dreieckförmiger Endteil 50 ab. Die Seitenwände 46 und 48 sind derart zusammengefügt, daß sie einen vorstehenden Scheitel oder Grat 52 bilden, welcher von dem Lüfter 12 weg in eine Richtung entgegen der Luftströmungsrichtung weist. Ein Teil der vorspringenden Randzone 42 des Deckgehäuseteils 32 ist als im wesentlichen dreieckförmiger Flansch 54 (vorstehender Randbereich) ausgebildet, dessen flacher Bereich prinzipiell in Drehrichtung der Lüfterflügel 16 ausgerichtet ist und im wesentlichen parallel zu einer Drehebene des Lüfters 12 von der Öffnung 33 absteht. Die hinsichtlich der Lüfterachse radial äußeren Enden der Seitenwände 46 und 48 sind stetig gekrümmt und miteinander sowie mit der inneren Randzone 40 verbunden, so daß sie bis zur inneren Randzone 40 eine kantenfrei gekrümmte, aerodynamische und stetige Oberfläche bilden. Die Oberfläche ist in der Richtung, die mit Bezug auf den durch den Lüfter 12 bewegten Luftstrom stromaufwärts weist, geschlossen.The cover housing part 32 contains a rear edge zone 40 which is connected to a projecting edge zone 42 via shoulders 44 and 45. A first side wall 46, a second side wall 48 and a triangular end part 50 protrude from the edge zones 40 and 42. The side walls 46 and 48 are joined together to form a protruding apex or ridge 52 which faces away from the fan 12 in a direction opposite to the air flow direction. A part of the projecting edge zone 42 of the deck housing part 32 is designed as an essentially triangular flange 54 (projecting edge region), the flat region of which is basically in Direction of rotation of the fan blades 16 is aligned and protrudes from the opening 33 substantially parallel to a rotational plane of the fan 12. The radially outer ends of the side walls 46 and 48 with respect to the fan axis are continuously curved and connected to one another and to the inner edge zone 40, so that they form an edge-free curved, aerodynamic and continuous surface up to the inner edge zone 40. The surface is closed in the direction that is upstream with respect to the air flow moved by the fan 12.
  • Der Grundgehäuseteil 30 enthält eine flache Platte 60 von der ein Arm 62 absteht. Der Grundgehäuseteil 30 ist am Deckgehäuseteil 32 so befestigt, daß ein Abschnitt einer Kante 63 der Platte 60 mit der Schulter 44 sowie der Arm 62 mit der Schulter 45 in Eingriff treten. Die äußere Randzone 42 und die Kante 63 der Platte 60 begrenzen die oben erwähnte Öffnung 33. Die Platte 60 dient damit als Abdeckplatte für die Seitenwände 46, 48. Die Platte 60 des Grundgehäuseteils 30 und der Deckgehäuseteil 32 bilden gemeinsam den Luftkanal 36, welcher sich von der Öffnung 33 bis zu dem Anschluß 34 erstreckt. Der Aspirator kann anstelle der beschriebenen zweiteiligen Ausbildung auch einteilig hergestellt werden.The base housing part 30 contains a flat plate 60 from which an arm 62 protrudes. The base housing portion 30 is attached to the deck housing portion 32 so that a portion of an edge 63 of the plate 60 engages the shoulder 44 and the arm 62 engages the shoulder 45. The outer edge zone 42 and the edge 63 of the plate 60 delimit the opening 33 mentioned above. The plate 60 thus serves as a cover plate for the side walls 46, 48. The plate 60 of the base housing part 30 and the cover housing part 32 together form the air duct 36, which is formed extends from the opening 33 to the connection 34. The aspirator can also be made in one piece instead of the two-part design described.
  • Wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich, befindet sich auf einer Seite der Öffnung 33 des Aspirators 22 eine Leitkante 64, die im wesentlichen den sich in Drehrichtung (Pfeil R) annähernden Lüfterflügeln 16 zugewandt ist. Der Aspirator 22 erstreckt sich von einem im wesentlichen äußeren Ende aus, das radial außerhalb der zylindrischen Wandung 18 der Lüfterverkleidung 10 liegt, bis zu einem radial inneren Ende, welches innerhalb der durch die Lüfterflügel 16 definierten zylindrischen Hüllkurve 17 liegt. Der Aspirator 22 weist eine parallel zu dem Grat 52 verlaufende Längsmittellinie 4-4 auf, die einen spitzen Winkel A mit einer Ebene P einschließt, welche die zylindrische Wandung 18 der Lüfterverkleidung 10 in dem Punkt berührt, in dem die Längsmittellinie 4-4 des Aspirators 22 die Wandung 18 schneidet.As can best be seen from FIG. 2, on one side of the opening 33 of the aspirator 22 there is a leading edge 64 which essentially faces the fan blades 16 approaching in the direction of rotation (arrow R). The aspirator 22 extends from a substantially outer end, which lies radially outside the cylindrical wall 18 of the fan shroud 10, to a radially inner end, which lies within the cylindrical envelope curve 17 defined by the fan blades 16. The aspirator 22 has a longitudinal center line 4-4 running parallel to the ridge 52, which includes an acute angle A with a plane P which contacts the cylindrical wall 18 of the fan shroud 10 at the point where the longitudinal center line 4-4 of the aspirator 22 cuts the wall 18.
  • Jeder Lüfterflügel 16 hat eine Vorderkante 68, die im wesentlichen in Lüfterdrehrichtung (Pfeil R) weist, und eine dieser gegenüberliegende Hinterkante 70. Diese Kanten 68 und 70 liegen im wesentlichen parallel zueinander. Die Projektionen der Kanten 68, 70 in einer Ebene, die senkrecht zur Drehachse der Flügel 16 liegt, haben einen Abstand B zueinander. Vorzugsweise ist der Aspirator 22 derart ausgerichtet, daß die Projektion seiner Leitkante 64 in der Ebene, die senkrecht zur Drehachse der Flügel liegt, parallel zur Projektion der Vorderkante 68 des benachbarten Lüfterflügels 16 ist, sofern die Projektionen der Leitkante 64 des Aspirators 22 und der Vorderkanten 68 des nächsten Lüfterflügels 16 einen Abstand C zueinander einnehmen, der etwas größer als B ist. Ferner enthält die Platte 60 einen im wesentlichen dreieckförmigen sich radial innerhalb der zylindrischen Wandung 18 frei erstreckenden dreieckförmigen Bereich 66.Each fan blade 16 has a front edge 68, which points essentially in the direction of fan rotation (arrow R), and a rear edge 70 opposite this. These edges 68 and 70 lie essentially parallel to one another. The projections of the edges 68, 70 in a plane that is perpendicular to the axis of rotation of the vanes 16 are at a distance B from one another. Preferably, the aspirator 22 is oriented such that the projection of its leading edge 64 in the plane perpendicular to the axis of rotation of the blades is parallel to the projection of the leading edge 68 of the adjacent fan blade 16, provided the projections of the leading edge 64 of the aspirator 22 and the leading edges 68 of the next fan blade 16 are at a distance C from one another which is somewhat larger than B. The plate 60 further includes an essentially triangular triangular region 66 that extends radially freely within the cylindrical wall 18.
  • Es wurde herausgefunden, daß ein bevorzugter Abstand C von dem Lüfterflügeldurchmesser abhängt. Vorausgesetzt, daß die projizierte Breite B der Lüfterflügel 16 und andere Formen und Beziehungen der Anordnung gleich bleiben, sollte die "parallele" Distanz C abnehmen, sofern der Lüfterdurchmesser sowie der Durchmesser der Wandung 18 verringert werden.It has been found that a preferred distance C depends on the fan blade diameter. Provided that the projected width B of the fan blades 16 and other shapes and relationships of the arrangement remain the same, the "parallel" distance C should decrease as long as the fan diameter and the diameter of the wall 18 are reduced.
  • Für in sich verwundene Lüfterflügel 16 mit einem Durchmesser von 711 mm und einer Breite B von 133 mm sowie einer entsprechenden Wandung 18 wurde beispielsweise gefunden, daß sich die Leistung optimieren läßt, wenn der Abstand C ungefähr 154 mm oder ungefähr 1,15 mal der Breite B der Lüfterflügel 16 ist. Bei schräggestellten unverwundenen Lüfterflügeln mit sich in Strömungsrichtung nach außen erweiterndem Durchmesser (flare tip) und einer Breite B von 129 mm sowie entsprechender Wandung wurde für einen Lüfterdurchmesser von 582 mm eine optimale Leistung gefunden, wenn der Abstand C ungefähr 87 mm oder ungefähr 0,67 mal der Breite B der Lüfterflügel ist. Mit anderen Worten: das Verhältnis von C zu B liegt vorzugsweise zwischen 1,15 und 0,67. Es wurde ferner gefunden, daß der engste axiale Abstand zwischen dem Lüfter 12 und dem Aspirator 22 im wesentlichen gleich sein sollte, wie der radiale Abstand zwischen der Verkleidungswandung 18 und dem äußeren Ende der Lüfterflügel 16.For example, for twisted fan blades 16 with a diameter of 711 mm and a width B of 133 mm and a corresponding wall 18, it was found that the performance can be optimized if the distance C is approximately 154 mm or approximately 1.15 times the width B is the fan blade 16. In the case of inclined, unwound fan blades with a flare tip widening outward in the direction of flow and a width B of 129 mm and corresponding wall, an optimal performance was found for a fan diameter of 582 mm if the distance C was approximately 87 mm or approximately 0.67 times the width B is the fan blades. In other words, the ratio of C to B is preferably between 1.15 and 0.67. The closest was also found axial distance between the fan 12 and the aspirator 22 should be substantially the same as the radial distance between the cladding wall 18 and the outer end of the fan blades 16.

Claims (7)

  1. A fan arrangement, especially for cooling a vehicle engine, with a fan (12) having a plurality of fan blades (16) rotating about a fan axis, in order to move air, especially through a radiator (14), wherein the radially outer ends of the fan blades (16) describe a cylindrical envelope (17), a fan shroud (18) which has a substantially cylindrical wall surrounding the fan (12) and lying radially outside the cylindrical envelope (17), and an aspirator (22) arranged in the region of the fan shroud (18) and which includes a housing (30, 32) with at least one opening (33) exposed to the airstream of the fan (12) and a port (34) connected to the opening (33) for connection to a vehicle component, characterized in that the aspirator housing (30, 32) has a longitudinal axis (4-4) which lies substantially in a plane perpendicular to the fan axis and which makes an acute angle (A) with a tangent at the point of intersection of the longitudinal axis (4-4) with the cylindrical wall (18) of the fan shroud (10), in that the opening (33) opens at least partially radially inside the fan shroud (18) or the envelope (17) and faces in a direction relative to the fan blades (16) which is substantially parallel to the fan axis, and in that the port (34) lies radially outside the cylindrical envelope (17).
  2. A fan arrangement according to claim 1, characterized in that each fan blade (16) has a leading edge (68) and a trailing edge (70) substantially parallel thereto, whose projections in a plane which is perpendicular to the fan axis have a distance B from one another, and in that the opening (33) of the aspirator housing (30, 32) is bounded by a leading edge (64) directed against the direction of rotation of the fan blades (16), wherein the projection of the leading edge (64) on to the said projection plane is aligned substantially parallel to the projection of the leading edge (68) of the adjacent fan blade (16), inasmuch as the projections of the guide edge (64) and the leading edge (68) assume a distance C from one another and the quotient of the distance C and the distance B lies between 1.15 and 0.67.
  3. A fan arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the aspirator housing (30, 32) has at least one flange (54) projecting from one side of the opening (33) and which extends in the direction of rotation of the fan (12) and which has at least one portion of flat shape lying substantially in a plane perpendicular to the fan axis,
  4. A fan arrangement according to any of claims 1 to 3, characterized in that the aspirator housing (30, 32) has an air duct (36) with a substantially triangular cross-section connecting the port (34) to the at least one opening (33), with its vertex (52) pointing in a direction lying upstream relative to the flow direction of the air moved through the fan.
  5. A fan arrangement according to any of claims 1 to 4, characterized in that the aspirator housing (30, 32) has an air duct (36) connecting the port (34) to the at least one opening (33) and formed substantially by
    first and second side walls (46, 48) which are connected together and form a projecting fin (52), whose vertex points in a direction lying upstream relative to the flow direction of the air moved through the fan,
    a substantially triangular end wall (50) which extends between the side walls (46, 48) and forms a continuous surface therewith which is closed in the direction lying upstream relative to the flow direction, and
    a plate (60) partially covering the first and second side walls (46, 48),
    so that the plate (60), the side walls (46, 48) and the end wall (50) bound the opening (33).
  6. A fan arrangement according to claim 5, characterized in that the fan shroud (10) includes a wall (18) surrounding the fan substantially cylindrically and in that a substantially triangular region (66) of the plate (60) lies radially inside the substantially cylindrical wall (18).
  7. A fan arrangement according to claim 5 or 6, characterized in that the port (34) is formed on an end region of the plate (60) lying radially outside the envelope (17) or the fan shroud.
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