EP2459883A1 - Führungsgeometrie für halbaxiale lüfterräder - Google Patents

Führungsgeometrie für halbaxiale lüfterräder

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EP2459883A1
EP2459883A1 EP10721026A EP10721026A EP2459883A1 EP 2459883 A1 EP2459883 A1 EP 2459883A1 EP 10721026 A EP10721026 A EP 10721026A EP 10721026 A EP10721026 A EP 10721026A EP 2459883 A1 EP2459883 A1 EP 2459883A1
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EP
European Patent Office
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fan
vanes
suction
outflow
wheel
Prior art date
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Application number
EP10721026A
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English (en)
French (fr)
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EP2459883B1 (de
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Andreas Schiel
Matthias Ludwig
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Application granted granted Critical
Publication of EP2459883B1 publication Critical patent/EP2459883B1/de
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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
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D25/0606—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven the electric motor being specially adapted for integration in the pump
    • F04D25/0613—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven the electric motor being specially adapted for integration in the pump the electric motor being of the inside-out type, i.e. the rotor is arranged radially outside a central stator
    • 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
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/281—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps for fans or blowers
    • 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
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/28—Rotors specially for elastic fluids for centrifugal or helico-centrifugal pumps for radial-flow or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/30—Vanes

Definitions

  • the invention relates to a fan.
  • the invention relates to a fan in a fan for use in a motor vehicle.
  • a semi-axial fan wheel represents a combination of an axial and a radial fan.
  • An axial section of the fan wheel sucks the air to be conveyed in the manner of a propeller from a direction parallel to the axis of rotation.
  • a radial section of the fan wheel sucks the air to be conveyed in the manner of a propeller from a direction parallel to the axis of rotation.
  • Fan wheel flows from the already sucked air in the manner of a centrifuge in the radial direction.
  • a deflection element In order to redirect air which has passed through the axial section of a semi-axial fan wheel to the radial section, a deflection element is provided in the area between the two sections.
  • the deflector is usually attached to a fan motor and may, for example, have a tapered shape.
  • the radially extending outflow vanes of the axial portion of the semi-axial impeller do not abut against the fixed deflector to minimize frictional losses and noise. Due to the consequent gap between the ends of the discharge vanes and the deflector escapes a certain proportion of the sucked air, instead of leaving only between Abströmschaufeln through the fan in the radial direction. The efficiency of such a semi-axial fan wheel therefore remains below a maximum possible. Disclosure of the invention
  • the invention is therefore based on the object to provide a fan that overcomes this disadvantage and beyond is easy to manufacture.
  • a fan of a fan includes suction vanes having an entrance edge facing an axial inlet direction of the fan and exit vanes having a trailing edge facing a radial outlet direction of the fan and a deflector for deflecting air from an effective area of the suction vanes to an effective region of the outflow vanes, wherein the deflecting element is positively and / or non-positively connected to at least one outflow vane.
  • the deflection element follows the rotational movement of the fan wheel with respect to a fan motor.
  • the connection of the baffle with at least one outflow vane makes it possible to eliminate a gap between the outflow vane and the baffle, and thus to ensure that the outflowed air receives the desired direction and velocity when it flows off.
  • several or all outflow blades may be connected to the deflecting element, so that all of the outflowed air must flow between the outflows.
  • At least one of the suction vanes may be integrally formed with a discharge vane.
  • a combined suction and exhaust scoop may have a suction section and an outflow section.
  • One of the boundary surfaces of the combined combined suction and discharge vane may partially or fully abut the deflector.
  • the number of exhaust vanes may also be larger or smaller than the number of suction vanes.
  • additional discrete exhaust vanes may be formed in the fan in addition to combined suction and exhaust vanes.
  • the fan wheel comprises twice as many outflow blades like combined air blades. In a corresponding manner, the number of suction vanes can exceed the number of outflow vanes.
  • the deflector may be connected by a mating connection with the discharge vane. This is especially true in a production of fan wheels in large
  • the mating connection can have, for example, pins and corresponding recesses.
  • the deflecting element may have a peripheral edge into which a plurality of outflow blades engage.
  • positive or non-positive connections between the deflector and the discharge vanes possible, for example, latching, gluing, riveting, screwing, welding, soldering, wedging or caulking.
  • the suction vanes and the discharge vanes may form an integral part of the fan wheel.
  • a one-piece element may additionally have a hub and / or stiffening elements which follow a circumference or a circumferential contour of the fan wheel.
  • the stiffening element comprises a hollow cylindrical portion which defines the suction vanes in a radially outward direction.
  • the one-piece element may be free of undercuts with respect to a rotationally symmetrical to the axis of rotation partition surface.
  • the one-piece element can be produced by casting or injection molding in a permanent mold which is divisible along the dividing surface, so that the one-piece element can be demolded from the permanent mold.
  • the division surface may be a portion of a plane perpendicular to the axis of rotation.
  • the fan may further include a fan motor with an axis supporting the fan, wherein a drive torque is transmitted by means of the deflector from the fan motor to the fan.
  • the fan may be sprayed, for example, to the axis or a hub-side recording of the axis.
  • the axis may be connected to a stator or a rotor of the fan motor, wherein the axis may be rotatably mounted on one side or on two sides.
  • the axle can be set up to transmit shear, bending, tensile and / or shear forces between the fan wheel and the stator or rotor of the fan motor, without transmitting transmission torque to the fan motor
  • the fan motor may comprise a non-positively connected to the deflection outer rotor (external rotor). Due to the design of the external rotor, the drive torque can be introduced in a relatively large radial distance from the axis of rotation in the deflection, where the leverage forces are low, whereby a structural load on the deflection is kept low.
  • a stator enclosed by the outer rotor of the fan motor optimally fill a space on the side facing away from the fan of the deflector, so that the fan can be constructed very compact.
  • the outer rotor may comprise one or more permanent magnets. Due to the relatively large mass of the permanent magnet at a relatively large distance from the axis of rotation of the impeller, the rotational inertia of the impeller is high, whereby the rotation of the impeller is damped when driven by the fan motor and thus more uniform. So noise developments in the drive of the fan wheel can be minimized by alternately activated windings of the stator.
  • a motor vehicle includes a fan with the fan wheel described above.
  • Figure 1 is a schematic representation of a fan system in a motor vehicle
  • Figure 2 is a side sectional view through a fan with fan for use in the fan system of Figure 1, and
  • FIG. 3 is an isometric view of part of the fan wheel of FIG. 2.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a motor vehicle fan system 100.
  • a motor vehicle 110 includes an intake tract 120, a fan 130 and a distribution tract 140.
  • the fan 130 comprises a fan wheel 150 and a fan motor 160.
  • FIG. 1 is not included optional elements of the motor vehicle fan system 100, such as filters, flaps, valves, heat exchangers, condensers and other elements that are of no further importance here.
  • the fan motor 160 rotates the fan wheel 150 so that
  • Air is sucked from an outside of the motor vehicle 1 10 through the intake tract 120 into the fan wheel 150 and then conveyed through the distribution wing 140 to the inside of the motor vehicle 140.
  • the intake tract 120 and the distribution tract 140 are in one common
  • the fan 130 may be insertable into the intake tract 120, the distribution tract 140 or the common tract in the manner of a cartridge.
  • the tract may comprise an element which converts a radial flow direction of air discharged from the fan wheel 150 in a linear flow direction, for example a pressure-increasing spiral, which also compresses the streamed air.
  • FIG. 2 shows the fan 130 from FIG. 1 in a lateral sectional view.
  • the fan 130 comprises the fan wheel 150 and the fan motor 160, which are connected to each other by means of an axis 300.
  • the fan wheel 150 includes suction vanes 210 having entry edges 220 and discharge vanes 230 having trailing edges 240.
  • the suction vanes 210 extend radially outward from a hub 250 of the fan wheel to a stiffening surface 260 of the fan wheel 150 that follows a portion of the circumferential contour of the fan wheel 150.
  • the suction vanes 210 are formed such that upon rotation of the
  • Fan wheel 150 air is sucked in from the bottom in the axial direction.
  • the suction vanes 210 merge into outflow vanes 230 which are arranged along the stiffening surface 260 in the direction of rotation.
  • the exhaust vanes 230 when the fan 150 is rotated, accelerate air that has passed the suction vanes 210 in the axial direction in the circumferential direction, so that the accelerated air due to a centrifugal effect in the radial direction at the trailing edge 240 is discharged.
  • the outflow blades 230 may be bent in a crescent shape for improved outflow.
  • the integrally formed suction / discharge vanes 210, 230 border on top of a deflection element 270.
  • the deflection element 270 is annular in the region of the hub 250 and is connected by means of a fit connection to the blades 210, 230 or to the hub 250.
  • the two outflow blades 230 visible in this view, carry in the area of their trailing edges 240
  • the fan motor 160 includes a stator 310 and an outer rotor 320 having a permanent magnet 330.
  • the outer rotor 320 is integrally formed with the deflector 270 and receives the permanent magnet 330.
  • the permanent magnet 330 may be fitted, pressed and / or glued into the outer rotor 320. A torque existing between the stator 310 and the permanent magnet 330 is applied directly to the shaft by means of the outer rotor 320
  • the stator 310 can be connected in a rotationally stable manner to a surrounding structure in order to fasten the fan 130, for example in the intake tract 120 and / or in the distribution tract 140.
  • the axis 300 is rotatably connected to the hub 250 and the deflector 270. This connection can be made for example by welding, gluing, pressing, locking or by a mating connection; the hub 250 may also be injection-molded or cast on the axle 300. On its upper side, the axis 300 is rotatably mounted on the stator 310 of the fan motor 160.
  • the axis 300 ensures a fixation of the fan motor 160 with respect to the fan wheel 150 in the axial direction.
  • the axle 300 transmits tilting, bending, and shearing forces between the fan 150 and the stator 310 of the fan motor 160.
  • the axle 300 does not transmit torque, and particularly no drive torque, from the fan motor 160 to the fan 150.
  • FIG. 3 shows a one-piece element 340 as part of the fan wheel 150 of FIG. 2.
  • the element 340 comprises the hub 250, the stiffening surface 260, as well as a number of exhaust vanes 230 and a number of suction vanes 210, of which only one in the selected illustration Section is visible.
  • the suction vanes 210 merge into a part of the outflow vanes 230; the integrated suction / outflow vanes 210/230 extend between the hub 250 and the stiffening surface 260. Between each two outflow vanes 230 integrated with suction vanes 210, a further outflow vanes 230 is formed which does not extend to the hub 250 in the radial direction.
  • Those outflow vanes 230 formed integrally with suction vanes 210 carry elongated holes 290 for receiving pegs 280 formed on the deflector 270 of FIG. 2 for establishing a mating connection between the deflector 270 and the outflow vanes 230
  • the one-piece element 340 is constructed in such a way that it can easily be produced in a casting or injection molding process and then unproblematically removed from the mold or injection mold.
  • a permanent mold for making the integrated molding 240 may include upper and lower portions, wherein a separation surface between the portions may extend in a radial plane of the member 340 or at least partially follow the upper contour of the blades 210/230.
  • the deflection element 270 from FIG. 2 can be connected to the one-piece element 340 in a simple operation. the. By the fit connection in the region of the pins 280 and slots 290 or in the region of the hub 250, the deflector 270 can be connected to the one-piece element 340 quickly and permanently.

Landscapes

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

Abstract

Ein Lüfterrad (150) eines Lüfters (130) umfasst Saugschaufeln (210) mit einer Eintrittskante (220), die einer axialen Einlassrichtung des Lüfterrades zugewandt ist, und Abströmschaufeln (230) mit einer Abströmkante (240), die einer radialen Auslassrichtung des Lüfterrades zugewandt ist, sowie ein mit wenigstens einer Abströmschaufel form- und/oder kraftschlüssig verbundenes Ablenkelement (270) zum Ablenken von Luft von einem Wirkbereich der Saugschaufeln (210) zu einem Wirkbereich der Abströmschaufeln.

Description

Beschreibung
Titel
FÜHRUNGSGEOMETRIE FÜR HALBAXIALE LÜFTERRÄDER Die Erfindung betrifft einen Lüfter. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Lüfterrad in einem Lüfter zum Einsatz in einem Kraftfahrzeug.
Stand der Technik In Lüftungs- oder Klimagebläsen werden häufig Lüfter mit halbaxialen Lüfterrädern verwendet, die gegenüber rein axialen und rein radialen Lüfterrädern einen höheren Wirkungsgrad aufweisen können. Ein halbaxiales Lüfterrad stellt eine Kombination aus einem axialen und einem radialen Lüfterrad dar. Ein axialer Abschnitt des Lüfterrades saugt die zu fördernde Luft nach Art eines Propellers aus einer parallel zur Drehachse liegenden Richtung an. Ein radialer Abschnitt des
Lüfterrades strömt die bereits angesaugte Luft nach Art einer Zentrifuge in radialer Richtung ab.
Um Luft, welche den axialen Abschnitt eines halbaxialen Lüfterrades passiert hat, zum radialen Abschnitt umzulenken, ist im Bereich zwischen den beiden Abschnitten ein Ablenkelement angebracht. Das Ablenkelement ist gewöhnlich an einem Lüftermotor befestigt und kann zum Beispiel kegelige Form haben. Die sich in radialer Richtung erstreckenden Abströmschaufeln des axialen Teils des halbaxialen Lüfterrades liegen an dem feststehenden Ablenkelement nicht an, um Reibungsverluste und eine Geräuschentwicklung zu minimieren. Durch den hierdurch bedingten Spalt zwischen den Enden der Abströmschaufeln und dem Ablenkelement entweicht ein gewisser Anteil der angesaugten Luft, statt ausschließlich zwischen Abströmschaufeln hindurch das Lüfterrad in radialer Richtung zu verlassen. Der Wirkungsgrad eines solchen halbaxialen Lüfterrades bleibt daher unter einem möglichen Maximum zurück. Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Lüfterrad anzugeben, das diesen Nachteil überwindet und darüber hinaus leicht herzustellen ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Lüfter mit Lüfterrad nach Anspruch 1 und durch ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 10. Unteransprüche geben vorteilhafte bzw. mögliche zusätzliche Merkmale an. Nach einem ersten Aspekt umfasst ein Lüfterrad eines Lüfters Saugschaufeln mit einer Eintrittskante, die einer axialen Einlassrichtung des Lüfterrades zugewandt ist, und Abströmschaufeln mit einer Abströmkante, die einer radialen Auslassrichtung des Lüfterrades zugewandt ist, sowie ein Ablenkelement zum Ablenken von Luft von einem Wirkbereich der Saugschaufeln zu einem Wirkbereich der Ab- strömschaufeln, wobei das Ablenkelement mit wenigstens einer Abströmschaufel form- und/oder kraftschlüssig verbunden ist.
Im Unterschied zu bekannten halbaxialen Lüfterrädern folgt das Ablenkelement der Drehbewegung des Lüfterrades bezüglich eines Lüftermotors. Die Verbin- düng des Ablenkelementes mit wenigstens einer Abströmschaufel erlaubt es, einen Spalt zwischen der Abströmschaufel und dem Ablenkelement zu eliminieren, und so dafür zu sorgen, dass die abgeströmte Luft beim Abströmen die gewünschte Richtung und Geschwindigkeit aufgeprägt erhält. Insbesondere können mehrere oder alle Abströmschaufeln mit dem Ablenkelement verbunden sein, so dass alle abgeströmte Luft zwischen Abström seh auf ein passieren muss.
Wenigstens eine der Saugschaufeln kann einstückig mit einer Abströmschaufel ausgebildet sein. In einer Ausführungsform kann eine kombinierte Saug- und Abströmschaufel einen Saugabschnitt und einen Abströmabschnitt aufweisen. Eine der Begrenzungsflächen der kombinierten kombinierte Saug- und Abströmschaufel kann teilweise oder auf voller Länge am Ablenkelement anliegen. Die Zahl der Abströmschaufeln kann auch größer oder kleiner als die Zahl der Saugschaufeln sein. Beispielsweise können zusätzlich zu kombinierten Saug- und Abströmschaufeln weitere diskrete Abströmschaufeln im Lüfterrad ausgebildet sein. In ei- ner Ausführungsform umfasst das Lüfterrad doppelt so viele Abströmschaufeln wie kombinierte Luftschaufeln. In entsprechender weise kann auch die Zahl der Saugschaufeln die Zahl der Abströmschaufeln übersteigen.
Das Ablenkelement kann mittels einer Passverbindung mit der Abströmschaufel verbunden sein. Dies ist vor allem bei einer Fertigung von Lüfterrädern in großen
Stückzahlen vorteilhaft, wo durch einen einfachen Arbeitsschritt eine form- bzw. kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Ablenkelement und den Abströmschaufeln geschaffen werden soll. Die Passverbindung kann beispielsweise Zapfen und zu diesen korrespondierende Aussparungen aufweisen. Alternativ dazu kann beispielsweise das Ablenkelement eine umlaufende Kante aufweisen, in die mehrere Abströmschaufeln eingreifen. Es sind auch andere form- bzw. kraftschlüssige Verbindungen zwischen dem Ablenkelement und den Abströmschaufeln möglich, beispielsweise Einrasten, Verkleben, Vernieten, Verschrauben, Verschweißen, Verlöten, Verkeilen oder Verstemmen.
Die Saugschaufeln und die Abströmschaufeln können ein einstückiges Element des Lüfterrads bilden. Ein solches einstückiges Element kann zusätzlich eine Nabe und/oder Versteifungselemente aufweisen, die einem Umfang oder einer Umfangskontur des Lüfterrades folgen. In einer Ausführungsform umfasst das Versteifungselement einen hohlzylindrischen Abschnitt, der die Saugschaufeln in radialer Richtung nach außen begrenzt.
Das einstückige Element kann bezüglich einer zur Drehachse radialsymmetrischen Teilungsfläche hinterschneidungsfrei sein. Beispielsweise kann das einstückige Element in einem Guss- oder Spritzgussverfahren in einer Dauerform herstellbar sein, die entlang der Teilungsfläche teilbar ist, so dass das einstückige Element aus der Dauerform entformbar ist. Die Teilungsfläche kann ein Abschnitt einer senkrecht auf der Drehachse stehenden Ebene sein. Durch die Wahl einer zur Drehachse radialsymmetrischen Teilungsfläche kann das einstü- ckige Element vorteilhaft so ausgebildet sein, dass weder Saugschaufeln noch
Abströmschaufeln beim Entformen aus der Dauerform hinderlich sind. Auch e- ventuelle, das Lüfterrad versteifende Strukturen, wie beispielsweise die Nabe oder die Versteifungsfläche, sind so ausgeformt, dass sie das Entformen nicht behindern. Dadurch lässt sich zur Produktion hoher Stückzahlen von Lüfterrä- dem eine Dauerform verwenden, die lediglich zwei Teile und keine Schieber umfasst. Der Lüfter kann ferner einen Lüftermotor mit einer das Lüfterrad lagernden Achse umfassen, wobei ein Antriebsmoment mittels des Ablenkelements vom Lüftermotor an das Lüfterrad übertragen wird. Das Lüfterrad kann beispielsweise an die Achse oder eine nabenseitige Aufnahme der Achse angespritzt sein. Die Achse kann mit einem Stator oder einem Rotor des Lüftermotors verbunden sein, wobei die Achse einseitig oder zweiseitig drehbar gelagert sein kann. Insbesondere kann die Achse dazu eingerichtet sein, Scher-, Biege-, Zug- und/oder Schubkräfte zwischen dem Lüfterrad und dem Stator oder Rotor des Lüftermotors zu über- tragen, ohne an einer Übertragung des Antriebsmoments vom Lüftermotor zum
Lüfterrad beteiligt zu sein. Durch Einleiten des Antriebsmoments in das Lüfterrad mittels des Ablenkelements muss das Antriebsmoment nicht mittels der Saugschaufeln an die Abströmschaufeln übertragen werden, weshalb die Saugschaufeln auf Strömungsgünstigkeit optimiert geformt sein können, ohne durch Festig- keitserfordernisse beeinflusst zu sein.
Der Lüftermotor kann einen mit dem Ablenkelement kraftschlüssig verbundenen Außenrotor (Außenläufer) umfassen. Durch die Bauform des Außenläufers kann das Antriebsmoment in relativ großem radialen Abstand von der Drehachse in das Ablenkelement eingebracht werden, wo die Hebelkräfte gering sind, wodurch eine strukturelle Belastung für das Ablenkelement gering gehalten ist. Zusätzlich kann ein vom Außenrotor umschlossener Stator des Lüftermotors einen Raum auf der dem Lüfterrad abgewandten Seite des Ablenkelements optimal ausfüllen, so dass der Lüfter besonders kompakt aufgebaut sein kann.
Der Außenrotor kann einen oder mehrere Permanentmagneten umfassen. Durch die relativ große Masse des Permanentmagneten in einem relativ großen Abstand zur Drehachse des Lüfterrades ist die Rotationsträgheit des Lüfterrades hoch, wodurch die Rotation des Lüfterrades beim Antrieb durch den Lüftermotor gedämpft und dadurch gleichförmiger wird. So können Geräuschentwicklungen beim Antrieb des Lüfterrades durch alternierend aktivierte Wicklungen des Stators minimiert werden.
Nach einem zweiten Aspekt umfasst ein Kraftfahrzeug einen Lüfter mit dem oben beschriebenen Lüfterrad. Kurze Beschreibung der Figuren
Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben, in denen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Lüfteranlage in einem Kraftfahrzeug;
Figur 2 eine seitliche Schnittansicht durch einen Lüfter mit Lüfterrad zum Einsatz in der Lüfteranlage aus Figur 1 , und
- Figur 3 eine isometrische Ansicht eines Teils des Lüfterrades aus Figur 2 darstellt.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Kraftfahrzeug-Lüfteranlage 100. Ein Kraftfahrzeug 1 10 umfasst einen Ansaugtrakt 120, einen Lüfter 130 und einen Verteiltrakt 140. Der Lüfter 130 umfasst ein Lüfterrad 150 und einen Lüftermotor 160. In der Darstellung von Figur 1 nicht enthalten sind optionale Elemente der Kraftfahrzeug-Lüfteranlage 100, wie Filter, Klappen, Ventile, Wärmetauscher, Kondensatoren und weitere Elemente, die hier nicht weiter von Bedeu- tung sind. Der Lüftermotor 160 versetzt das Lüfterrad 150 in Drehung, so dass
Luft von einer Außenseite des Kraftfahrzeugs 1 10 durch den Ansaugtrakt 120 in das Lüfterrad 150 eingesogen und anschließend durch den Verteiltrakt 140 auf die Innenseite des Kraftfahrzeugs 140 gefördert wird. Häufig sind der Ansaugtrakt 120 und der Verteiltrakt 140 in einem gemeinsamen
Trakt integriert ausgeführt. Der Lüfter 130 kann nach Art einer Kartusche in den Ansaugtrakt 120, den Verteiltrakt 140 oder den gemeinsamen Trakt einsetzbar sein. In der Umgebung des Lüfters 130 kann der Trakt ein Element aufweisen, das eine radiale Strömungsrichtung von aus dem Lüfterrad 150 abgeströmter Luft in eine lineare Strömungsrichtung umsetzen, beispielsweise eine Druckerhöhungsspirale, die zudem die abgeströmte Luft verdichtet.
Figur 2 zeigt den Lüfter 130 aus Figur 1 in einer seitlichen Schnittansicht. Der Lüfter 130 umfasst das Lüfterrad 150 und den Lüftermotor 160, die mittels einer Achse 300 miteinander verbunden sind. Das Lüfterrad 150 umfasst Saugschaufeln 210 mit Eintrittskanten 220 und Abströmschaufeln 230 mit Abströmkanten 240. Die Saugschaufeln 210 erstrecken sich von einer Nabe 250 des Lüfterrads radial nach außen zu einer Versteifungsfläche 260 des Lüfterrads 150, die einem Teil der Umfangskontur des Lüfterrads 150 folgt. Die Saugschaufeln 210 sind derart ausgeformt, dass bei Rotation des
Lüfterrades 150 Luft in axialer Richtung von unten eingesaugt wird. Die Saugschaufeln 210 gehen in Abströmschaufeln 230 über, die entlang der Versteifungsfläche 260 in Rotationsrichtung angeordnet sind. Die Abströmschaufeln 230 beschleunigen, wenn das Lüfterrad 150 in Drehung versetzt ist, Luft, die die Saugschaufeln 210 in axialer Richtung passiert hat, in Umfangsrichtung, so dass die beschleunigte Luft aufgrund einer Zentrifugalwirkung in radialer Richtung an den Abströmkanten 240 abgeströmt wird. Im Bereich der Abströmkanten 240 können die Abströmschaufeln 230 zum verbesserten Abströmen sichelförmig gebogen sein.
Die integriert ausgebildeten Saug-/Abströmschaufeln 210, 230 grenzen oben an ein Ablenkelement 270. Das Ablenkelement 270 ist im Bereich der Nabe 250 ringförmig ausgebildet und mittels einer Passverbindung mit den Schaufeln 210, 230 bzw. mit der Nabe 250 verbunden. Zusätzlich tragen die zwei in dieser An- sieht sichtbaren Abströmschaufeln 230 im Bereich ihrer Abströmkanten 240
Langlöcher 290, in die korrespondierenden Zapfen 280 der Ablenkeinrichtung 270 eingepasst, wodurch eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Ablenkelement 270 und den Abströmschaufeln 280 hergestellt ist. Der Lüftermotor 160 umfasst einen Stator 310 und einen Außenrotor 320 mit einem Permanentmagnet 330. Der Außenrotor 320 ist einstückig mit dem Ablenkelement 270 ausgebildet und nimmt den Permanentmagnet 330 auf. Der Permanentmagnet 330 kann in den Außenrotor 320 eingepasst, eingepresst und/oder eingeklebt sein. Ein zwischen dem Stator 310 und dem Permanentmagnet 330 bestehendes Drehmoment wird mittels des Außenrotors 320 unmittelbar an das
Ablenkelement 270 und von dort in die Abströmschaufeln 230 eingeleitet, so dass das Lüfterrad 150 um den Stator 160 angetrieben wird. Der Stator 310 ist drehstabil mit einer umgebenden Struktur verbindbar, um den Lüfter 130 beispielsweise im Ansaugtrakt 120 und/oder im Verteiltrakt 140 zu befestigen. Die Achse 300 ist drehfest mit der Nabe 250 und mit dem Ablenkelement 270 verbunden. Diese Verbindung kann beispielsweise durch Schweißen, Kleben, Pressen, Rasten oder durch eine Passverbindung hergestellt sein; die Nabe 250 kann an die Achse 300 auch angespritzt oder angegossen sein. An ihrer oberen Seite ist die Achse 300 am Stator 310 des Lüftermotors 160 drehbar gelagert.
Die Achse 300 stellt eine Fixierung des Lüftermotors 160 bezüglich des Lüfterrades 150 in axialer Richtung sicher. Zusätzlich überträgt die Achse 300 Kipp-, Biege- und Scherkräfte zwischen dem Lüfterrad 150 und dem Stator 310 des Lüftermotors 160. Durch die drehbare Lagerung im Stator 310 überträgt die Achse 300 jedoch kein Drehmoment und insbesondere kein Antriebsmoment vom Lüftermotor 160 zum Lüfterrad 150.
Figur 3 zeigt ein einstückiges Element 340 als Bestandteil des Lüfterrades 150 aus Figur 2. Das Element 340 umfasst die Nabe 250, die Versteifungsfläche 260, sowie eine Anzahl von Abströmschaufeln 230 und eine Anzahl von Saugschaufeln 210, wobei von letzteren in der gewählten Darstellung nur ein Abschnitt sichtbar ist. Die Saugschaufeln 210 gehen in einen Teil der Abströmschaufeln 230 über; die integrierten Saug-/Abströmschaufeln 210/230 erstrecken sich zwischen der Nabe 250 und der Versteifungsfläche 260. Zwischen je zwei mit Saug- schaufeln 210 integrierten Abströmschaufeln 230 ist eine weitere Abströmschaufel 230 ausgebildet, die sich in radialer Richtung nicht bis zur Nabe 250 erstreckt. Diejenigen Abströmschaufeln 230, die integriert mit Saugschaufeln 210 ausgebildet sind, tragen Langlöcher 290 zur Aufnahme von Zapfen 280, die am Ablenkelement 270 aus Figur 2 ausgebildet sind, zur Herstellung einer Passverbindung zwischen dem Ablenkelement 270 und den Abströmschaufeln 230
Das einstückige Element 340 ist derart aufgebaut, dass es leicht in einem Gussoder Spritzgussverfahren hergestellt und anschließend unproblematisch aus der Gussform bzw. Spritzgussform entformt werden kann. Eine Dauerform zur Her- Stellung des integrierten Formteils 240 kann einen oberen und einen unteren Abschnitt umfassen, wobei eine Trennungsfläche zwischen den Abschnitten in einer radialen Ebene des Elements 340 verlaufen oder wenigstens abschnittsweise der oberen Kontur der Schaufeln 210/230 folgen kann. Zur Herstellung des Lüfterrades 150 kann das Ablenkelement 270 aus Figur 2 in einem einfachen Arbeitsgang mit dem einstückigen Element 340 verbunden wer- den. Durch die Passverbindung im Bereich der Zapfen 280 und Langlöcher 290 bzw. im Bereich der Nabe 250 kann das Ablenkelement 270 mit dem einstückigen Element 340 schnell und dauerhaft verbunden werden.

Claims

5 Ansprüche
1 . Lüfter (130) mit einem Lüfterrad (150), das
- Saugschaufeln (210) mit einer Eintrittskante (220), die einer axialen Einlassrichtung des Lüfterrades (150) zugewandt ist, und Abströmschaufeln O (230) mit einer Abströmkante (240), die einer radialen Auslassrichtung des Lüfterrades (150) zugewandt ist, und
- ein Ablenkelement (270) zum Ablenken von Luft von einem Wirkbereich der Saugschaufeln (210) zu einem Wirkbereich der Abströmschaufeln (230) aufweist,
5 dadurch gekennzeichnet, dass
- das Ablenkelement (270) mit wenigstens einer Abströmschaufel (230) form- und/oder kraftschlüssig verbunden ist.
2. Lüfter (130) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ei- 0 ne Saugschaufel (210) einstückig mit einer Abströmschaufel (230) ausgebildet ist.
3. Lüfter (130) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablenkelement (270) mittels einer Passverbindung (280, 290) mit 5 der Abströmschaufel (230) verbunden ist.
4. Lüfter (130) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Passverbindung (280, 290) Zapfen (280) und zu diesen korrespondierende Aussparungen (290) aufweist.
0
5. Lüfter (130) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugschaufeln (210) und die Abströmschaufeln (230) ein einstückiges Element (340) des Lüfterrads (150) bilden. 5
6. Lüfter (130) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das einstückige Element (340) bezüglich einer zur Drehachse radialsymmetrischen Tei- lungsfläche hinterschneidungsfrei ist.
7. Lüfter (130) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter einen Lüftermotor (160) mit einer das Lüfterrad (150) lagern- den Achse (300) umfasst, wobei ein Antriebsmoment mittels des Ablenkelements (270) vom Lüftermotor (160) an das Lüfterrad (150) übertragen wird.
8. Lüfter (130) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüftermotor einen mit dem Ablenkelement (270) kraftschlüssig verbundenen Außen- rotor (320) umfasst.
9. Lüfter (130) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenrotor (320) wenigstens einen Permanentmagneten (330) umfasst.
10. Kraftfahrzeug (1 10), umfassend einen Lüfter (130) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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