EP1830072A2 - Ventilator shroud for a heat exchanger and assembly of an axial ventilator in a ventilator shroud - Google Patents

Ventilator shroud for a heat exchanger and assembly of an axial ventilator in a ventilator shroud Download PDF

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EP1830072A2
EP1830072A2 EP07003522A EP07003522A EP1830072A2 EP 1830072 A2 EP1830072 A2 EP 1830072A2 EP 07003522 A EP07003522 A EP 07003522A EP 07003522 A EP07003522 A EP 07003522A EP 1830072 A2 EP1830072 A2 EP 1830072A2
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EP
European Patent Office
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fan
frame
flow guide
axial
ring
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EP07003522A
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EP1830072B1 (en
EP1830072A3 (en
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Markus Dr. Schatz
Ulrich Vollert
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Mahle Behr GmbH and Co KG
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Behr GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP1830072A3 publication Critical patent/EP1830072A3/en
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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
    • F04D29/544—Blade shapes
    • 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
    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/10—Guiding or ducting cooling-air, to, or from, liquid-to-air heat exchangers
    • 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
    • F01P2070/00—Details
    • F01P2070/50—Details mounting fans to heat-exchangers
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    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
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    • F01P5/06—Guiding or ducting air to, or from, ducted fans
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/50—Inlet or outlet
    • F05D2250/51—Inlet

Definitions

  • the invention relates to a fan frame for a heat exchanger according to the preamble of claim 1 and an arrangement of an axial fan according to the preamble of claim 13.
  • Fan shrouds also called fan shrouds, are used in heat exchangers with fans to guide the cooling air.
  • the heat exchanger usually has a rectangular end face from which exits the sucked in from the environment cooling air and the fan is supplied.
  • the fan usually designed as axial fan or shell fan, runs in a Zargenring the fan frame, which causes a channeling of the exiting the heat exchanger air in the inlet plane of the fan.
  • the air flow undergoes considerable deflections, which depend on the different geometry of the heat exchanger face area and the fan inlet area and the distance between the heat exchanger outlet and the fan inlet level.
  • the flow entering the fan is thus inhomogeneous with respect to its direction and speed, which degrades the efficiency of the fan. Due to local conditions also separations of the flow can occur, which is also not desirable.
  • the applicant was a cooling module, consisting of individual heat exchangers, known, on which the suction side, ie in the air flow direction behind the heat exchangers, a fan frame is fixed with a Zargenring, in which an electric motor driven fan rotates.
  • the trained as a plastic injection molded fan shroud has on the side facing the heat exchangers struts over which the electric motor and the attached fan are held. Trained as a shell fan axial fan forms with the Zargenring a relatively narrow gap, since fan and Zargenring are attached to the same component, namely the heat exchanger or cooling module, which is attached to the frame of a motor vehicle. In this respect, between the fan and Zargenring no relative movements.
  • the applicant has a fan assembly for cooling motor vehicle engines is known, wherein the fan is designed as a radial fan, consisting of a support plate, a cover plate and arranged between these radial blades, which suck air in the axial direction, deflect and promote in the radial direction to the outside.
  • the known fan assembly is based on the problem that arise in the deflection of the air flow from the axial direction in the radial direction in the wheel separation phenomena, which reduce the efficiency of the radial impeller.
  • a so-called guide ring with a circular arc-shaped cross-section which causes a deflection of the axial inlet flow in a radially directed flow, the guide ring protrudes into the radial impeller, wherein in a further embodiment of the invention another, ie an inner guide ring is provided, which is fixed to the outer guide ring.
  • Such radial fans have an increased depth in the axial direction and are no longer suitable for today's requirements in a motor vehicle.
  • At least one flow guide element is provided in the air inlet region of the axial fan, which deflects the air flow supplied to the fan in a substantially axial direction.
  • This achieves the advantage that the airflow entering the axial fan is homogenized, ie. H. forms a substantially axially aligned flow.
  • the advantage of a higher efficiency for the fan is achieved by loss-causing vortices and possible separation of the flow in the input or deflection of the fan can be avoided.
  • the drive power for the fan is thus lower.
  • the at least one flow guide is formed as a ring, which is profiled in cross-section such that a deflection in the axial direction is achieved.
  • the profile of the ring called Vorleitring for short, may have different shapes, such as straight, curved or curved.
  • the ring itself is preferably circular, but also an elliptical, oval or angular shape or a combination of several such forms is possible.
  • the Vorleitring is attached to the fan cowl, and advantageously at their struts, which are located between the fan and the upstream heat exchanger (internal struts). At this struts, which also hold the fan and its drive motor, the Vorleitring can be molded. This results in cost-effective production options, so that the fan frame with Zargenring and Vorleitring is produced in one piece. It is also possible to divide the closed over the circumference Vorleitring into individual segments.
  • the flow guide or the Vorleitring an entrance angle ⁇ and an exit angle ⁇ , from the difference ( ⁇ - ⁇ ), the deflection angle ⁇ results. While the exit angle ⁇ is substantially constant over the circumference, i. H. has an axially parallel alignment, the inlet angle over the circumference of the Vorleitringes viewed not constant, but adapted to the local prevailing flow conditions. Due to the geometry of the fan cowl, the size of the heat exchanger and the Zargenring devismessers arise different Zuströmtichtitch in the inlet area.
  • the air flow introduced from the corner regions which have a greater distance to the frame ring, has a substantially radial component, while the air flow introduced from the immediate vicinity of the frame ring has an already axial flow orientation.
  • a larger inlet angle ⁇ is provided for the regions with a radial inflow direction than for the peripheral regions with an axially aligned inflow. This results in distributed over the circumference different deflection angle ⁇ . This achieves the advantage of a locally adapted optimal inflow deflection and a further increase in fan efficiency.
  • a second flow guide in particular in the form of a second Vorleitringes provided which concentric with the first Vorleitring with less Diameter, that is arranged radially inward.
  • the second Vorleitring can also be attached to the struts of the fan cowl and preferably formed as a one-piece plastic injection molded part,
  • the at least one flow guide as a separate part, preferably as a separate Vorleitring, once or twice, manufactured and inserted into the fan cowl and there are preferably secured by a clip connection.
  • the object of the invention is also achieved by an arrangement with the features of claim 13.
  • the inventively designed fan shroud with flow guide forms a functional unit with at least one heat exchanger to which the fan frame connects with Zargenring, and the axial fan, which rotates in the Zargenring and is driven by a motor.
  • the fan cowl is advantageously attached to a heat exchanger of a motor vehicle, in particular a coolant radiator or a cooling module, wherein the heat exchanger is supported relative to the body of the vehicle.
  • the drive motor is designed as an electric motor which is attached via struts to the fan cowl and also carries the fan.
  • the fan may preferably be designed as a jacket fan, wherein between the jacket and Zargenring a gap is left, in which forms leakage flow.
  • the jacket is covered by a diaphragm ring attached to the fan cowl. This will be through the Vorleitring deflected flow supplied to the fan within the shell and does not interfere with the formation of the leakage flow.
  • the arrangement has an axial fan, which is driven by the internal combustion engine of a motor vehicle, d. H. the fan is not attached to the frame, but supported on the engine block, in particular, the axial fan is drivable via a fluid friction clutch, which in turn is driven by the engine and controls the speed of the axial fan.
  • the bezel ring which surrounds the axial fan is supported on the engine block and opposite to the radiator, d. H. fixed to the vehicle fan frame kinematically decoupled, for example by an elastomeric bellows.
  • the flow guide element or the guide ring is fastened here to the frame ring, so that the axial fan can be supplied with an axially aligned inlet flow.
  • the flow guide according to the invention is thus also applicable to motor-fixed fan arrangements.
  • Fig. 1 shows a half-section through a fan frame 1 and an attached to the fan frame 1 axial fan 2, which has an axis a and air in the flow direction L promotes.
  • the fan cowl 1 which is shown only halfway, has an entry plane 1a (perpendicular to the plane of the drawing) which adjoins connects a heat exchanger, not shown, with an approximately rectangular end face.
  • the heat exchanger, not shown, may preferably be a coolant radiator of a motor vehicle and supported on the frame of the motor vehicle.
  • the fan frame 1 has a hood-like rear wall 1b (hence the alternative name: fan cowl), which merges into an approximately cylindrical Zargenring 1 c, in which the provided with a cylindrical shell 2a axial fan 2, short shell fan rotates.
  • the fan frame 1 also has substantially radially aligned struts 1d, which lead to a retaining ring 1e, which receives an electric motor, not shown, for driving the fan 2.
  • the latter has a hub 2b, which is connected to the electric motor.
  • the fan frame 1 thus carries the electric motor and the fan 2, ie the blower and in turn on the coolant radiator, ie supported vehicle-fixed. Between the jacket 2a of the fan 2 and the frame ring 1c, a radial gap 3 is left, which is practically constant due to the common support of the fan 2 and the frame 1.
  • Vorleitring 4 According to the axial flow fan 2 - seen in the air flow direction L - a flow guide, here as a so-called Vorleitring 4, upstream.
  • the cross section of the Vorleitringes 4 shows in the illustrated sectional plane a curved profile, which causes a deflection of the air flow occurring in this area from a substantially radial inflow, represented by an arrow v, in a substantially axially directed outflow.
  • the Vorleitring 4 is attached to the distributed over the circumference, inner struts 1 d attached, preferably integrally molded onto the struts 1 d.
  • a diaphragm ring 5 is attached to the fan frame 1, which extends on the one hand radially inward, approximately to the diameter of the shell 2a, and on the other hand with a slight rounding in the axial direction, a nose 5a, is provided.
  • the detail X shows an enlarged view of the arrangement of the Vorleitringes 4 in conjunction with the aperture ring 5 on the fan frame 1 and the Zargenring 1 c.
  • the Vorleitring 4 has on the inlet side an entry angle ⁇ 1 , based on the axial direction (fan and motor axis a), on. downstream the Vorleitring 4 an exit angle ⁇ , which is equal to zero with respect to the axial direction.
  • the curvature of the Vorleitringes 4 thus runs downstream in an axial direction.
  • the inlet angle ⁇ 1 is adapted to the vectorial orientation of the flow occurring locally in this area, which is illustrated by way of example and schematically by the arrow v.
  • Fig. 2 shows a further half section to the motor and fan axis a in a plane which is offset from the sectional plane of FIG. 1 by 90 degrees
  • the fan frame 1 has according to the heat exchanger, not shown, an approximately rectangular outline with a long and a short rectangle side on.
  • Fig. 2 shows the half-section parallel to the short side; for the same parts, the same reference numbers are used as before. Due to the smaller dimension of the fan cowl 1 in this sectional plane deviating flow conditions in the area of the Vorleitringes 4. The air flow is in this area vectorially predominantly aligned axially, which is shown schematically by an arrow u.
  • the entrance angle ⁇ 2 which is shown in the enlarged detail Y, adjusted accordingly: the entrance angle ⁇ 2 is thus substantially smaller than the entrance angle ⁇ 1 in Fig. 1 or the detail X.
  • the exit angle ⁇ is in detail Y not shown. It corresponds to the angle ⁇ in Fig. 1.
  • the aperture ring 5 with nose 5a is not changed in this area.
  • the entry angle ⁇ of the Vorleitringes 4 thus changes over the circumference between the two illustrated values ⁇ 1 and ⁇ 2 , wherein in each case two maxima and two minima are diametrically opposite. Deviations are of course possible with a changed position of the Zargenringes relative to the rectangular outline of the fan cowl, since this would change the flow conditions relative to the illustrated embodiment. It is therefore crucial that the Vorleitring is adapted to the local prevailing vectorial flow conditions, so that a detachment-free deflection, in particular on the suction side (radially inward) of the Vorleitringes 4 results.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the invention, again shown as a half-section to the motor and fan axis a.
  • a fan frame 6 has a Zargenring 6a, in which the axial fan, not shown, rotates.
  • a Vorleitring 7 is a separate part, z. B. manufactured as a plastic injection molding and inserted into the fan frame 6.
  • the fan frame 6 has inner struts 6b for holding the fan motor, not shown, which simultaneously serve to hold the Einsteckringes 7.
  • the latter therefore has molded Klarnmerefemente 7a, which include the struts 6b and are clipped with these.
  • FIG. 4 shows a view in the direction of the arrow A on a clamp element 7 a of the plug-in lead-in ring 7.
  • the plug-in Vorleitring is particularly advantageous for externally located struts (downstream of the Zargenring) advantageously applicable, since in this case a one-piece design of fan cowl and Vorleitring would cause problems in releasability. These demoulding difficulties are remedied by a separately producible, plug-in Vorleitring.
  • Fig. 5 shows an isometric view of the fan frame 1 according to Figures 1 and 2, therefore, the same reference numerals are used for the same parts. It can be seen here clearly the rectangular outline of the fan frame 1 and arranged therein Vorleitring 4, which is molded onto the inner struts 1d. It also becomes clear that the air, which consists of arranged in front of the fan frame 1, not shown, heat exchanger exits, has different ways to cover the Vorleitring 4 and therefore different speed vectors, distributed over the circumference of the Vorleitringes 4, has.
  • the fan 2 and the Vorleitring 4 are arranged symmetrically to the rectangular outline of the fan frame 1, are of course also asymmetric arrangements in which the fan axis is arranged outside the rectangular center. This results in different flow conditions in the region of the Vorleitringes 4, which - as mentioned above - is adaptable thereto.
  • Fig. 6 shows a slightly modified embodiment of the invention with the fan frame 1 and inner struts 1d, to which a modified Vorleitring 8 is attached.
  • the rectangular outline of the frame 1 has two parallel long sides I and two parallel short sides k.
  • a segment of the lead-out ring 8 is removed, so that a leading edge 8a recessed in the direction of flow has emerged.
  • the arched area with the entry angle ⁇ (see Fig. 1), detail X has fallen away so far that the Vorleitring 8 has only an axially oriented wall in this area.
  • the same configuration with reset leading edge is provided on the diametrically opposite (hidden) side of the Vorleitringes 8.
  • Fig. 7 shows a further embodiment of the invention with a fan frame 1, in which two Vorleitringe, an outer Vorleitring 9 and an inner Vorleitring 10, are arranged concentrically.
  • the outer Vorleitring 9 corresponds to the previous embodiments, while the inner Vorleitring 10 is arranged offset with a smaller diameter to form an annular gap 11 inwardly.
  • This double Vorleitring 9, 10 can be an even better, detachment-free deflection of the flow in the critical areas reach, whereby the fan efficiency can be further improved.
  • Both rings are attached to the inner struts 1 d and preferably made in one piece with the entire fan frame 1 as a plastic injection molded part.

Abstract

The frame has a frame ring (1c) for receiving an axial fan (2). A pre-conductive ring (4) is upstream to the axial fan provided in a flow direction (L). The pre-conductive ring is formed as a ring, and includes ring segments distributed over a circumference. A bar (1d) holds the axial fan, where the pre-conductive ring is fastened at the bar and includes a curved deflection profile. The frame and/or the bar are formed as a plastic molded part. An independent claim is also included for an arrangement of an axial fan in a fan frame.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lüfterzarge für einen Wärmeübertrager nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Anordnung eines Axiallüfters nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 13.The invention relates to a fan frame for a heat exchanger according to the preamble of claim 1 and an arrangement of an axial fan according to the preamble of claim 13.

Lüfterzargen, auch Lüfterhauben genannt, werden bei Wärmeübertragern mit Lüftern zur Führung der Kühlluft eingesetzt. Der Wärmeübertrager weist meistens eine rechteckige Stirnfläche auf, aus welcher die aus der Umgebung angesaugte Kühlluft austritt und dem Lüfter zugeführt wird. Der Lüfter, meistens als Axiallüfter oder Mantellüfter ausgebildet, läuft in einem Zargenring der Lüfterzarge um, welche eine Kanalisierung der aus dem Wärmeübertrager austretenden Luft in die Eintrittsebene des Lüfters bewirkt. Dabei erfährt die Luftströmung zum Teil erhebliche Umlenkungen, welche von der unterschiedlichen Geometrie der Wärmeübertragerstimfläche und der Lüftereintrittsfläche sowie dem Abstand zwischen Wärmeübertrageraustrittsund Lüftereintrittsebene abhängen. Die in den Lüfter eintretende Strömung ist somit hinsichtlich ihrer Richtung und Geschwindigkeit inhomogen, was den Wirkungsgrad des Lüfters verschlechtert. Örtlich bedingt können auch Ablösungen der Strömung auftreten, was ebenfalls nicht erwünscht ist.Fan shrouds, also called fan shrouds, are used in heat exchangers with fans to guide the cooling air. The heat exchanger usually has a rectangular end face from which exits the sucked in from the environment cooling air and the fan is supplied. The fan, usually designed as axial fan or shell fan, runs in a Zargenring the fan frame, which causes a channeling of the exiting the heat exchanger air in the inlet plane of the fan. In some cases, the air flow undergoes considerable deflections, which depend on the different geometry of the heat exchanger face area and the fan inlet area and the distance between the heat exchanger outlet and the fan inlet level. The flow entering the fan is thus inhomogeneous with respect to its direction and speed, which degrades the efficiency of the fan. Due to local conditions also separations of the flow can occur, which is also not desirable.

Durch die DE 103 49 139 A1 der Anmelderin wurde ein Kühlmodul, bestehend aus einzelnen Wärmeübertragern, bekannt, an welchem saugseitig, d. h. in Luftströmungsrichtung hinter den Wärmeübertragern eine Lüfterzarge mit einem Zargenring befestigt ist, in welchem ein elektromotorisch angetriebener Lüfter umläuft. Die als Kunststoffspritzteil ausgebildete Lüfterzarge weist auf der den Wärmeübertragern zugewandten Seite Streben auf, über welche der Elektromotor und der daran befestigte Lüfter gehalten werden. Der als Mantellüfter ausgebildete Axiallüfter bildet mit dem Zargenring einen relativ engen Spalt, da Lüfter und Zargenring an demselben Bauteil, nämlich dem Wärmeübertrager bzw. Kühlmodul befestigt sind, welches am Rahmen eines Kraftfahrzeuges befestigt ist. Insofern treten zwischen Lüfter und Zargenring keine Relativbewegungen auf. In Luftströmungsrichtung gesehen, besteht zwischen der Austrittsebene des letzten Wärmeübertragers und der Eintrittsebene des Lüfters nur ein geringer Abstand, so dass sich insbesondere für die aus den Eckbereichen des Wärmeübertragers umzulenkende Luftströmung starke Richtungsänderungen ergeben.By the DE 103 49 139 A1 the applicant was a cooling module, consisting of individual heat exchangers, known, on which the suction side, ie in the air flow direction behind the heat exchangers, a fan frame is fixed with a Zargenring, in which an electric motor driven fan rotates. The trained as a plastic injection molded fan shroud has on the side facing the heat exchangers struts over which the electric motor and the attached fan are held. Trained as a shell fan axial fan forms with the Zargenring a relatively narrow gap, since fan and Zargenring are attached to the same component, namely the heat exchanger or cooling module, which is attached to the frame of a motor vehicle. In this respect, between the fan and Zargenring no relative movements. Viewed in the direction of air flow, there is only a small distance between the exit plane of the last heat exchanger and the inlet plane of the fan, so that strong directional changes result, in particular for the air flow to be deflected from the corner regions of the heat exchanger.

Anders verhält es sich bei "motorfesten" Lüftern, welche von der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges angetrieben werden, was häufig unter Zwischenschaltung einer Flüssigkeitsreibungskupplung erfolgt, wie beispielsweise durch die DE 199 25 132 A1 der Anmelderin bekannt. Da der vorgeschaltete Wärmeübertrager, meistens ein Kühlmittelkühler, und ebenso die an ihm befestigte Lüfterzarge fahrzeugfest abgestützt sind, ergeben sich bei dieser Bauweise größere Relativbewegungen zwischen Lüfterzarge respektive Zargenring und Lüfterumfang. Dem wird durch einen größeren Spalt Rechnung getragen, welcher zur Vermeidung von Wirkungsgradverlusten durch geeignete Maßnahmen abzudichten ist. Ein Beispiel für eine so genannte Bürstendichtung zeigt die DE 198 03 502 A1 . Andere Lösungen zur Wirkungsgradverbesserung bei vom Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeug angetriebenen Axiallüftern zeigen die DE 33 04 297 C2 und die DE 44 38 184 C1 der Anmelderin. In beiden Fällen ist der den Axiallüfter umgebende Teil der Lüfterzarge, der Zargenring oder der Mantel, kinematisch von der kühlerfesten Lüfterzarge entkoppelt, wobei der am Motor abgestützte Zargenring durch einen elastischen Balg mit der kühlerfesten Lüfterzarge verbunden ist.The situation is different with "engine-fixed" fans, which are driven by the internal combustion engine of a motor vehicle, which often takes place with the interposition of a fluid friction clutch, such as through the DE 199 25 132 A1 the applicant known. Since the upstream heat exchanger, usually a coolant radiator, and also attached to it fan cowl are supported on the vehicle, resulting in this design, larger relative movements between the fan cowl respectively Zargenring and fan size. This is taken into account by a larger gap, which is to be sealed by suitable measures to avoid efficiency losses. An example of a so-called brush seal shows the DE 198 03 502 A1 , Other solutions for improving the efficiency of driven by the internal combustion engine of the motor vehicle axial fans show the DE 33 04 297 C2 and the DE 44 38 184 C1 the applicant. In both cases, the axial fan surrounding part of the fan cowl, the Zargenring or the jacket, kinematically decoupled from the radiator fan shroud, wherein the supported on the engine Zargenring is connected by an elastic bellows with the cooler fan shroud.

Durch die DE 42 27 901 A1 der Anmelderin wurde eine Lüfteranordnung zur Kühlung von Kraftfahrzeugmotoren bekannt, wobei der Lüfter als Radiallüfter ausgebildet ist, bestehend aus einer Tragscheibe, einer Deckscheibe und zwischen diesen angeordneten Radialschaufeln, welche Luft in axialer Richtung ansaugen, umlenken und in radialer Richtung nach außen fördern. Der bekannten Lüfteranordnung liegt das Problem zugrunde, dass sich bei der Umlenkung der Luftströmung von axialer in radiale Richtung im Laufrad Ablösungserscheinungen ergeben, welche den Wirkungsgrad des Radiallaufrades herabsetzen. Zur Lösung des Problems wird ein so genannter Leitring mit kreisbogenförmigem Querschnitt vorgeschlagen, welcher eine Umlenkung der axialen Einrittsströmung in eine radial gerichtete Strömung bewirkt, Der Leitring ragt dabei in das Radiallaufrad hinein, wobei in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ein weiterer, d. h. ein innerer Leitring vorgesehen ist, der an dem äußeren Leitring befestigt ist. Derartige Radialgebläse weisen in axialer Richtung eine erhöhte Bautiefe auf und sind für heutige Anforderungen in einem Kraftfahrzeug nicht mehr geeignet.By the DE 42 27 901 A1 the applicant has a fan assembly for cooling motor vehicle engines is known, wherein the fan is designed as a radial fan, consisting of a support plate, a cover plate and arranged between these radial blades, which suck air in the axial direction, deflect and promote in the radial direction to the outside. Of the known fan assembly is based on the problem that arise in the deflection of the air flow from the axial direction in the radial direction in the wheel separation phenomena, which reduce the efficiency of the radial impeller. To solve the problem, a so-called guide ring with a circular arc-shaped cross-section is proposed, which causes a deflection of the axial inlet flow in a radially directed flow, the guide ring protrudes into the radial impeller, wherein in a further embodiment of the invention another, ie an inner guide ring is provided, which is fixed to the outer guide ring. Such radial fans have an increased depth in the axial direction and are no longer suitable for today's requirements in a motor vehicle.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lüfterzarge der eingangs genannten Art derart zu gestalten, dass für den in der Lüfterzarge angeordneten Axiallüfter ein höherer Wirkungsgrad erreichbar ist. Darüber hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, eine aus Wärmeübertrager, Lüfterzarge und Axiallüfter bestehende Anordnung zu schaffen, die den Lüfterwirkungsgrad verbessert.It is an object of the present invention to design a fan cowl of the aforementioned type such that a higher efficiency can be achieved for the axial fan arranged in the fan cowl. In addition, it is an object of the invention to provide a heat exchanger, fan cowl and axial fan existing arrangement that improves the fan efficiency.

Diese Aufgabe wird zunächst durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist im Lufteintrittsbereich des Axiallüfters mindestens ein Strömungsleitelement vorgesehen, welches die dem Lüfter zugeführte Luftströmung in eine im Wesentlichen axiale Richtung umlenkt. Damit wird der Vorteil erreicht, dass die in den Axiallüfter eintretende Luftströmung homogenisiert, d. h. eine im Wesentlichen axial ausgerichtete Strömung bildet. Damit wird der Vorteil eines höheren Wirkungsgrades für den Lüfter erreicht, indem Verlust bringende Wirbel und mögliche Ablösungen der Strömung im Eingangs- bzw. Umlenkbereich des Lüfters vermieden werden. Die Antriebsleistung für den Lüfter wird somit geringer.This object is initially achieved by the features of claim 1. According to the invention, at least one flow guide element is provided in the air inlet region of the axial fan, which deflects the air flow supplied to the fan in a substantially axial direction. This achieves the advantage that the airflow entering the axial fan is homogenized, ie. H. forms a substantially axially aligned flow. Thus, the advantage of a higher efficiency for the fan is achieved by loss-causing vortices and possible separation of the flow in the input or deflection of the fan can be avoided. The drive power for the fan is thus lower.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das mindestens eine Strömungsleitelement als Ring ausgebildet, welcher im Querschnitt derart profiliert ist, dass eine Umlenkung in axiale Richtung erreicht wird. Das Profil des Ringes, kurz Vorleitring genannt, kann unterschiedliche Formen aufweisen, wie gerade, gewölbt oder gekrümmt. Der Ring selbst ist vorzugsweise kreisrund, aber auch eine elliptische, ovale oder eckige Form beziehungsweise eine Kombination mehrerer solcher Formen ist möglich.In an advantageous embodiment of the invention, the at least one flow guide is formed as a ring, which is profiled in cross-section such that a deflection in the axial direction is achieved. The profile of the ring, called Vorleitring for short, may have different shapes, such as straight, curved or curved. The ring itself is preferably circular, but also an elliptical, oval or angular shape or a combination of several such forms is possible.

Vorteilhafterweise ist der Vorleitring an der Lüfterzarge befestigt, und zwar vorteilhafterweise an deren Streben, welche sich zwischen Lüfter und dem vorgeschalteten Wärmeübertrager befinden (innen liegende Streben). An diesen Streben, welche auch den Lüfter und dessen Antriebsmotor halten, kann der Vorleitring angespritzt werden. Damit ergeben sich kostengünstige Herstellmöglichkeiten, so dass die Lüfterzarge mit Zargenring und Vorleitring in einem Stück herstellbar ist. Dabei ist es auch möglich, den über den Umfang geschlossenen Vorleitring in einzelne Segmente aufzuteilen.Advantageously, the Vorleitring is attached to the fan cowl, and advantageously at their struts, which are located between the fan and the upstream heat exchanger (internal struts). At this struts, which also hold the fan and its drive motor, the Vorleitring can be molded. This results in cost-effective production options, so that the fan frame with Zargenring and Vorleitring is produced in one piece. It is also possible to divide the closed over the circumference Vorleitring into individual segments.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist das Strömungsleitelement bzw. der Vorleitring einen Eintrittswinkel α und einen Austrittswinkel β auf, aus deren Differenz (α - β) sich der Umlenkwinkel δ ergibt. Während der Austrittswinkel β im Wesentlichen konstant über den Umfang ist, d. h. eine achsparallele Ausrichtung aufweist, ist der Eintrittswinkel über den Umfang des Vorleitringes betrachtet nicht konstant, sondern den örtlich vorherrschenden Strömungsverhältnissen angepasst. Bedingt durch die Geometrie der Lüfterzarge, die Größe des Wärmeübertragers und des Zargenringdurchmessers ergeben sich unterschiedliche Zuströmtichtungen im Einlaufbereich. Beispielsweise weist die aus den Eckbereichen, welche einen grö-βeren Abstand zum Zargenring haben, herangeführte Luftströmung eine im Wesentlichen radiale Komponente auf, während die aus der unmittelbaren Umgebung des Zargenringes herangeführte Luftströmung eine bereits axiale Strömungsausrichtung aufweist. Erfindungsgemäß ist daher für die Bereiche mit radialer Zuströmungsrichtung ein größerer Eintrittswinkel α vorgesehen als für die Umfangsbereiche mit einer axial ausgerichteten Zuströmung. Daraus ergeben sich über den Umfang verteilt unterschiedliche Umlenkwinkel δ. Damit wird der Vorteil einer örtlich angepassten optimalen Zuströmungsumlenkung und einer weiteren Erhöhung des Lüfterwirkungsgrades erreicht.In an advantageous embodiment of the invention, the flow guide or the Vorleitring an entrance angle α and an exit angle β, from the difference (α - β), the deflection angle δ results. While the exit angle β is substantially constant over the circumference, i. H. has an axially parallel alignment, the inlet angle over the circumference of the Vorleitringes viewed not constant, but adapted to the local prevailing flow conditions. Due to the geometry of the fan cowl, the size of the heat exchanger and the Zargenringdurchmessers arise different Zuströmtichtungen in the inlet area. For example, the air flow introduced from the corner regions, which have a greater distance to the frame ring, has a substantially radial component, while the air flow introduced from the immediate vicinity of the frame ring has an already axial flow orientation. According to the invention, therefore, a larger inlet angle α is provided for the regions with a radial inflow direction than for the peripheral regions with an axially aligned inflow. This results in distributed over the circumference different deflection angle δ. This achieves the advantage of a locally adapted optimal inflow deflection and a further increase in fan efficiency.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist ein zweites Strömungsleitelement, insbesondere in Form eines zweiten Vorleitringes vorgesehen, welcher konzentrisch zu dem ersten Vorleitring mit geringerem Durchmesser, d. h. radial innen liegend angeordnet ist. Damit wird eine weitere Verbesserung der Einlaufströmung für den Lüfter und damit des Lüfter wirkungsgrades erreicht. Der zweite Vorleitring kann ebenfalls an den Streben der Lüfterzarge befestigt und vorzugsweise als einstückiges Kunststoffspritzteil ausgebildet werden,In a further advantageous embodiment of the invention, a second flow guide, in particular in the form of a second Vorleitringes provided which concentric with the first Vorleitring with less Diameter, that is arranged radially inward. Thus, a further improvement of the inlet flow for the fan and thus the fan efficiency is achieved. The second Vorleitring can also be attached to the struts of the fan cowl and preferably formed as a one-piece plastic injection molded part,

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das mindestens eine Strömungsleitelement als separates Teil, vorzugsweise als separater Vorleitring, einfach oder zweifach, hergestellt und in die Lüfterzarge eingesetzt und dort vorzugsweise durch eine Clipsverbindung befestigt werden. Diese Lösung stellt eine Alternative zum einstückigen Kunststoffspritzteil dar, wenn dieses aufgrund anderer konstruktiver Ausbildung, z. B. außen liegender Streben nicht entformt werden kann.In a further embodiment of the invention, the at least one flow guide as a separate part, preferably as a separate Vorleitring, once or twice, manufactured and inserted into the fan cowl and there are preferably secured by a clip connection. This solution provides an alternative to the one-piece plastic injection molded part, if this due to other constructive training, eg. B. outboard struts can not be removed from the mold.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 13 gelöst. Die erfindungsgemäß ausgebildete Lüfterzarge mit Strömungsleitelement bildet eine Funktionseinheit mit mindestens einem Wärmeübertrager, an welchen die Lüfterzarge mit Zargenring anschließt, und dem Axiallüfter, welcher im Zargenring umläuft und über einen Motor angetrieben wird. Die Lüfterzarge ist vorteilhaft an einem Wärmeübertrager eines Kraftfahrzeuges, insbesondere einem Kühlmittelkühler oder einem Kühlmodul befestigt, wobei der Wärmeübertrager gegenüber der Karosserie des Fahrzeuges abgestützt ist.The object of the invention is also achieved by an arrangement with the features of claim 13. The inventively designed fan shroud with flow guide forms a functional unit with at least one heat exchanger to which the fan frame connects with Zargenring, and the axial fan, which rotates in the Zargenring and is driven by a motor. The fan cowl is advantageously attached to a heat exchanger of a motor vehicle, in particular a coolant radiator or a cooling module, wherein the heat exchanger is supported relative to the body of the vehicle.

Nach einer ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung ist der Antriebsmotor als Elektromotor ausgebildet, welcher über Streben an der Lüfterzarge befestigt ist und auch den Lüfter trägt. Bei dieser Anordnung besteht zwischen Lüfter und Zargenring keine Relativbewegung in radialer Richtung. Insofern ändert sich auch die Geometrie zwischen erfindungsgemäßem Strömungsleitelement bzw. Vorleitring und Lüfter nicht. Der Lüfter kann vorzugsweise als Mantellüfter ausgebildet sein, wobei zwischen Mantel und Zargenring ein Spalt belassen ist, in welchem sich Leckageströmung ausbildet. Erfindungsgemäß ist der Mantel durch einen an der Lüfterzarge befestigten Blendenring abgedeckt. Dadurch wird die durch den Vorleitring umgelenkte Strömung dem Lüfter innerhalb des Mantels zugeführt und stört die Ausbildung der Leckageströmung nicht.According to a first embodiment of the arrangement according to the invention, the drive motor is designed as an electric motor which is attached via struts to the fan cowl and also carries the fan. In this arrangement, there is no relative movement in the radial direction between the fan and Zargenring. In this respect, the geometry does not change between inventive flow guide or Vorleitring and fan. The fan may preferably be designed as a jacket fan, wherein between the jacket and Zargenring a gap is left, in which forms leakage flow. According to the invention, the jacket is covered by a diaphragm ring attached to the fan cowl. This will be through the Vorleitring deflected flow supplied to the fan within the shell and does not interfere with the formation of the leakage flow.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist die Anordnung einen Axiallüfter auf, welcher von der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges angetrieben wird, d. h. der Lüfter ist nicht an der Zarge befestigt, sondern am Motorblock abgestützt, Insbesondere ist der Axiallüfter über eine Flüssigkeitsreibungskupplung antreibbar, die ihrerseits vom Verbrennungsmotor angetrieben wird und die Drehzahl des Axiallüfters regelt. Bei derartigen Anordnungen ist der Zargenring, welcher den Axiallüfter umgibt am Motorblock abgestützt und gegenüber der am Kühler, d. h. fahrzeugfest angeordneten Lüfterzarge kinematisch entkoppelt, beispielsweise durch einen elastomeren Balg. Erfindungsgemäß wird das Strömungsleitelement bzw. der Vorleitring hier am Zargenring befestigt, damit dem Axiallüfter eine axial ausgerichtete Einlaufströmung zugeführt werden kann. Das erfindungsgemäße Strömungsleitelement ist somit auch für motorfeste Lüfteranordnungen anwendbar.In a further embodiment of the invention, the arrangement has an axial fan, which is driven by the internal combustion engine of a motor vehicle, d. H. the fan is not attached to the frame, but supported on the engine block, in particular, the axial fan is drivable via a fluid friction clutch, which in turn is driven by the engine and controls the speed of the axial fan. In such arrangements, the bezel ring which surrounds the axial fan is supported on the engine block and opposite to the radiator, d. H. fixed to the vehicle fan frame kinematically decoupled, for example by an elastomeric bellows. According to the invention, the flow guide element or the guide ring is fastened here to the frame ring, so that the axial fan can be supplied with an axially aligned inlet flow. The flow guide according to the invention is thus also applicable to motor-fixed fan arrangements.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1
einen Halbschnitt (lange Seite) durch eine Lüfterzarge mit Axiallüfter,
Fig. 2
einen Halbschnitt (kurze Seite) durch eine Lüfterzarge mit Axiallüfter,
Fig. 3
ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem einsteckbaren Vorleitring,
Fig. 4
eine Teilansicht in Richtung A auf den Vorleitring gemäß Fig. 3,
Fig. 5
eine Lüfterzarge mit erfindungsgemäßem Vorleitring in isometrischer Darstellung,
Fig. 6
ein weiteres Ausführungsbeispiel mit geändertem Vorleitring und
Fig. 7
ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit zwei Vorleitringen.
Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail below. Show it
Fig. 1
a half cut (long side) through a fan cowl with axial fan,
Fig. 2
a half-section (short side) through a fan cowl with axial fan,
Fig. 3
a further embodiment of the invention with a plug-in Vorleitring,
Fig. 4
2 is a partial view in the direction A of the Vorleitring of FIG. 3,
Fig. 5
a fan cowl with inventive lead-in ring in an isometric view,
Fig. 6
a further embodiment with a modified Vorleitring and
Fig. 7
a further embodiment of the invention with two Vorleitringen.

Fig. 1 zeigt einen Halbschnitt durch eine Lüfterzarge 1 und einen an der Lüfterzarge 1 befestigten Axiallüfter 2, der eine Achse a aufweist und Luft in Strömungsrichtung L fördert. Die nur zur Hälfte dargestellte Lüfterzarge 1 weist eine Eintrittsebene 1a (senkrecht zur Zeichenebene) auf, welche an einen nicht dargestellten Wärmeübertrager mit einer etwa rechteckförmigen Stirnfläche anschließt. Der nicht dargestellte Wärmeübertrager kann vorzugsweise ein Kühlmittelkühler eines Kraftfahrzeuges und am Rahmen des Kraftfahrzeuges abgestützt sein. Die Lüfterzarge 1 weist eine haubenartige Rückwand 1b auf (daher auch die alternative Bezeichnung: Lüfterhaube), welche in einen etwa zylinderförmig ausgebildeten Zargenring 1 c übergeht, in welchem der mit einem zylindrischen Mantel 2a versehene Axiallüfter 2, kurz Mantellüfter, umläuft. Die Lüfterzarge 1 weist ferner im Wesentlichen radial ausgerichtete Streben 1d auf, welche zu einem Haltering 1e führen, welcher einen nicht dargestellten Elektromotor zum Antrieb des Lüfters 2 aufnimmt. Letzterer weist eine Nabe 2b auf, welche mit dem Elektromotor verbunden ist. Die Lüfterzarge 1 trägt somit den Elektromotor und den Lüfter 2, d. h. das Gebläse und ist ihrerseits am Kühlmittelkühler, d. h. fahrzeugfest abgestützt. Zwischen dem Mantel 2a des Lüfters 2 und dem Zargenring 1c ist ein Radialspalt 3 belassen, der infolge der gemeinsamen Abstützung von Lüfter 2 und Zarge 1 praktisch konstant ist. Fig. 1 shows a half-section through a fan frame 1 and an attached to the fan frame 1 axial fan 2, which has an axis a and air in the flow direction L promotes. The fan cowl 1, which is shown only halfway, has an entry plane 1a (perpendicular to the plane of the drawing) which adjoins connects a heat exchanger, not shown, with an approximately rectangular end face. The heat exchanger, not shown, may preferably be a coolant radiator of a motor vehicle and supported on the frame of the motor vehicle. The fan frame 1 has a hood-like rear wall 1b (hence the alternative name: fan cowl), which merges into an approximately cylindrical Zargenring 1 c, in which the provided with a cylindrical shell 2a axial fan 2, short shell fan rotates. The fan frame 1 also has substantially radially aligned struts 1d, which lead to a retaining ring 1e, which receives an electric motor, not shown, for driving the fan 2. The latter has a hub 2b, which is connected to the electric motor. The fan frame 1 thus carries the electric motor and the fan 2, ie the blower and in turn on the coolant radiator, ie supported vehicle-fixed. Between the jacket 2a of the fan 2 and the frame ring 1c, a radial gap 3 is left, which is practically constant due to the common support of the fan 2 and the frame 1.

Erfindungsgemäß ist dem Axiallüfter 2 - in Luftströmungsrichtung L gesehen - ein Strömungsleitelement, hier als so genannter Vorleitring 4 ausgebildet, vorgeschaltet. Der Querschnitt des Vorleitringes 4 zeigt in der dargestellten Schnittebene ein gewölbtes Profil, welches, eine Umlenkung der in diesem Bereich auftretenden Luftströmung aus einer im Wesentlichen radialen Zuströmung, dargestellt durch einen Pfeil v, in eine im Wesentlichen axial gerichtete Abströmung bewirkt. Der Vorleitring 4 ist an den über den Umfang verteilt angeordneten, innen liegenden Streben 1d befestigt, vorzugsweise einstückig an die Streben 1d angespritzt. Radial außerhalb des Vorleitringes 4 ist an der Lüfterzarge 1 ein Blendenring 5 befestigt, welcher sich einerseits radial nach innen, etwa bis zum Durchmesser des Mantels 2a erstreckt, und andererseits mit einer leichten Abrundung in axialer Richtung, einer Nase 5a, versehen ist.According to the axial flow fan 2 - seen in the air flow direction L - a flow guide, here as a so-called Vorleitring 4, upstream. The cross section of the Vorleitringes 4 shows in the illustrated sectional plane a curved profile, which causes a deflection of the air flow occurring in this area from a substantially radial inflow, represented by an arrow v, in a substantially axially directed outflow. The Vorleitring 4 is attached to the distributed over the circumference, inner struts 1 d attached, preferably integrally molded onto the struts 1 d. Radially outside the Vorleitringes 4, a diaphragm ring 5 is attached to the fan frame 1, which extends on the one hand radially inward, approximately to the diameter of the shell 2a, and on the other hand with a slight rounding in the axial direction, a nose 5a, is provided.

Die Einzelheit X zeigt eine vergrößerte Darstellung der Anordnung des Vorleitringes 4 in Verbindung mit dem Blendenring 5 an der Lüfterzarge 1 bzw. dem Zargenring 1 c. Der Vorleitring 4 weist zuströmseitig einen Eintrittswinkel α1, bezogen auf die Axialrichtung (Lüfter- und Motorachse a), auf. Abströmseitig weist der Vorleitring 4 einen Austrittswinkel β auf, welcher gegenüber der Axialrichtung gleich Null ist. Die Wölbung des Vorleitringes 4 läuft somit abströmseitig in eine axiale Richtung aus. Der Eintrittswinkel α1 ist an die örtlich in diesem Bereich auftretende vektorielle Ausrichtung der Strömung angepasst, welche beispielhaft und schematisch durch den Pfeil v dargestellt ist. Die aus dem nicht dargestellten Wärmeübertrager in dessen Randbereich austretende Luft gelangt in einen außen liegenden Randbereich 1f der Lüfterzarge 1 und wird von dort unter Umlenkung in eine etwa radiale Richtung entsprechend dem Pfeil v an den Vorleitring 4 herangeführt, der aufgrund seiner Wölbung eine Umlenkung in axiale Richtung in den Lüfter 2 bewirkt. Die Luft wird dem Lüfter 2 somit auch in den Bereichen der Schaufelspitzen in etwa axialer Richtung zugeführt, Damit verbessert sich der Wirkungsgrad des Lüfters 2. Im Spalt 3 bildet sich eine Leckageströmung entgegen der allgemeinen Luftströmungsrichtung L aus, welche im Bereich des Blendenringes 5, unterstützt durch die Blendennase 5a, in die Lüfterzuströmung eingespeist wird. Damit werden der Leckagestrom durch den Spalt 3 und die Umlenkströmung zwischen Blendenring 5 und Vorleitring 4 relativ verlustarm vereinigt.The detail X shows an enlarged view of the arrangement of the Vorleitringes 4 in conjunction with the aperture ring 5 on the fan frame 1 and the Zargenring 1 c. The Vorleitring 4 has on the inlet side an entry angle α 1 , based on the axial direction (fan and motor axis a), on. downstream the Vorleitring 4 an exit angle β, which is equal to zero with respect to the axial direction. The curvature of the Vorleitringes 4 thus runs downstream in an axial direction. The inlet angle α 1 is adapted to the vectorial orientation of the flow occurring locally in this area, which is illustrated by way of example and schematically by the arrow v. The emerging from the heat exchanger, not shown in the edge region of air enters an outer edge region 1f of the fan frame 1 and is from there under deflection in an approximately radial direction according to the arrow v brought to the Vorleitring 4, due to its curvature deflection in axial Direction into the fan 2 causes. The air is thus supplied to the fan 2 also in the areas of the blade tips in an approximately axial direction, thus improving the efficiency of the fan 2. In the gap 3, a leakage flow forms against the general air flow direction L, which supports in the region of the aperture ring 5 through the diaphragm nose 5a, is fed into the fan inflow. Thus, the leakage current through the gap 3 and the Umlenkströmung between diaphragm ring 5 and Vorleitring 4 are combined relatively low loss.

Fig. 2 zeigt einen weiteren Halbschnitt zur Motor- und Lüfterachse a in einer Ebene, welche gegenüber der Schnittebene gemäß Fig. 1 um 90 Grad versetzt ist Die Lüfterzarge 1 weist entsprechend dem nicht dargestellten Wärmeübertrager einen etwa rechteckförmigen Umriss mit einer langen und einer kurzen Rechteckseite auf. Fig. 2 zeigt den Halbschnitt parallel zur kurzen Seite; für gleiche Teile werden gleiche Bezugszahlen wie zuvor verwendet. Aufgrund der geringeren Abmessung der Lüfterzarge 1 in dieser Schnittebene ergeben sich abweichende Strömungsverhältnisse im Bereich des Vorleitringes 4. Die Luftströmung ist in diesem Bereich vektoriell vorwiegend axial ausgerichtet, was durch einen Pfeil u schematisch dargestellt ist. Daher ist der Eintrittswinkel α2, der in der vergrößerten Einzelheit Y dargestellt ist, entsprechend angepasst: der Eintrittswinkel α2 ist somit wesentlich geringer als der Eintrittswinkel α1 in Fig. 1 bzw. der Einzelheit X. Der Austrittswinkel β ist in der Einzelheit Y nicht eingezeichnet. Er entspricht dem Winkel β in Fig. 1. Der Blendenring 5 mit Nase 5a ist in diesem Bereich nicht verändert. Der Eintrittswinkel α des Vorleitringes 4 ändert sich somit über dem Umfang zwischen den beiden dargestellten Werten α1 und α2, wobei sich jeweils zwei Maxima und zwei Minima diametral gegenüber liegen. Abweichungen sind selbstverständlich bei einer geänderten Lage des Zargenringes gegenüber dem rechteckförmigen Umriss der Lüfterzarge möglich, da sich damit die Strömungsverhältnisse gegenüber dem dargestellten Ausführungsbeispiel ändern würden. Entscheidend ist somit, dass der Vorleitring an die örtlich vorherrschenden vektoriellen Strömungsverhältnisse angepasst ist, damit sich eine ablösungsfreie Umlenkung, insbesondere auf der Saugseite (radial innen liegend) des Vorleitringes 4 ergibt. Fig. 2 shows a further half section to the motor and fan axis a in a plane which is offset from the sectional plane of FIG. 1 by 90 degrees The fan frame 1 has according to the heat exchanger, not shown, an approximately rectangular outline with a long and a short rectangle side on. Fig. 2 shows the half-section parallel to the short side; for the same parts, the same reference numbers are used as before. Due to the smaller dimension of the fan cowl 1 in this sectional plane deviating flow conditions in the area of the Vorleitringes 4. The air flow is in this area vectorially predominantly aligned axially, which is shown schematically by an arrow u. Therefore, the entrance angle α 2 , which is shown in the enlarged detail Y, adjusted accordingly: the entrance angle α 2 is thus substantially smaller than the entrance angle α 1 in Fig. 1 or the detail X. The exit angle β is in detail Y not shown. It corresponds to the angle β in Fig. 1. The aperture ring 5 with nose 5a is not changed in this area. The entry angle α of the Vorleitringes 4 thus changes over the circumference between the two illustrated values α 1 and α 2 , wherein in each case two maxima and two minima are diametrically opposite. Deviations are of course possible with a changed position of the Zargenringes relative to the rectangular outline of the fan cowl, since this would change the flow conditions relative to the illustrated embodiment. It is therefore crucial that the Vorleitring is adapted to the local prevailing vectorial flow conditions, so that a detachment-free deflection, in particular on the suction side (radially inward) of the Vorleitringes 4 results.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, wiederum dargestellt als Halbschnitt zur Motor- und Lüfterachse a. Eine Lüfterzarge 6 weist einen Zargenring 6a auf, in dem der nicht dargestellte Axiallüfter umläuft. Ein Vorleitring 7 ist als separates Teil, z. B. als Kunststoffspritzteil hergestellt und in die Lüfterzarge 6 eingesetzt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Lüfterzarge 6 innen liegende Streben 6b zur Halterung des nicht dargestellten Lüftermotors auf, welche gleichzeitig zur Halterung des Einsteckringes 7 dienen. Letzterer weist daher angespritzte Klarnmerefemente 7a auf, welche die Streben 6b umfassen und mit diesen verclipst sind. Fig. 3 shows a further embodiment of the invention, again shown as a half-section to the motor and fan axis a. A fan frame 6 has a Zargenring 6a, in which the axial fan, not shown, rotates. A Vorleitring 7 is a separate part, z. B. manufactured as a plastic injection molding and inserted into the fan frame 6. In the illustrated embodiment, the fan frame 6 has inner struts 6b for holding the fan motor, not shown, which simultaneously serve to hold the Einsteckringes 7. The latter therefore has molded Klarnmerefemente 7a, which include the struts 6b and are clipped with these.

Fig. 4 zeigt eine Ansicht in Richtung des Pfeils A. auf ein Klammerelement 7a des steckbaren Vorleitringes 7. FIG. 4 shows a view in the direction of the arrow A on a clamp element 7 a of the plug-in lead-in ring 7.

In Abweichung des dargestellten Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 3 und Fig. 4 ist der steckbare Vorleitring insbesondere bei äußen liegenden Streben (stromabwärts vom Zargenring) vorteilhaft anwendbar, da in diesem Falle eine einstückige Ausbildung von Lüfterzarge und Vorleitring Probleme bei der Entformbarkeit bereiten würde. Diese Entformungsschwierigkeiten werden durch einen separat herstellbaren, steckbaren Vorleitring behoben.In deviation from the illustrated embodiment of FIG. 3 and FIG. 4, the plug-in Vorleitring is particularly advantageous for externally located struts (downstream of the Zargenring) advantageously applicable, since in this case a one-piece design of fan cowl and Vorleitring would cause problems in releasability. These demoulding difficulties are remedied by a separately producible, plug-in Vorleitring.

Fig. 5 zeigt eine isometrische Darstellung der Lüfterzarge 1 gemäß Figuren 1 und 2- es werden daher für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet. Man erkennt hier deutlich den rechteckigen Umriss der Lüfterzarge 1 und den darin angeordneten Vorleitring 4, welcher an die innen liegenden Streben 1d angespritzt ist. Ferner wird deutlich, dass die Luft, welche aus dem vor der Lüfterzarge 1 angeordneten, nicht dargestellten Wärmeübertrager austritt, unterschiedliche Wege bis zum Vorleitring 4 zurückzulegen hat und daher unterschiedliche Geschwindigkeitsvektoren, verteilt über den Umfang des Vorleitringes 4, aufweist. Der Lüfter 2 und der Vorleitring 4 sind hier symmetrisch zum rechteckigen Umriss der Lüfterzarge 1 angeordnet, möglich sind selbstverständlich auch asymmetrische Anordnungen, bei welchen die Lüfterachse außerhalb des Rechteckmittelpunktes angeordnet ist. Damit ergeben sich unterschiedliche Strömungsverhältnisse im Bereich des Vorleitringes 4, welcher - wie oben erwähnt - hieran anpassbar ist. Fig. 5 shows an isometric view of the fan frame 1 according to Figures 1 and 2, therefore, the same reference numerals are used for the same parts. It can be seen here clearly the rectangular outline of the fan frame 1 and arranged therein Vorleitring 4, which is molded onto the inner struts 1d. It also becomes clear that the air, which consists of arranged in front of the fan frame 1, not shown, heat exchanger exits, has different ways to cover the Vorleitring 4 and therefore different speed vectors, distributed over the circumference of the Vorleitringes 4, has. The fan 2 and the Vorleitring 4 are arranged symmetrically to the rectangular outline of the fan frame 1, are of course also asymmetric arrangements in which the fan axis is arranged outside the rectangular center. This results in different flow conditions in the region of the Vorleitringes 4, which - as mentioned above - is adaptable thereto.

Fig. 6 zeigt ein leicht abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit der Lüfterzarge 1 und innen liegenden Streben 1d, an welchen ein abgewandelter Vorleitring 8 befestigt ist. Der rechteckförmige Umriss der Zarge 1 weist zwei parallele lange Seiten I und zwei parallele kurze Seiten k auf. Im Bereich der oberen langen Seite I ist ein Segment des Vorleitringes 8 entfernt, so dass eine in Strömungsrichtung zurückgesetzte Anströmkante 8a entstanden ist. Der gewölbte Bereich mit dem Eintrittswinkel α (vgl. Fig. 1), Einzelheit X ist soweit weggefallen, dass der Vorleitring 8 in diesem Bereich nur eine axial ausgerichtete Wandung aufweist. Damit ist den in diesem Bereich vorherrschenden Strömungsverhältnissen im Sinne der Erfindung Rechnung getragen. Die gleiche Konfiguration mit zurückgesetzter Anströmkante ist auf der diametral gegenüber liegenden (verdeckten) Seite des Vorleitringes 8 vorgesehen. Fig. 6 shows a slightly modified embodiment of the invention with the fan frame 1 and inner struts 1d, to which a modified Vorleitring 8 is attached. The rectangular outline of the frame 1 has two parallel long sides I and two parallel short sides k. In the region of the upper long side I, a segment of the lead-out ring 8 is removed, so that a leading edge 8a recessed in the direction of flow has emerged. The arched area with the entry angle α (see Fig. 1), detail X has fallen away so far that the Vorleitring 8 has only an axially oriented wall in this area. Thus, the prevailing in this area flow conditions in the context of the invention is taken into account. The same configuration with reset leading edge is provided on the diametrically opposite (hidden) side of the Vorleitringes 8.

Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Lüfterzarge 1, in welcher zwei Vorleitringe, ein äußerer Vorleitring 9 und ein innerer Vorleitring 10, konzentrisch angeordnet sind. Der äußere Vorleitring 9 entspricht den vorherigen Ausführungsbeispielen, während der innere Vorleitring 10 mit einem geringeren Durchmesser unter Bildung eines Ringspaltes 11 nach innen versetzt angeordnet ist. Durch diesen doppelten Vorleitring 9, 10 lässt sich eine noch bessere, ablösungsfreie Umlenkung der Strömung in den kritischen Bereichen erreichen, womit der Lüfterwirkungsgrad noch weiter verbessert werden kann. Beide Ringe sind an den innen liegenden Streben 1d befestigt und vorzugsweise mit der gesamten Lüfterzarge 1 einstückig als Kunststoffspritzteil hergestellt. Fig. 7 shows a further embodiment of the invention with a fan frame 1, in which two Vorleitringe, an outer Vorleitring 9 and an inner Vorleitring 10, are arranged concentrically. The outer Vorleitring 9 corresponds to the previous embodiments, while the inner Vorleitring 10 is arranged offset with a smaller diameter to form an annular gap 11 inwardly. This double Vorleitring 9, 10 can be an even better, detachment-free deflection of the flow in the critical areas reach, whereby the fan efficiency can be further improved. Both rings are attached to the inner struts 1 d and preferably made in one piece with the entire fan frame 1 as a plastic injection molded part.

Claims (23)

Lüfterzarge (1) für einen Wärmeübertrager mit einem Zargenring (1c) zur Aufnahme eines Axiallüfters (2), dadurch gekennzeichnet, dass dem Axiallüfter (2) - in Luftströmungsrichtung L gesehen - mindestens ein Strömungsleitelement (4, 7, 8, 9, 10) vorgeschaltet ist.Fan frame (1) for a heat exchanger with a frame ring (1c) for receiving an axial fan (2), characterized in that the axial fan (2) - seen in the air flow direction L - at least one flow guide (4, 7, 8, 9, 10) upstream. Lüfterzarge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Strömungsleitelement (4, 7, 8, 9, 10) ringförmig ausgebildet ist.Fan shroud according to claim 1, characterized in that the at least one flow guide (4, 7, 8, 9, 10) is annular. Lüfterzarge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Strömungsleitelement aus einzelnen über den Umfang verteilten Ringsegmenten besteht.Fan shroud according to claim 1, characterized in that the at least one flow guide consists of individual distributed over the circumference ring segments. Lüfterzarge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Strömungsleitelement (4, 7, 8, 9, 10) an der Lüfterzarge (1) befestigt ist.Fan shroud according to claim 1 or 2, characterized in that the at least one flow guide (4, 7, 8, 9, 10) is attached to the fan cowl (1). Lüfterzarge nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfterzarge (1) Streben (1d) zur Halterung des Axiallüfters (2) aufweist und dass das mindestens eine Strömungsleitelement (4, 7, 8, 9, 10) an den Streben (1d) befestigt ist.Fan shroud according to one of claims 1 to 4, characterized in that the fan frame (1) struts (1d) for holding the axial fan (2) and that the at least one flow guide (4, 7, 8, 9, 10) on the struts (1d) is attached. Lüfterzarge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Strömungsleitelement (4, 8, 9, 10), die Lüfterzarge (1) und/oder die Streben (1d) als einstückiges Kunststoffspritzteil ausgebildet sind.Fan shroud according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one flow guide (4, 8, 9, 10), the fan shroud (1) and / or the struts (1d) are formed as one-piece plastic injection molded part. Lüfterzarge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Strömungsleitelement (4, 7, 8, 9, 10) ein vorzugsweise gewölbtes Umlenkprofil aufweist.Fan shroud according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one flow guide element (4, 7, 8, 9, 10) has a preferably curved deflecting profile. Lüfterzarge nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkprofil (4, 7, 8, 9, 10) einen Eintrittswinkel α und einen Austrittswinkel β aufweist und das die Eintrittswinkel α - verteilt über den Umfang - unterschiedliche Werte aufweisen.Fan cowl according to claim 7, characterized in that the deflection profile (4, 7, 8, 9, 10) has an entry angle α and an exit angle β and that the entry angle α - distributed over the circumference - have different values. Lüfterzarge nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Eintrittswinkel α an die örtliche Zuströmungsrichtung der Luft anpassbar ist.Fan shroud according to claim 8, characterized in that the inlet angle α is adaptable to the local inflow direction of the air. Lüfterzarge nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Austrittswinkel β einer axial gerichteten Abströmung entspricht.Fan cowl according to claim 8 or 9, characterized in that the outlet angle β corresponds to an axially directed outflow. Lüfterzarge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Lüfterzarge (1) - im Übergangsbereich zwischen Zargenrückwand (1 b) und Zargenring (1c) - ein Blendenring (5) angeordnet ist, welcher mit dem Strömungsleitelement (4) zur Erzielung einer Spalt- und Umlenkströmung zusammen wirkt.Ventilation frame according to one of the preceding claims, characterized in that on the fan frame (1) - in the transition region between Zargenrückwand (1 b) and Zargenring (1c) - a diaphragm ring (5) is arranged, which with the flow guide (4) to achieve a Gap and deflection flows together. Lüfterzarge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Lüfterzarge (1) zwei Strömungsleitelemente, ein äußerer Vorleitring (9) und ein innerer Vorleitring (10), unter Bildung eines Ringspaltes (11) konzentrisch angeordnet sind.Fan shroud according to one of the preceding claims, characterized in that in the fan shroud (1) two flow guide, an outer Vorleitring (9) and an inner Vorleitring (10) to form an annular gap (11) are arranged concentrically. Lüfterzarge nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Strömungsleitelement als separates Ringteil (7) herstellbar und in die Lüfterzarge (6) einsetzbar, insbesondere einclipsbar ist.Fan shroud according to one of claims 1 to 5 or 7 to 12, characterized in that the at least one flow guide as a separate ring member (7) producible and insertable into the fan frame (6), in particular clipped. Anordnung eines Axiallüfters (2) in einer Lüfterzarge (1), wobei der der Axiallüfter (2) in einem Zargenring (1c) umläuft und von einem Motor antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfterzarge (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.Arrangement of an axial fan (2) in a fan frame (1), wherein the axial fan (2) in a Zargenring (1c) rotates and is driven by a motor, characterized in that the fan frame (1) according to at least one of the preceding claims is. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfterzarge (1) an einem Wärmeübertrager, insbesondere einem Kühlmittelkühler eines Kraftfahrzeuges befestigt ist.Arrangement according to claim 14, characterized in that the fan frame (1) is attached to a heat exchanger, in particular a coolant radiator of a motor vehicle. Anordnung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Antriebsmotor als Elektromotor ausgebildet und an der Lüfterzarge (1, 1d, 1e) befestigt ist.Arrangement according to claim 14 or 15, characterized in that the drive motor is designed as an electric motor and attached to the fan cowl (1, 1d, 1e). Anordnung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Axiallüfter von der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges antreibbar ist.Arrangement according to claim 14 or 15, characterized in that the axial fan of the internal combustion engine of a motor vehicle is drivable. Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Axiallüfter über eine Flüssigkeitsreibungskupplung antreibbar ist.Arrangement according to claim 17, characterized in that the axial fan is drivable via a fluid friction clutch. Anordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Axiallüfter auf der Abtriebsseite der Flüssigkeitsreibungskupplung angeordnet ist.Arrangement according to claim 18, characterized in that the axial fan is arranged on the output side of the fluid friction clutch. Anordnung nach Anspruch 17, 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Zargenring von der Lüfterzarge kinematisch entkoppelt und an der Brennkraftmaschine abgestützt ist.Arrangement according to claim 17, 18 or 19, characterized in that the Zargenring is kinematically decoupled from the fan cowl and supported on the internal combustion engine. Anordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Strömungsleitelement am Zargenring befestigbar ist.Arrangement according to claim 20, characterized in that the at least one flow guide element can be fastened to the frame ring. Anordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Blendenring (5) einen Innendurchmesser aufweist, der gleich oder kleiner als der Außendurchmesser des Lüfters (2) ist, insbesondere des Lüftermantels (2a).Arrangement according to one of claims 14 to 21, characterized in that the diaphragm ring (5) has an inner diameter which is equal to or smaller than the outer diameter of the fan (2), in particular of the fan shroud (2a). Anordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Mantel (2a) und Zargenring (1c) ein Ringspalt (3) angeordnet ist und dass der Blendenring (5) eine Abdeckung des Ringspaltes (3) in Luftströmungsrichtung (L) bildet.Arrangement according to one of claims 14 to 21, characterized in that between the casing (2a) and Zargenring (1c) an annular gap (3) is arranged and that the diaphragm ring (5) forms a cover of the annular gap (3) in the air flow direction (L) ,
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