WO2008074307A1 - Axiallüfter für einen fahrzeugkühler - Google Patents

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WO2008074307A1
WO2008074307A1 PCT/DE2007/002266 DE2007002266W WO2008074307A1 WO 2008074307 A1 WO2008074307 A1 WO 2008074307A1 DE 2007002266 W DE2007002266 W DE 2007002266W WO 2008074307 A1 WO2008074307 A1 WO 2008074307A1
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axial fan
fan
air flow
inlet ring
ring
Prior art date
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PCT/DE2007/002266
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English (en)
French (fr)
Inventor
Tilman Schäfer
Thomas Dreesen
Original Assignee
Temic Automotive Electric Motors Gmbh
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Publication date
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    • F25C—PRODUCING, WORKING OR HANDLING ICE
    • F25C5/00—Working or handling ice
    • F25C5/18—Storing ice
    • F25C5/182—Ice bins therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
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    • F01P5/06—Guiding or ducting air to, or from, ducted fans
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08—Sealings
    • F04D29/16—Sealings between pressure and suction sides
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    • F04D29/164—Sealings between pressure and suction sides especially adapted for elastic fluid pumps of an axial flow wheel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • 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
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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    • F25D23/12—Arrangements of compartments additional to cooling compartments; Combinations of refrigerators with other equipment, e.g. stove
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25C—PRODUCING, WORKING OR HANDLING ICE
    • F25C2400/00—Auxiliary features or devices for producing, working or handling ice
    • F25C2400/10—Refrigerator units

Definitions

  • the invention relates to an axial fan for a vehicle radiator specified in the preamble of claim 1. Art.
  • Such axial fans are used for example in a cross-flow cooler of an internal combustion engine of a motor vehicle for generating a cooling air flow, wherein the axial fan is driven by an electric motor (also called hub motor).
  • Cooling air flow flows through in the middle region along the electric motor, wherein it comes in the near-edge outer region due to the flow inlet side negative pressure to a flowing back from the pressure side return air flow, which usually flows through a formed between the axial fan and a surrounding fan shroud gap. This can lead to undesirable noise developments, in particular in the case of downstream holding struts for the electric motor.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a fan L of the prior art.
  • the fan L driving electric motor M is attached to the suction side via holding struts H on a fan frame Z.
  • these motor support struts H are often molded with in the manufacture of the fan frame Z with.
  • the fan L has a fan blade F surrounding and co-rotating outer ring A.
  • the fan frame Z is to Covering and reducing a gap S between the fan frame Z and outer ring A with a, in the fan frame Z, z.
  • B. a plastic frame Z, integrated, standing inlet ring E provided.
  • the integrated inlet ring E is shaped in such a way that the backflowing air flow LR is diverted in the direction of the cooling or main air flow LS.
  • the invention is therefore based on the object to provide an acoustically improved axial fan.
  • a fan wheel which promotes the main air flow, is driven by a hub motor which is rotationally coupled thereto, wherein the vehicle radiator is arranged on the suction side of the fan wheel and between the vehicle radiator and the fan wheel surrounding the hub motor fan frame is arranged.
  • the fan wheel is formed from a number of radially arranged vanes, which are surrounded by a circumferential outer end of the wing outer ring.
  • a separate air guiding device is provided at least on the suction side of the outer ring, via which a flow of air flowing back from the pressure side to the suction side can be deflected and fed to the main air flow.
  • the basic idea of the invention is based on the consideration that in the case of fan modules with downstream holding struts a separate mounting of the air guiding device is made possible by the separate air guiding device, so that an annular gap formed between the fan outer ring and the air guiding device can be optimally adjusted variably and aeroacoustically.
  • the axial fan according to the invention over conventional axial fans significantly improved acoustics, in particular a significantly lower noise level.
  • the diameter of the inlet ring is smaller than the diameter of the fan outer ring.
  • the inlet ring can be mounted only after installation of the motor fan and thus the hub motor with fan, the inlet ring is not integrally integrated into the fan cowl, but represents a separate component.
  • the inlet ring After mounting the motor fan, the inlet ring on the supported by the support struts fan cowl attached.
  • the attachment is preferably by clipping, but may also be formed by any other type of attachment.
  • an inlet ring or other suitable deflection means is provided as an air guide, which deflects the back from the pressure side to the suction side in the outer, peripheral edge region of the fan air flow (also called return air flow or Spaltluftström) in the direction of the main air flow and thus from the outer, circumferential edge region of the hub motor in the direction of the blades of the fan wheel deflects.
  • the louver in particular the inlet ring is formed, for example, by a suitable design aerodynamically effective the return air flow conductive.
  • the inlet ring is arcuate.
  • the arc or the curvature of the inlet ring is shaped such that the return air flow in terms of flow optimally from the outside
  • Edge region is deflected into the central region, wherein the return air flow is deflected in the annular gap formed between the inlet ring and the outer ring by substantially 180 ° and thus in the direction of the main air flow with substantially the same sense of direction and the main air flow.
  • the inlet ring on the fan frame is detachable and thus arranged separately mountable.
  • the inlet ring is clipped, screwed or snapped fastened to the fan cowl.
  • the diameter of the separate inlet ring is smaller than the diameter of the outer ring of the fan wheel.
  • the Haupt Kunststoffström enters the flow input side after the radiator through an air inlet opening and via an air outlet opening on the flow output side after the fan from the axial fan.
  • the openings are connected to each other via a lying within the hub motor flow path, which is formed by the components to be cooled of the engine, with axial path portions to a cooling air passage.
  • the axial fan according to the invention was indeed developed for due to theêtwindproblematik aerodynamically very demanding vehicle radiator, but could easily be used in other vehicle heat exchangers or stationary heat exchangers.
  • a motor for example, an electric motor is particularly suitable.
  • Fig. 1 shows a schematic longitudinal section through a
  • Fig. 3 shows a schematic longitudinal section through a
  • Hub region of an axial fan according to the invention in installation position with separate inlet ring.
  • FIG. 3 shows an upper half of an axial fan 10 with a horizontal axis of rotation and a vertical plane of rotation drawn with broken lines, which is arranged at a short distance behind a broad side of a vehicle radiator 11.
  • the plane of rotation of the axial fan 10 extends substantially parallel to the rear broad side of the radiator 11, since this is designed as a parallelepiped parallel flow cooler.
  • the axial fan 10 is used in the usual way the purpose, with insufficient wind flow of the radiator 11 is sufficient for cooling the radiator medium flooding of the radiator 11 with a by rotation of his
  • the fan wheel 12 is rotationally driven by means of a hub motor 13 arranged centrally in the fan wheel 12 in a clockwise counter-sense, whereby the radiator 11 is flooded by the suction flow of the fan wheel 12, ie its main air flow LS.
  • the suction side of the axial fan 10 is denoted by p + for clarification of the pressure conditions and its pressure side.
  • the main air flow LS is further channeled by a fan cowl or frame 19, through which the flow path between the rectangular circumference of the radiator 11 and the round outlet opening 22 of the fan 12 receiving fan shroud 19 is enclosed airtight.
  • the inlet side is provided at the shroud 19 is a separate, formed as an inlet ring 20 air-guiding device that the Return air flow LR in the direction of the main air flow LS deflects.
  • the separate inlet ring 20 is releasably secured to the fan frame 19.
  • the inlet ring 20 is screwed, clipped or attached to the fan cowl 19 in any other suitable manner.
  • the inlet ring 20 can be mounted variably in the mounting direction R after mounting the fan wheel 12 and the hub motor 13 to the fan frame 19.
  • the annular gap S formed between the inlet ring 20 and the outer ring 12.3 of the fan wheel 12 can be adjusted variably. This allows a particularly aerodynamically and acoustically optimal adjustment of the annular gap S.
  • the separate inlet ring 20 is shaped such that it can ensure an aerodynamically homogeneous and effective deflection of the incoming from the air outlet opening 22 return air flow LR in the direction of the main air flow LS with largely the same sense of direction.
  • Hub motor 13 is attached.
  • the rotor or rotor housing 17 carrying the permanent magnets is mounted on a bearing journal 16 via a central bearing sleeve located between the air inlet opening 15 and two rolling bearings, which projects from a likewise pot-shaped stator housing 18.
  • the stator housing 18 carrying the stator with motor winding is in turn fixedly connected to the hub shell 14.
  • the hub motor 13 composed of rotor housing 17 and stator housing 18 is, for example, an electric motor. But it can also be another suitable engine, for. As a hydraulic motor, are used.
  • the hub motor 13 which is connected via a cable harness, not shown, with the electrical system of the motor vehicle, respectively controlled or wired, so that the fan 12 is rotationally driven by the hub motor 13.
  • the fan wheel 12 generates the desired main air flow LS for crossflow flow through the vehicle radiator 11. Due to the curved inlet ring 20 arranged in the circumferential region of the hub motor 13, the return air flow LR close to the circumference is moved in the direction of the
  • Main air flow LS and thus deflected in the direction of the wings 12.1 of the fan 12. Due to the shape and design of the inlet ring 20, the return air flow LR is thereby deflected, for example, by approximately 180 ° and without appreciable turbulence in the direction of the blades 12.1 of the fan wheel 12 and the main air flow LS and supplied thereto. Also, the return air flow LR can be deflected at a different suitable angle, wherein the deflection of the shape and design and the positioning of the inlet ring 20 depends and allows a supply of the return air flow LR in the main air flow LS.
  • the inlet ring 20 preferably has a smaller diameter D E than the diameter D L of the outer ring 12.3. As a result, the suction side arranged covers

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Axiallüfter (10) für einen Fahrzeugkühler (11), dessen den Hauptluftstrom (H) förderndes Lüfterrad (12) von einem zentral mit diesem drehgekoppelten Nabenmotor (13) angetrieben ist, wobei der Fahrzeugkühler (11) auf der Saugseite (p-) des Lüfterrades (12) angeordnet ist und zwischen Fahrzeugkühler (11) und Lüfterrad (12) ein den Nabenmotor (13) umgebende Lüfterzarge (19) angeordnet ist, wobei das Lüfterrad (12) aus einer Anzahl von radial angeordneten Flügeln (12.1) gebildet ist, die von einem die radialen äußeren Enden der Flügel (12.1) umlaufenden Außenring (12.3) umgeben sind. Erfindungsgemäß ist zumindest saugseitig des Außenrings (12.3) eine separate Luftleiteinrichtung (Einlassring 20) vorgesehen, über die ein von der Druckseite (p+) zur Saugseite (p-) rückströmender Luftstrom (LR) umlenkbar und dem Hauptluftstrom (H) zuführbar ist.

Description

Beschreibung
Axiallüfter für einen Fahrzeugkühler
Die Erfindung betrifft einen Axiallüfter für einen Fahrzeugkühler der im Oberbegriff von Patentanspruch 1 angegebenen Art .
Derartige Axiallüfter werden zum Beispiel in einem Querstromkühler einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs zur Erzeugung eines Kühlluftstroms eingesetzt, wobei der Axiallüfter von einem Elektromotor (auch Nabenmotor genannt) angetrieben wird. Dabei wird der Axiallüfter von dem
Kühlluftstrom im Mittenbereich entlang des Elektromotors durchströmt, wobei es im randnahen Außenbereich aufgrund des strömungseingangsseitigen Unterdrucks zu einem von der Druckseite rückströmenden Rückluftstrom kommt, der üblicherweise durch einen zwischen dem Axiallüfter und einer diesen umgebenden Lüfterzarge gebildeten Spalt einströmt. Hierdurch kann es zu unerwünschten Geräuschentwicklungen kommen, insbesondere bei stromabwärts liegenden Haltestreben für den Elektromotor.
In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Lüfters L zum Stand der Technik gezeigt. Ein, den Lüfter L antreibender Elektromotor M ist dabei saugseitig über Haltestreben H an einer Lüfterzarge Z befestigt. Um den Montageaufwand möglichst gering zu halten, werden diese Motorhaltestreben H häufig bei der Fertigung der Lüfterzarge Z mit angespritzt. Der Lüfter L weist einen die Lüfterflügel F umgebenden und mitrotierenden Außenring A. Die Lüfterzarge Z ist zur Überdeckung und Reduzierung eines Spalts S zwischen Lüfterzarge Z und Außenring A mit einem, in der Lüfterzarge Z, z. B. einer Kunststoffzarge Z, integrierten, stehenden Einlassring E versehen. Der integrierte Einlassring E ist dabei derart geformt, dass der rückströmende Luftström LR in Richtung des Kühl- oder HauptluftStroms LS umgeleitet wird.
Im Falle von stromabwärts liegenden Haltestreben H, wie in Figur 2 zum Stand der Technik dargestellt, ist die
Montagerichtung des Lüfters L vorgegeben. Der entstehende Spalt S zwischen Lüfter L und Lüfterzarge Z wird aus diesem Grund häufig in einer Form, wie in Figur 2 zum Stand der Technik dargestellt, ausgeführt. Die Form des Spalts S zwischen Lüfteraußenring A und Einlassring E ist aufgrund des rückführenden Luftstroms LR akustisch nicht optimal. Dies macht sich im Geräuschspektrum durch einen, in Abhängigkeit des Lüfterdrosselzustande, erhöhten Rauschanteil bemerkbar. Dies wiederum führt zu einer Erhöhung des Schalldruckpegels.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen akustisch verbesserten Axiallüfter anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst .
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche .
Beim erfindungsgemäßen Axiallüfter für einen Fahrzeugkühler ist ein den Hauptluftstrom förderndes Lüfterrad von einem zentral mit diesem drehgekoppelten Nabenmotor angetrieben, wobei der Fahrzeugkühler auf der Saugseite des Lüfterrades angeordnet ist und zwischen Fahrzeugkühler und Lüfterrad eine den Nabenmotor umgebende Lüfterzarge angeordnet ist. Dabei ist das Lüfterrad aus einer Anzahl von radial angeordneten Flügeln gebildet, die von einem die radialen äußeren Enden der Flügel umlaufenden Außenring umgeben sind. Erfindungsgemäß ist zumindest saugseitig des Außenrings eine separate Luftleiteinrichtung vorgesehen, über die ein von der Druckseite zur Saugseite rückströmender Luftstrom umlenkbar und dem Hauptluftstrom zuführbar ist.
Der Grundgedanke der Erfindung basiert auf der Überlegung, dass bei Lüftermodulen mit stromabwärts liegenden Haltestreben mittels der separaten Luftleiteinrichtung eine vom Lüfterrad separate Montage der Luftleiteinrichtung ermöglicht ist, so dass ein zwischen Lüfteraußenring und Luftleiteinrichtung gebildeter Ringspalt variabel und aeroakustisch optimal eingestellt werden kann. Somit weist der erfindungsgemäße Axiallüfter gegenüber herkömmlichen Axiallüftern eine deutlich verbesserte Akustik, insbesondere einen deutlich geringeren Geräuschpegel auf. Hierbei ist der Durchmesser des Einlassringes kleiner als der Durchmesser des Lüfteraußenringes .
Damit der Einlassring erst nach der Montage des Motorlüfters und somit des Nabenmotors mit Lüfterrad montiert werden kann, ist der Einlassring nicht einstückig in die Lüfterzarge integriert, sondern stellt ein separates Bauteil dar. Nach Montage des Motorlüfters wird der Einlassring an der durch die Haltestreben abgestützten Lüfterzarge befestigt. Die Befestigung erfolgt vorzugsweise durch einclipsen, kann jedoch auch durch jede andere Befestigungsart gebildet sein. Durch diesen separaten, nachträglich montierten Einlassring hat man mehr Freiheitsgrade in der Ausgestaltung des Einlassrings zur Verfügung, da dieser nicht mehr zwingend so konstruiert werden muss, dass der Motorlüfter von der Saugseite her montiert werden kann.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist als Luftleiteinrichtung ein Einlassring oder ein anderes geeignetes Umlenkmittel vorgesehen, das den von der Druckseite zur Saugseite im äußeren, umfangnahen Randbereich des Lüfters rückströmenden Luftstrom (auch Rückluftstrom oder Spaltluftström genannt) in Richtung des HauptluftStroms umlenkt und somit vom äußeren, umfangnahen Randbereich des Nabenmotors in Richtung der Flügel des Lüfterrades umlenkt .
Die Luftleiteinrichtung, insbesondere der Einlassring ist beispielsweise durch eine geeignete Gestaltung aerodynamisch wirksam den Rückluftstrom leitend ausgebildet. Insbesondere ist der Einlassring bogenförmig ausgeführt. Dabei ist der Bogen oder die Wölbung des Einlassringes derart geformt, dass der Rückluftstrom strömungstechnisch optimal vom äußeren
Randbereich in den Mittenbereich umgelenkt wird, wobei der Rückluftstrom im zwischen dem Einlassring und dem Außenring gebildeten Ringspalt um beispielsweise weitgehend 180° und somit in Richtung des HauptluftStroms mit weitgehend gleichem Richtungssinn umgelenkt und dem Hauptluftström zugeführt wird.
Zweckmäßigerweise ist der Einlassring an der Lüfterzarge lösbar und somit separat montierbar angeordnet. Beispielsweise ist der Einlassring geclipst, geschraubt oder gerastet an der Lüfterzarge befestigt. Dies ermöglicht eine variable, insbesondere optimale Einstellung des Ringspalts zwischen Einlassring und Außenring. In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist der Durchmesser des separaten Einlassringes kleiner als der Durchmesser des Außenringes des Lüfterrades. Hierdurch überdeckt der Einlassring saugdruckseitig den Außenring, so dass ein Einströmen des Rückluftstroms in zur Strömungsrichtung des HauptluftStroms entgegen gesetzte Strömungsrichtung sicher vermieden ist. D.h. der Rückluftstrom wird dem Hauptluftstrom mit gleichem Richtungssinn zugeführt.
Der Hauptluftström tritt strömungseingangsseitig nach dem Kühler durch eine Lufteintrittsöffnung ein und über eine Luftaustrittsöffnung strömungsausgangsseitig nach dem Lüfterrad aus dem Axiallüfter aus. Die Öffnungen sind über einen innerhalb des Nabenmotors liegenden Strömungspfad, der durch die zu kühlenden Bauteile des Motors gebildet ist, mit axialen Pfadabschnitten zu einem Kühlluftkanal miteinander verbunden.
Der erfindungsgemäße Axiallüfter wurde zwar für aufgrund der Fahrtwindproblematik strömungstechnisch sehr anspruchsvolle Fahrzeugkühler entwickelt, ließe sich jedoch problemlos auch bei anderen Fahrzeugwärmetauschern oder auch bei stationären Wärmetauschern einsetzen.
Als Nabenmotor eignet sich ein Motor, beispielsweise ein Elektromotor in besonderem Maße.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Darin zeigen: Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt durch einen
Nabenbereich eines Axiallüfters in Einbaulage mit saugseitig angeordnetem Einlassring gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 2 schematisch einen Längsschnitt durch einen
Nabenbereich eines alternativen Axiallüfters in Einbaulage mit druckseitig angeordnetem Einlassring gemäß dem Stand der Technik, und
Fig. 3 schematisch einen Längsschnitt durch einen
Nabenbereich eines erfindungsgemäßen Axiallüfters in Einbaulage mit separatem Einlassring.
In Figur 3 ist eine mit Bruchlinien ausgeschnitten gezeichnete obere Hälfte eines Axiallüfters 10 mit horizontaler Drehachse und vertikaler Drehebene zu sehen, der in einem geringen Abstand hinter einer Breitseite eines Fahrzeugkühlers 11 angeordnet ist.
Die Drehebene des Axiallüfters 10 verläuft dabei im Wesentlichen parallel zur hinteren Breitseite des Kühlers 11, da dieser als parallelflacher Querstromkühler ausgebildet ist.
Der Axiallüfter 10 dient in üblicher Weise dem Zweck, bei nicht ausreichender Fahrtwinddurchflutung des Kühlers 11 eine zur Abkühlung des Kühlermediums ausreichende Durchflutung des Kühlers 11 mit einem durch Drehung seines
Lüfterrades 12 mit radialen Flügeln 12.1 erzeugten Kühlluftstrom, dem Hauptluftstrom LS, herbeizuführen, dessen Strömungsrichtung der des Fahrtwindes entspricht . Hierzu wird das Lüfterrad 12 mittels eines zentral im Lüfterrad 12 angeordneten Nabenmotors 13 im Uhrzeigergegensinn drehangetrieben, wodurch der Kühler 11 von der Saugströmung des Lüfterrades 12 also dessen Hauptluftström LS durchflutet wird.
Die Saugseite des Axiallüfters 10 ist zur Verdeutlichung der Druckverhältnisse mit p- und seine Druckseite mit p+ bezeichnet. Der Hauptluftstrom LS ist ferner durch eine Lüfterhaube oder -zarge 19 kanalisiert, durch welche der Strömungspfad zwischen dem rechteckigen Umfang des Kühlers 11 und der runden Austrittsöffnung 22 der das Lüfterrad 12 aufnehmenden Lüfterzarge 19 luftdicht umschlossen ist.
In der runden Austrittsöffnung 22 der Lüfterzarge 19 wird von dieser in üblicher Weise z. B. über Haltestreben 21 (auch Sternstreben genannt) mittig ein Nabengehäuse 14 unbeweglich gehalten, an dem der Nabenmotor 13 koaxial angebracht ist.
Um den Axiallüfter 10 hinsichtlich einer Geräuschentwicklung durch einen von der Druckseite p+ zur Saugseite p" rückführenden Luftstroms LR (auch kurz Rückluftstrom LR genannt) akustisch zu verbessern, ist saugseitig an der Lüfterzarge 19 eine separate, als Einlassring 20 ausgebildete Luftleiteinrichtung vorgesehen, die den Rückluftstrom LR in Richtung des Hauptluftstroms LS umlenkt .
Dabei ist der separate Einlassring 20 an der Lüfterzarge 19 lösbar befestigt. Beispielsweise ist der Einlassring 20 geschraubt, geclipst oder in einer anderen geeigneten Art an der Lüfterzarge 19 befestigt. Durch die separate und lösbare Anordnung des Einlassrings 20 an der Lüfterzarge 19 kann der Einlassring 20 in Montagerichtung R nach der Montage des Lüfterrades 12 und des Nabenmotors 13 an der Lüfterzarge 19 variabel montiert werden. Hierdurch kann der zwischen dem Einlassring 20 und dem Außenring 12.3 des Lüfterrades 12 gebildeter Ringspalt S variabel eingestellt werden. Dies ermöglicht eine insbesondere aerodynamisch und akustisch optimale Einstellung des Ringspalts S.
Darüber hinaus ist der separate Einlassring 20 derart geformt, dass dieser eine aerodynamisch homogene und wirksame Umlenkung des von der Luftaustrittsöffnung 22 einströmenden Rückluftstroms LR in Richtung des Hauptluftstroms LS mit weitgehend gleichem Richtungssinn sicherstellen kann.
Im Betrieb des Axiallüfters 10 umströmt der
Hauptluftström LS strömungseingangsseitig eine Nabenplatte
12.2 des Lüfterrades 12, die über Schraubstellen auf der Stirnseite eines topfförmigen Rotorgehäuses 17 des
Nabenmotors 13 befestigt ist. Das die Permanentmagneten tragende Läufer- oder Rotorgehäuse 17 ist über eine zentrale, zwischen der Lufteintrittsöffnung 15 liegende Lagerhülse und zwei Wälzlager auf einem Lagerzapfen 16 gelagert, der von einem ebenfalls topfförmigen Statorgehäuse 18 absteht. Das den Stator mit Motorwicklung tragende Statorgehäuse 18 ist seinerseits fest mit dem Nabengehäuse 14 verbunden.
Der aus Rotorgehäuse 17 und Statorgehäuse 18 zusammengesetzte Nabenmotor 13 ist beispielsweise ein Elektromotor. Es kann aber auch ein anderer geeigneter Motor, z. B. ein Hydraulikmotor, eingesetzt werden. Im Betrieb des Axiallüfters 10 wird der Nabenmotor 13, der über einen nicht näher dargestellten Kabelsatz mit dem Bordnetz des Kraftfahrzeugs verbunden ist, entsprechend angesteuert bzw. beschaltet, so dass das Lüfterrad 12 vom Nabenmotor 13 drehangetrieben wird. Das Lüfterrad 12 erzeugt den gewünschten Hauptluftstrom LS zur Querstromdurchflutung des Fahrzeugkühlers 11. Aufgrund des im Umfangsbereich des Nabenmotors 13 angeordneten und gewölbten Einlassrings 20 wird der umfangsnahe Rückluftstrom LR in Richtung des
Hauptluftstroms LS und somit in Richtung der Flügel 12.1 des Lüfterrades 12 umgelenkt . Durch die Form und Ausgestaltung des Einlassrings 20 wird der Rückluftström LR dabei beispielsweise um ca. 180° und ohne nennenswerte Verwirbelungen in Richtung der Flügel 12.1 des Lüfterrades 12 und des Hauptluftstroms LS umgelenkt und diesem zugeführt . Auch kann der Rückluftstrom LR in einem anderen geeigneten Winkel umgelenkt werden, wobei die Umlenkung von der Form und Gestaltung sowie die Positionierung des Einlassrings 20 abhängt und eine Zuführung des Rückluftstroms LR in den Hauptluftstrom LS ermöglicht.
Bevorzugt weist der Einlassring 20 einen gegenüber dem Durchmesser DL des Außenrings 12.3 kleineren Durchmesser DE auf. Hierdurch überdeckt der saugseitig angeordnete
Einlassring 20 den Außenring 12.3, so dass eine Zuführung des Rückluftstroms LR mit zur Strömungsrichtung der Hauptluftströmung LS entgegen gesetzter Strömungsrichtung sicher vermieden ist. Dabei ermöglicht die separate Montage des separaten Einlassrings 20 an der Lüfterzarge 19 eine variable Einstellung des Ringspalts S zwischen Einlassring 20 und Außenring 12.3. Somit kann der Axiallüfter 10 durch die variable Einstellung des Ringspalts S aerodynamisch und akustisch optimal ausgelegt werden.
15 Bezugszeichenliste
10 Axiallüfter 11 Fahrzeugkühler
12 Lüfterrad
12.1 Flügel
12.2 Nabenplatte
12.3 Außenring 13 Nabenmotor
14 Nabengehäuse
15 Lufteintrittsöffnung
16 Lagerzapfen
17 Rotorgehäuse 18 Statorgehäuse
19 Lüfterzarge
20 Einlassring (= Luftleiteinrichtung)
21 Haltestreben
22 Luftaustrittsöffnung
S Ringspalt
R Montagerichtung
LS Hauptluftstrom
LR Rückluftstrom p+ Druckseite p- Saugseite

Claims

11 Patentansprüche
1. Axiallüfter (10) für einen Fahrzeugkühler (11), dessen den Hauptluftstrom (LS) förderndes Lüfterrad (12) von einem zentral mit diesem drehgekoppelten Nabenmotor (13) angetrieben ist, wobei der Fahrzeugkühler (11) auf der Saugseite (p~) des Lüfterrades (12) angeordnet ist und zwischen Fahrzeugkühler (11) und Lüfterrad (12) ein den Nabenmotor (13) umgebende Lüfterzarge (19) angeordnet ist, wobei das Lüfterrad (12) aus einer Anzahl von radial angeordneten Flügeln (12.1) gebildet ist, die von einem die radialen äußeren Enden der Flügel (12.1) umlaufenden Außenring (12.3) umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest saugseitig des Außenrings (12.3) eine separate Luftleiteinrichtung
(Einlassring 20) vorgesehen ist, über die ein von der Druckseite (p+) zur Saugseite (p~) rückführender Luftstrom (LR) umlenkbar und dem Hauptluftstrom (H) zuführbar ist.
2. Axiallüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleiteinrichtung als ein separater Einlassring (20) ausgebildet ist, durch dessen Form der rückführende Luftstrom (LR) umlenkbar ist.
3. Axiallüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassring (20) bogenförmig ausgebildet ist.
4. Axiallüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassring (20) den rückführenden Luftstrom (LR) um weitgehend 180° umlenkt. 12
5. Axiallüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassring (20) den Außenring (12.3) zumindest teilweise überdeckt.
6. Axiallüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassring (20) einen gegenüber dem Durchmesser (DL) des Außenrings (12.3) kleineren Durchmesser (DE) aufweist.
7. Axiallüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Einlassring (20) und dem Außenring (12.3) ein Ringspalt (S) gebildet ist.
8. Axiallüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassring (20) an der Lüfterzarge (19) lösbar oder separat montierbar angeordnet ist.
9. Axiallüfter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassring (20) geclipst, geschraubt oder gerastet an der Lüfterzarge (19) befestigt ist.
10. Axiallüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Überdeckungsbereich mit der Luftaustrittsöffnung (22) strömungsausgangsseitig mehrere Haltestreben (21) angeordnet sind.
11. Axiallüfter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenmotor (13) mittels 13 der Haltestreben (21) an der Lüfterzarge (19) befestigt ist.
12. Axiallüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenmotor (13) ein Elektromotor ist.
13. Einlassring (20) für einen Axiallüfter (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
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