EP2724031B1 - Kraftfahrzeug-lüfterrad mit verstärktem deckband - Google Patents

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EP2724031B1
EP2724031B1 EP12732970.4A EP12732970A EP2724031B1 EP 2724031 B1 EP2724031 B1 EP 2724031B1 EP 12732970 A EP12732970 A EP 12732970A EP 2724031 B1 EP2724031 B1 EP 2724031B1
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EP
European Patent Office
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cross
fan
leg
radial
radial leg
Prior art date
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EP12732970.4A
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English (en)
French (fr)
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EP2724031A1 (de
Inventor
Antje Findeisen
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Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Original Assignee
Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
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Publication date
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Publication of EP2724031A1 publication Critical patent/EP2724031A1/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
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/325—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow fans
    • 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
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/325—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow fans
    • F04D29/326—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow fans comprising a rotating shroud
    • 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
    • F04D29/02—Selection of particular materials
    • F04D29/023—Selection of particular materials especially adapted for elastic fluid pumps

Definitions

  • the invention relates to a fan of a motor vehicle, in particular a main fan of an internal combustion engine, with an outer ring comprising a fan according to the preamble of claim 1.
  • a fan is for example from the DE 31 37 114 A1 known.
  • Coolant is usually used, which in turn must be cooled. This is done by means of cooling air, which sweeps over cooling fins, which are in heat exchange with the coolant. Since, especially at low speeds of the motor vehicle serving as cooling air wind for cooling is usually not sufficient, it is for example from the DE 10 2004 034 733 A1 known to attach to the cooling fins cooler comprising a fan with a radiator frame, which generates an additional air flow.
  • the Zargenmaschine has a substantially round recess, within which a fan of the fan is located.
  • the plane in which the fan is located, is substantially parallel to the radiator.
  • a connected to the fan electric motor is conventionally fixed at the front by means of screws to a rigid support, wherein the holder is held by means such as radial, tangential or curved struts in the center of the recess.
  • the struts in turn are firmly connected to the frame body.
  • the DE 10 2007 031 462 A1 discloses a fan whose fan blades are surrounded on the radially outer side by an outer ring, which in turn extends to exploit an improved air flow within a groove of the frame.
  • the distance between the fan and the frame must be relatively large due to manufacturing tolerances, so that proper operation is ensured.
  • Other constructions provide to seal the air gap between the fan and the frame body by brush seals, resulting in high wear.
  • the invention has for its object to provide a particularly suitable fan and an associated fan.
  • the fan which is designed in particular as the main fan of an internal combustion engine, comprises a fan wheel, which is preferably set into a rotational movement by means of a conventional electric motor.
  • the internal combustion engine which directly or indirectly serves the propulsion of the motor vehicle, drives the fan wheel itself, e.g. over a belt or a gear.
  • the fan wheel comprises a number of fan blades, by means of which an air flow is generated during a rotational movement of the fan wheel. On the circumference of the fan blades are connected by means of an outer ring, wherein the outer ring has an L-shaped annular cross-section.
  • the ring cross section is essentially formed from a radial leg and an axial leg, to which the fan blades are connected.
  • the axial leg in particular runs parallel to the axis of rotation of the fan wheel and surrounds the fan blades in a hollow-cylindrical manner.
  • the radial leg extends substantially perpendicular to the axial leg and in particular in a radial direction to the axis of rotation.
  • the radial leg is on one side connected to the axial leg.
  • the radial leg has a cross-sectional enlargement.
  • the cross-sectional enlargement leads to an increased stability of the radial leg, so that during a rotational movement of the fan wheel, the radial leg has comparatively low vibrations. As is known, this disturbing noises and imbalances are avoided. Further, the increased stability of the radial leg results in less deformation thereof in the direction of the axis of rotation during operation of the fan.
  • the side facing away from the axial leg of the radial leg is flat and consequently the cross-sectional enlargement such that the side facing the axial leg of the radial leg freud lake has a bulge.
  • the cross-sectional enlargement is bead, rectangle or triangular.
  • the cross-sectional enlargement is formed on the radial leg and in particular integral therewith.
  • the fan is made in one piece from a plastic. The cross-sectional enlargement thus represents a bend at the free end of the radial leg.
  • the cross-sectional enlargement is substantially circumferentially circumferential.
  • the cross-sectional enlargement of the radial leg is present at any cross section along the axis of rotation of the fan through the outer ring.
  • the cross-sectional enlargement is constant.
  • the cross-sectional enlargement is not formed circumferentially, but rather interrupted in the manner of teeth or teeth. Consequently, the radial leg has the cross-sectional enlargement only at certain cross sections along the axis of rotation.
  • the prongs may be arranged irregularly circumferentially along the circumference of the outer ring. The distances of the teeth thus vary. Likewise, however, a constant distance between the teeth is possible.
  • the radial leg merges into the axial leg, wherein in the region of the transition, the outer ring comprises a reduction in cross-section, which, for example, has the shape of a bead.
  • the outer ring in the region of the transition, the outer ring comprises a reduction in cross-section, which, for example, has the shape of a bead.
  • the outer ring tends to undergo an undesired deformation during cooling, which is also referred to as distortion.
  • the two legs are bent towards each other, resulting in an unwanted reduction in the angle between the two legs.
  • the reduction in cross section serves to positively influence the distortion to the extent that it does not take place, or at least comparatively little, with a predominantly uniform cooling.
  • the radial limb in particular the side of the radial limb facing the axial limb, has the reduction in cross-section.
  • the cross-sectional reduction is suitably introduced circumferentially in the manner of a bead in the radial leg.
  • a region having a normal cross-section Between the cross-sectional reduction and the cross-sectional enlargement of the radial leg is a region having a normal cross-section.
  • the radial limb has at least three regions with different cross-sections, the cross-sections of which decrease from its free end to the region closest to the axial limb.
  • the axial leg facing away from the side of the radial leg is flat.
  • the fan has a frame with a frame body and a frame ring.
  • Zargenring is hereby a depression within the Zargen Sciencess understood, wherein the recess extends annularly around a recess within the Zargen Sciencess around.
  • the radial leg is at least partially engaged, and is preferably substantially parallel to the surface of the bezel body about the bezel ring.
  • the radial leg is located substantially in front of the axial leg.
  • an air gap resulting between the frame and the fan wheel is partially filled by means of the cross-sectional enlargement of the radial leg.
  • a fan 2 is shown, which is made in one piece from a plastic, in particular polyamide.
  • the fan 2 is heated comparatively strong during its production. For example, that will Fan 2 pressed, cast or manufactured by injection molding.
  • a number of fan blades 6 are arranged around a central hub 4.
  • an electric motor 8 ( Fig. 3 ), which is then in operative connection with the fan 2.
  • the fan blades 6 are each designed such that during a rotational movement of the fan wheel 2 around the hub 4 along an axis of rotation x by means of the electric motor 8 an air flow along the axis of rotation x is generated.
  • the fan blades 6 are surrounded by an outer ring 10, which among other things serves to stabilize the fan blades 6 during the rotational movement. By means of the outer ring 10, the air flow is directed, and the aerodynamic properties of the fan 2 are improved.
  • the outer ring 10 has an L-shaped cross section with a radial leg 12 and an axial leg 14.
  • the axial leg 12 is parallel to the axis of rotation x and is in communication with the fan blades 6.
  • the radial leg 14 is arranged at right angles to the axial leg 12 and extends from the lying in the center of the fan 2 hub 4 in the radial direction y to the outside gone.
  • the distance of the radial leg 14 is substantially greater than that of the axial leg 12 of the hub 4.
  • the radial leg has a cross-sectional enlargement 16 in the form of a bend.
  • the cross-sectional enlargement 16 is executed completely circumferential.
  • the cross-sectional enlargement 16 would result in a closed ring if it were released from the radial leg 14.
  • the outer edge of the axial leg 12 is stabilized, so that no or only comparatively weak vibrations of the radial leg 14 occur during the rotational movement of the fan wheel 2.
  • the radial leg 14 is bent comparatively small in the direction of the axis of rotation x.
  • the outer ring 10 has a cross-sectional reduction 20 in the form of a bead. Upon cooling of the fan 2, this tends to deform.
  • Fig. 2 shows in fragmentary perspective an alternative embodiment of the outer ring 10, wherein the outer ring 10 is cut along a plane along the axis of rotation x.
  • the cross-sectional reduction 20 in turn has a substantially rectangular cross-section and is fully inserted into the radial leg 14.
  • the cross section of the axial leg 12 is substantially constant.
  • the outer edge is rounded.
  • the cross-sectional reduction 20 Directly adjacent to the cross-sectional reduction 20 extends the region of the radial leg 14, which has the normal cross-section 22. This is substantially equal to the cross section of the axial leg 12.
  • cross-sectional enlargement 16 is the in Fig. 2 shown cross-sectional enlargement 16 not circulating.
  • the cross-sectional enlargement 16 is rather located at certain areas of the radial leg 14 along the circumference of the outer ring 10.
  • the cross-sectional enlargement 16 forms a number of teeth 24, the respective distance to each other, as shown here, vary or may be constant. Also, a variation of the length of the teeth 24 along the circumference, or in the radial direction is possible. In this way, for example, unbalances of the fan 2 can be corrected or specifically brought about.
  • Both the cross-sectional reduction 20 and the cross-sectional enlargement 16 are located on the axial leg 12 facing side of the radial leg 14. In this way, results in a flat surface, on the side of the radial leg 14 which faces away from the axial leg 12.
  • Fig. 3 shows in sectional detail part of the fan 2, along in Fig. 2 explained cutting plane.
  • Fig. 4 shows an enlarged section Figure 3 ,
  • a Zargenring 26 a frame 28 with a Zargen Economics 30.
  • the Zargenring 26 refers to a recess within the Zargen analysess 30 which extends annularly around a recess 32 within the Zargen analysess 30 around, wherein the fan blades 6 are located within the recess 32.
  • the radial leg 14 is partially within the Zargenrings 26, wherein the flat side of the radial leg 14 is substantially parallel to the surface of the Zargen stressess 30 and lies in a plane extending in the radial direction y, wherein the rotation axis x perpendicular stands on this level.
  • the air flow generated by means of the fan wheel 2 is directed by means of the frame 28 through the recess 32, wherein the radial leg 14 is located along the air flow in front of the axial leg 12. Because of the relatively large stability of the radial leg 14 due to the cross-sectional enlargement 16, a comparatively small distance between the frame 28 and the fan wheel 2 can be selected without dragging on the frame 28 during a rotational movement of the fan wheel 2. In this way, the air flow is relatively effectively directed through the frame 28 and there are relatively few losses in the form of so-called leakage air in the edge region of the fan 2.
  • both the frame 28 and the electric motor 8 and the fan 2 are part of a fan 34 of a motor vehicle with an internal combustion engine, which drives directly, for example via a transmission or indirectly, in the manner of a so-called hybrid drive, the motor vehicle ,
  • the internal combustion engine is cooled directly or indirectly.
  • Indirect cooling is accomplished by cooling the internal combustion engine by means of a cooling fluid which is in heat exchange for cooling with a conventional radiator.
  • the fan 34 and in particular the frame 28 is mounted. The air flow generated by the fan 34 flows through the radiator and thus cools it.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Lüfter eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einen Hauptlüfter einer Verbrennungsmaschine, mit einem einen Außenring umfassenden Lüfterrad gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiger Lüfter ist beispielsweise aus der DE 31 37 114 A1 bekannt.
  • Kraftfahrzeuge mit einem Verbrennungsmotor weisen im Betrieb eine beachtliche Wärmeentwicklung auf. Zum Halten der Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors wird üblicherweise ein Kühlmittel eingesetzt, welches wiederum gekühlt werden muss. Dies geschieht mittels Kühlluft, welche über Kühlrippen streicht, die im Wärmeaustausch zu dem Kühlmittel stehen. Da insbesondere bei geringen Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs der als Kühlluft dienende Fahrtwind zur Kühlung normalerweise nicht ausreicht, ist es z.B. aus der DE 10 2004 034 733 A1 bekannt, an dem die Kühlrippen umfassenden Kühler einen Lüfter mit einer Kühlerzarge zu befestigen, der einen zusätzlichen Luftstrom erzeugt.
  • Üblicherweise weist der Zargenkörper eine im Wesentlichen runde Aussparung auf, innerhalb der sich ein Lüfterrad des Lüfters befindet. Die Ebene, in der sich das Lüfterrad befindet, ist dabei im Wesentlichen parallel zu dem Kühler. Ein mit dem Lüfterrad verbundener elektrischer Motor ist herkömmlicherweise stirnseitig mittels Schrauben an einer starren Halterung fixiert, wobei die Halterung mittels beispielsweise radial, tangential oder kurvenförmig verlaufender Streben im Zentrum der Aussparung gehalten wird. Die Streben wiederum sind fest mit dem Zargenkörper verbunden.
  • In der DE 10 2004 0005 028 A1 wird eine alternative Befestigung beschreiben, bei der der Motor stirnseitig mit der Halterung verclipst wird. In der DE 10 2005 008 794 A1 wird hingegen ein Elektromotor vorgeschlagen, dessen Gehäuseteile teilweise durch die Zarge selbst gebildet werden.
  • Die DE 10 2007 031 462 A1 offenbart ein Lüfterrad, dessen Lüfterflügel an der radialen Außenseite von einem Außenring umgeben sind, welcher wiederum zur Ausnutzung eines verbesserten Luftstroms innerhalb einer Nut der Zarge verläuft. Der Abstand zwischen dem Lüfterrad und der Zarge muss aufgrund von Fertigungstoleranzen vergleichsweise groß gewählt werden, damit ein ordnungsgemäßer Betrieb sichergestellt ist. Andere Konstruktionen sehen vor, den Luftspalt zwischen dem Lüfterrad und dem Zargenkörper mittels Bürstendichtungen abzudichten, was zu einem hohen Verschleiß führt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeigneten Lüfter sowie ein zugehöriges Lüfterrad anzugeben.
  • Die das Lüfterrad betreffende Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der hierauf bezogenen Unteransprüche. Die den Lüfter betreffende Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 6.
  • Der Lüfter, welcher insbesondere als Hauptlüfter einer Verbrennungsmaschine ausgeführt ist, umfasst ein Lüfterrad, welches vorzugsweise mittels eines herkömmlichen Elektromotors in eine Rotationsbewegung versetzt wird. Ebenso wäre jedoch auch denkbar, dass die Verbrennungsmaschine, welche direkt oder indirekt dem Vortrieb des Kraftfahrzeugs dient, das Lüfterrad selbst antreibt, z.B. über einen Riemen oder ein Getriebe. Das Lüfterrad umfasst eine Anzahl von Lüfterflügeln, mittels derer bei einer Rotationsbewegung des Lüfterrads ein Luftstrom erzeugt wird. Umfangsseitig sind die Lüfterflügel mittels eines Außenrings verbunden, wobei der Außenring einen L-förmigen Ringquerschnitt aufweist.
  • Der Ringquerschnitt wird im Wesentlichen aus einem radialen Schenkel und einem axialen Schenkel gebildet, an welchem die Lüfterflügel angebunden sind. Der axiale Schenkel verläuft insbesondere parallel zu der Rotationsachse des Lüfterrads und umgibt hohlzylindrisch die Lüfterflügel. Der radiale Schenkel verläuft im Wesentlichen rechtwinklig zu dem axialen Schenkel und insbesondere in einer zur Rotationsachse radialen Richtung. Geeigneterweise ist der radiale Schenkel auf einer Seite mit dem axialen Schenkel verbunden. Freiendseitig, also auf der dem axialen Schenkel gegenüberliegenden Seite des radialen Schenkels, wobei das Freiende des radialen Schenkels vorzugsweise weiter von der Rotationsachse entfernt liegt als das dem axialen Schenkel nahe liegende Ende, weist der radiale Schenkel eine Querschnittsvergrößerung auf. Die Querschnittsvergrößerung führt zu einer vergrößerten Stabilität des radialen Schenkels, so dass bei einer Rotationsbewegung des Lüfterrads der radiale Schenkel vergleichsweise geringe Vibrationen aufweist. Erkanntermaßen werden hierdurch störende Geräusche und Unwuchten vermieden. Ferner führt die vergrößerte Stabilität des radialen Schenkels zu einer geringeren Verformung desselben in Richtung der Rotationsachse während des Betriebes des Lüfters.
  • Vorteilhafterweise ist die dem axialen Schenkel abgewandte Seite des radialen Schenkels plan und folglich die Querschnittsvergrößerung derart, dass die dem axialen Schenkel zugewandte Seite des radialen Schenkels freiendseitig eine Ausbeulung aufweist. Beispielsweise ist die Querschnittsvergrößerung wulst-, reckteck- oder dreieckförmig. Geeigneterweise ist die Querschnittsvergrößerung an den radialen Schenkel angeformt und insbesondere einstückig mit diesem. Insbesondere wird das Lüfterrad einstückig aus einem Kunststoff hergestellt. Die Querschnittsvergrößerung stellt somit eine Abkröpfung am Freiende des radialen Schenkels dar.
  • Geeigneterweise ist die Querschnittsvergrößerung im Wesentlichen umfangsseitig umlaufend. In anderen Worten ist bei jedem beliebigen Querschnitt entlang der Rotationsachse des Lüfterrads durch den Außenring die Querschnittsvergrößerung des radialen Schenkels vorhanden. Insbesondere ist hierbei die Querschnittsvergrößerung konstant. Denkbar wäre jedoch ebenfalls, dass die Querschnittsvergrößerung nicht umlaufend, sondern vielmehr unterbrochen nach Art von Zähnen oder Zacken ausgebildet ist. Folglich weist der radiale Schenkel die Querschnittsvergrößerung nur bei bestimmten Querschnitten entlang der Rotationsachse auf. Hierbei können die Zacken unregelmäßig umfangsseitig entlang des Umfangs des Außenrings angeordnet sein. Die Abstände der Zacken variieren somit. Ebenso ist aber auch ein konstanter Abstand zwischen den Zacken möglich.
  • Der radiale Schenkel geht in den axialen Schenkel über, wobei im Bereich des Übergangs der Außenring eine Querschnittsverringerung umfasst, welche beispielsweise die Form einer Sicke aufweist. Insbesondere falls der Außenring einstückig und vergleichsweise heiß hergestellt wird, zum Beispiel in einem Spritzgußverfahren, neigt der Außenring bei einer Abkühlung zu einer ungewollten Verformung, welche auch als Verzug bezeichnet wird. Bei einem Außenring mit einem L-förmigen Querschnitt ohne Querschnittsverringerung werden die beiden Schenkel aufeinander zu gebogen, was zu einer ungewollten Verringerung des Winkels zwischen den beiden Schenkeln führt. Die Querschnittsverringerung dient dazu, den Verzug dahingehend positiv zu beeinflussen, dass dieser nicht oder zumindest vergleichsweise gering bei einer vorwiegend gleichmäßigen Abkühlung stattfindet. Somit bleiben beim Abkühlen der Winkel zwischen den beiden Schenkeln und die Form des Außenrings im Wesentlichen konstant. Erfindungsgemäß weist der radiale Schenkel, insbesondere die dem axialen Schenkel zugewandte Seite des radialen Schenkels, die Querschnittsverringerung auf. Die Querschnittsverringerung ist Geeigneterweise umlaufend nach Art einer Sicke in den radialen Schenkel eingebracht. Zwischen der Querschnittsverringerung und der Querschnittsvergrößerung des radialen Schenkels befindet sich ein Bereich, der einen Normalquerschnitt aufweist. Somit weist der radiale Schenkel mindestens drei Bereiche mit unterschiedlichen Querschnitten auf, wobei die Querschnitte von dessen Freiende zu dem dem axialen Schenkel am nächsten liegenden Bereich hin abnehmen. Hierbei ist insbesondere die dem axialen Schenkel abgewandte Seite des radialen Schenkels plan.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Lüfter eine Zarge mit einem Zargenkörper und einem Zargenring auf. Unter Zargenring wird hierbei eine Vertiefung innerhalb des Zargenkörpers verstanden, wobei die Vertiefung ringförmig um eine Aussparung innerhalb des Zargenkörpers herum verläuft. Innerhalb des Zargenrings liegt der radiale Schenkel zumindest teilweise ein, und ist vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche des Zargenkörpers um den Zargenring herum. Entlang eines mittels des Lüfters erzeugten Luftstroms befindet sich hierbei der radiale Schenkel im Wesentlichen vor dem axialen Schenkel. Insbesondere wird mittels der Querschnittsvergrößerung des radialen Schenkels ein sich zwischen der Zarge und dem Lüfterrad ergebender Luftspalt teilweise ausgefüllt. Aufgrund der vergrößerten Stabilität des radialen Schenkels und somit einer verringerten Verformung während des Betriebs des Lüfters können vergleichsweise geringe Abstände zwischen der Zarge und dem Lüfterrad gewählt werden, was zu einem vergleichsweise kleinen Luftspalt führt. Auf diese Weise wird der Luftstrom durch den Außenring hindurch geleitet und es entstehen vergleichsweise geringe Verluste des Luftstroms zwischen dem Außenring und der Zarge in Form sogenannter Leckluft. Somit wird mittels des Lüfters ein vergleichsweise effektiver Luftstrom bereitgestellt.
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläuter. Darin zeigen:
    • Fig. 1
    perspektivisch ein Lüfterrad mit einem Außenring,
    Fig. 2
    perspektivisch, ausschnittsweise eine alternative Ausführungsform des L-förmigen Außenrings,
    Fig. 3
    in Schnittdarstellung das Lüfterrad innerhalb einer Zarge, und
    Fig. 4
    einen Ausschnitt IV aus Fig. 3 in größerem Maßstab mit dem teilweise in einem Zargenring einliegenden Außenring.
  • Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • In Fig. 1 ist perspektivisch ein Lüfterrad 2 dargestellt, welches einstückig aus einem Kunststoff, insbesondere Polyamid, hergestellt ist. Das Lüfterrad 2 wird während dessen Herstellung vergleichsweise stark erwärmt. Beispielsweise wird das Lüfterrad 2 gepresst, gegossen oder in einem Spritzgussverfahren hergestellt. Um eine zentrale Nabe 4 herum ist eine Anzahl von Lüfterflügeln 6 angeordnet. An der Nabe 4 kann ein Elektromotor 8 (Fig. 3) angebunden werden, der dann mit dem Lüfterrad 2 in Wirkverbindung steht. Die Lüfterflügel 6 sind jeweils derart beschaffen, dass bei einer Rotationsbewegung des Lüfterrads 2 um die Nabe 4 herum entlang einer Rotationsachse x mittels des Elektromotors 8 ein Luftstrom entlang der Rotationsachse x erzeugt wird. Die Lüfterflügel 6 sind von einem Außenring 10 umgeben, welcher unter anderem der Stabilisation der Lüfterflügel 6 während der Rotationsbewegung dient. Mittels des Außenrings 10 wird der Luftstrom geleitet, und die aerodynamischen Eigenschaften des Lüfterrads 2 werden verbessert.
  • Der Außenring 10 weist einen L-förmigen Querschnitt mit einem radialen Schenkel 12 und einem axialen Schenkel 14 auf. Der axiale Schenkel 12 ist parallel zu der Rotationsachse x und steht in Verbindung mit den Lüfterflügeln 6. Der radiale Schenkel 14 ist rechtwinklig zu dem axialen Schenkel 12 angeordnet und erstreckt sich von der im Zentrum des Lüfterrads 2 liegenden Nabe 4 in radialer Richtung y nach außen hin weg. Hierbei ist die Entfernung des radialen Schenkels 14 im Wesentlichen größer als die des axialen Schenkels 12 von der Nabe 4. Freiendseitig weist der radiale Schenkel eine Querschnittsvergrößerung 16 in Form einer Abkröpfung auf. Die Querschnittsvergrößerung 16 ist vollständig umlaufend ausgeführt. In anderen Worten ergäbe die Querschnittsvergrößerung 16 einen geschlossenen Ring, falls diese von dem radialen Schenkel 14 gelöst würde. Mittels der Querschnittsvergrößerung 16 wird der äußere Rand des axialen Schenkels 12 stabilisiert, so dass bei der Rotationsbewegung des Lüfterrads 2 keine oder nur vergleichsweise schwache Vibrationen des radialen Schenkels 14 entstehen. Ferner wird während der Rotationsbewegung des Lüfterrads 2 der radiale Schenkel 14 vergleichsweise gering in Richtung der Rotationsachse x verbogen.
    Im Bereich eines Übergangs 18 zwischen dem radialen Schenkel 14 und dem axialen Schenkel 12 weist der Außenring 10 eine Querschnittsverringerung 20 in Form einer Sicke auf. Bei einem Abkühlen des Lüfterrades 2 neigt dieses dazu, sich zu verformen. Mittels der Querschnittsverringerung 20 wird dieser Verformung entgegengewirkt, so dass der Winkel zwischen dem axialen Schenkel 12 und dem radialen Schenkel 14 während des Abkühlens konstant bleibt und daher nach dem Abkühlen dem Winkel bei der Herstellung des Lüfterrads 2 entspricht. Zwischen der Querschnittsverringerung 20 und der Querschnittsvergrößerung 16 befindet sich ein Abschnitt des radialen Schenkels 14, der einen Normalquerschnitt 22 aufweist.
  • Fig. 2 zeigt ausschnittsweise perspektivisch eine alternative Ausführungsform des Außenrings 10, wobei der Außenrings 10 entlang einer Ebene entlang der Rotationsachse x geschnitten ist. Die Querschnittsverringerung 20 weist ihrerseits einen im Wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt auf und ist vollständig in den radialen Schenkel 14 eingebracht. Dahingegen ist der Querschnitt des axialen Schenkels 12 im Wesentlichen konstant. Im Bereich des Übergangs 18 zwischen dem radialen Schenkel 14 und dem axialen Schenkel 12 ist die äußere Kante abgerundet.
  • Direkt an die Querschnittsverringerung 20 angrenzend erstreckt sich der Bereich des radialen Schenkels 14, der den Normalquerschnitt 22 aufweist. Dieser ist im Wesentlichen gleich dem Querschnitt des axialen Schenkels 12. Im Vergleich zu der in Fig. 1 dargestellten Querschnittsvergrößerung 16 ist die in Fig. 2 gezeigte Querschnittsvergrößerung 16 nicht umlaufend. Die Querschnittsvergrößerung 16 befindet sich vielmehr an bestimmten Bereichen des radialen Schenkels 14 entlang des Umfangs des Außenrings 10. Auf diese Weise bildet die Querschnittsvergrößerung 16 eine Anzahl von Zähnen 24 aus, deren jeweiliger Abstand zueinander, wie hier gezeigt, variieren oder auch konstant sein kann. Ebenfalls ist eine Variation der Länge der Zähne 24 entlang des Umfangs, oder in radialer Richtung möglich. Auf diese Weise können beispielsweise Unwuchten des Lüfterrads 2 behoben oder gezielt herbei geführt werden.
  • Sowohl die Querschnittsverringerung 20 als auch die Querschnittsvergrößerung 16 befinden sich auf der dem axialen Schenkel 12 zugewandten Seite des radialen Schenkels 14. Auf diese Weise ergibt sich eine plane Oberfläche, auf der Seite des radialen Schenkels 14, die dem axialen Schenkel 12 abgewandt ist.
  • Fig. 3 zeigt in Schnittdarstellung ausschnittsweise das Lüfterrad 2, entlang der in Fig. 2 erläuterten Schnittebene. Fig. 4 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig.3. Beispielsweise ist hier die Querschnittsvergrößerung 16 - vergleichbar mit der in Fig. 1 dargestellten Querschnittsvergrößerung 16 - vollständig umlaufend. Ebenfalls gezeigt ist ein Zargenring 26 einer Zarge 28 mit einem Zargenkörper 30. Der Zargenring 26 bezeichnet hierbei eine Vertiefung innerhalb des Zargenkörpers 30, der ringförmig um eine Aussparung 32 innerhalb des Zargenkörpers 30 herum verläuft, wobei die Lüfterflügel 6 sich innerhalb der Aussparung 32 befinden. Der radiale Schenkel 14 liegt teilweise innerhalb des Zargenrings 26 ein, wobei die plane Seite des radialen Schenkels 14 im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche des Zargenkörpers 30 ist und in einer Ebene liegt, die sich in der radialen Richtung y erstreckt, wobei die Rotationsachse x senkrecht auf dieser Ebene steht. Der mittels des Lüfterrads 2 erzeugt Luftstrom wird mittels der Zarge 28 durch die Aussparung 32 hindurch gelenkt, wobei sich der radiale Schenkel 14 entlang des Luftstroms vor dem axialen Schenkel 12 befindet. Wegen der aufgrund der Querschnittsvergrößerung 16 vergleichsweise großen Stabilität des radialen Schenkels 14 kann ein vergleichsweise geringer Abstand zwischen der Zarge 28 und dem Lüfterrad 2 gewählt werden, ohne dass bei einer Rotationsbewegung des Lüfterrads 2 dieses an der Zarge 28 schleift. Auf diese Weise wird der Luftstrom vergleichsweise effektiv durch die Zarge 28 hindurch gelenkt und es entstehen vergleichsweise wenig Verluste in Form von sogenannter Leckluft im Randbereich des Lüfterrads 2.
  • In nicht näher dargestellter Art und Weise sind sowohl die Zarge 28 sowie der Elektromotor 8 als auch das Lüfterrad 2 Bestandteil eines Lüfters 34 eines Kraftfahrzeugs mit einer Verbrennungsmaschine, die direkt, beispielsweise über ein Getriebe oder indirekt, nach Art eines sogenannten Hybridantriebs, das Kraftfahrzeug antriebt. Mittels des Lüfters 34 wird die Verbrennungsmaschine direkt oder indirekt gekühlt. Die indirekte Kühlung erfolgt, indem die Verbrennungsmaschine mittels einer Kühlflüssigkeit gekühlt wird, die zur Abkühlung ihrerseits mit einem herkömmlichen Kühler in einem Wärmeaustausch steht. An dem Kühler ist der Lüfter 34 und im speziellen die Zarge 28 angebracht. Der mittels des Lüfters 34 erzeugte Luftstrom strömt durch den Kühler hindurch und kühlt diesen somit.
    • Bezugszeichenliste
    • 2
    Lüfterrad
    4
    Nabe
    6
    Lüfterflügel
    8
    Elektromotor
    10
    Außenring
    12
    axialer Schenkel
    14
    radialer Schenkel
    16
    Querschnittsvergrößerung
    18
    Übergang
    20
    Querschnittsverringerung
    22
    Normalquerschnitt
    24
    Zahn
    26
    Zargenring
    28
    Zarge
    30
    Zargenkörper
    32
    Aussparung
    34
    Lüfter
    x
    Rotationsachse
    y
    radiale Richtung

Claims (6)

  1. Lüfterrad (2) für einen Lüfter (34) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere für einen Hauptlüfter einer Verbrennungsmaschine, mit einem Außenring (10), wobei der Außenring (10) einen unter Bildung eines radialen Schenkels (14) und eines axialen Schenkels (12) im Wesentlichen L-förmigen Ringquerschnitt aufweist, und wobei der radiale Schenkel (14) freiendseitig eine Querschnittsvergrößerung (16) aufweist
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass im Bereich eines Übergangs (18) zwischen dem radialen Schenkel (14) und dem axialen Schenkel (12) eine Querschnittsverringerung (20) in den Außenring (10) eingebracht ist, und
    - dass der radiale Schenkel (14) die Querschnittsverringerung (20) und einen Schenkelabschnitt mit einem Normalquerschnitt (22) aufweist, wobei der Schenkelabschnitt mit dem Normalquerschnitt (22) zwischen der Querschnittsverringerung (20) und der Querschnittsvergrößerung (16) verläuft.
  2. Lüfterrad (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Querschnittsvergrößerung (16) im Wesentlichen umfangsseitig umlaufend ausgeführt ist.
  3. Lüfterrad (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Querschnittsvergrößerung (16) eine Abkröpfung am Freiende des radialen Schenkels (14) darstellt.
  4. Lüfterrad (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
    dass Querschnittsverringerung (20) die Form einer Sicke aufweist.
  5. Lüfter (34) mit einem Lüfterrad (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch
    eine Zarge (28) mit einem Zargenring (26), innerhalb dessen der radiale Schenkel (14) zumindest teilweise einliegt, wobei sich der radiale Schenkel (14) entlang eines mittels des Lüfters (34) erzeugten Luftstroms im Wesentlichen vordem axialen Schenkel (12) befindet.
  6. Lüfter (34) mit einem Lüfterrad (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
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