WO2008101576A2 - Lüfterrad, system und getriebebaureihe - Google Patents
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- WO2008101576A2 WO2008101576A2 PCT/EP2008/000442 EP2008000442W WO2008101576A2 WO 2008101576 A2 WO2008101576 A2 WO 2008101576A2 EP 2008000442 W EP2008000442 W EP 2008000442W WO 2008101576 A2 WO2008101576 A2 WO 2008101576A2
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- F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/666—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps by means of rotor construction or layout, e.g. unequal distribution of blades or vanes
Definitions
- the invention relates to a fan, a system and a transmission series.
- the invention is therefore the object of developing a fan, so that the cooling performance is improved and the environmental impact is reduced.
- the object is achieved in the fan according to the features specified in claim 1, in the system according to the features specified in claim 26 and in the transmission series according to the features indicated in claim 29.
- a first fan blade has a first angular distance to a first circumferentially adjacent fan blade and the first fan blade has a second angular distance to a second fan blade adjacent in the opposite direction, wherein the first angular distance is smaller than the second angular distance
- the sequence in the circumferential direction of the angular distances from a respective wing to the fan blade adjacent in the circumferential direction comprises at least two different types of angular distance values.
- the fan blades in the circumferential direction, in particular along the circumference of the fan are irregularly spaced.
- a number n of fan blades is provided, with uniform rotation of the fan around its axis cause the fan blades when passing through a fixed reference direction a series of suggestions whose period is greater than one n-th the revolution time of the fan.
- the period is greater than half or equal to half the rotational speed of the fan.
- the period is equal to the revolution time of the fan.
- the noise pollution of the environment by the fan operation is thus at least subjectively reduced because the frequency of noise is placed below the hearing threshold or in areas in which the sensitivity to noise in human hearing is reduced.
- resonance effects between the suggestions by the fan blades and vibrations by the operation of the transmission can be reduced.
- each air duct is limited by at least fan blades, an air guide ring and / or a base body, wherein the cross section of
- Air channel has a minimum in the course from inside to outside.
- air ducts are formed with a nozzle effect. These nozzles advantageously cause a directed flow of cooling air.
- the minimum of the cross section of the air duct is effected by a minimum of the distance between the base body and the air guide ring, in particular by a minimum of the distance between the sectional figures of the body with an axial plane on the one hand and the air guide ring with the axial plane on the other.
- the fan wheel advantageously comprises a main body, fan blades and an air guide ring, wherein the base body has a frustoconical region and form at least two fan blades, a segment of the frusto-conical region and a segment of the air guide a radially extending air channel whose cross-section has a minimum in the radial course.
- the advantage here is that the fan is easily manufacturable, since the geometric properties of the air duct, in particular the nozzle shape, with the boundary surfaces of air guide ring and body is easy to manufacture and controllable.
- the main body of the fan is occupied in addition to its holding function with a Heilleitmaschine. As a result, parts can be saved.
- the cross section of the air guide ring is convex on its inner side and concave on its outer side, in particular shaped such that the wall thickness is substantially constant.
- the consistency of the wall thickness depends on the manufacturing tolerances of the production technology and on the speeds at which the fan is used.
- the outer shape of the air guide ring thus follows substantially the inner shape of the air guide ring, and it is an advantageous form of the air guide ring formed at the same time low material usage.
- the advantage here is that for the Air guide little material must be used so that its mass moment of inertia is minimized.
- the base body has a frustoconical region and the air guide ring is concentrically inscribed in a mathematical cone such that the air guide touches the mathematical cone in a first and a second axial region and in a third axial region between air guide ring and the mathematical cone a minimum distance is provided, wherein the third axial region is arranged between the first axial region and the second axial region, and at least two fan blades, a segment of the frusto-conical region and a segment of the air guide ring form an outwardly extending air channel.
- the advantage here is that the constructional and manufacturing technology easy to handle geometric shapes, a nozzle-like air duct is available.
- each air channel is characterized by a geometric size
- the sequence of the geometric size of the air ducts is an irregular sequence in one revolution of the fan.
- the geometric size of each air duct is the angle between the limiting fan blades or the angle of a limiting fan blade a fan-fixed reference direction.
- the geometric size of each air duct is the angular position of the center of gravity or the center plane of the air duct or the angle of an excellent direction of the air duct to a fan-fixed reference direction.
- the center of gravity formed by all the fan blades is in the center of the fan.
- the maximum axial extent of the fan blades is greater than the maximum axial extent of the air guide ring.
- the maximum axial extent of the fan blades is more than twice as large as the maximum axial extent of the air guide ring.
- Advantageous is that a radial or laterally oblique discharge of the cooling air is possible.
- the fan is used in various transmissions or in general systems with fan.
- the maximum radial extent of the fan blades is greater than the minimum radial extent of the air guide ring.
- the advantage here is that large air outlets are formed, can be conducted through the cooling air to the housing to be cooled.
- the fan blades on the suction side are axially retracted up to a radius, in particular by more than one third of the maximum axial extent of the fan blades.
- the advantage here is that at a small distance from the fan, a fan cover can be placed, wherein at the intake ports or air inlets generated by the fan blades noise can be reduced.
- each fan blade on a plane of symmetry in which preferably the axis of rotation of the fan is.
- a rotationally invariable fan wheel is formed in a simple manner, and cooling air always flows in the same direction through the air channels.
- the radial extent of the base body is smaller than the outer diameter of the fan wheel, in particular at least fifteen percent smaller than the inner diameter of the air guide ring.
- the air ducts each form an air outlet, which comprises a radially aligned and an axially aligned portion.
- the fan on different transmissions, especially directly in front of a housing wall or on a Kegelradtopf operable.
- a fan with a fan with fan blades and a fan cover is included, wherein the fan cover at least partially surrounds the fan and the fan cover has a range with axial air inlets, the fan blades in a first portion of the region with axial air inlets have a constant distance from the fan guard and in a second subregion of the region with axial air inlets, the distance of the fan blades from the fan cowl is greater than the constant distance in the first subregion, in particular more than twice as large.
- the fan blades extend radially beyond the region with axial air inlets.
- the cooling air is particularly advantageous sucked.
- the fan wheel is arranged on a shaft of the transmission, in particular of the driving shaft.
- a separate motor for the drive of the fan is dispensable.
- a fan in a first variant on the driving shaft of a bevel gear is mounted and that the fan in a second variant on the driving shaft a spur gear is mounted.
- air is preferably radially passable through air ducts and, in the second variant, air is directed through the air ducts at an angle to the radial direction and at an angle to the axial direction, in particular in an axial plane of the fan wheel obliquely to the axis of the fan wheel.
- a housing wall of the transmission partially covers the air outlet of the air ducts in the first variant, in particular the axially oriented partial region of the air outlet.
- FIG. 1 shows a view of a fan from the front
- - Figure 2 is a view of the fan from Figure 1 from behind
- FIG. 3 shows a plan view of the front side of the fan wheel from FIG. 1,
- FIG. 4 shows the section of the fan wheel along an axial plane designated by A-A in FIG. 3,
- Figure 5 is a view of a transmission with mounted fan -
- Figure 6 is a side view of the transmission of Figure 5 with cut fan cover and cut fan.
- Figure 1 shows a fan for a fan of a transmission.
- the fan wheel comprises at least one main body 10 with a hub 13, fan blades 11 and an air guide ring 12.
- the fan is intended for mounting on a shaft of a gearbox.
- the hub 13 is placed on the shaft for frictional connection with the same.
- the fan wheel is driven by the shaft.
- the shaft thus drives the fan blades 1 1, whereby an approximately radially or obliquely directed outward air flow is generated.
- This direction of the air flow is independent of the direction of rotation of the fan wheel, since each fan blade 11 has a plane of symmetry in which the axis of rotation of the fan wheel is located.
- the main body 10, the air guide ring 12 and two adjacent fan blades 11 form air channels, is passed through the air flow.
- FIG. 2 shows the rear side of the fan wheel from FIG. 1.
- a support ring 20 of the base body 10 and the support edges 21 of each fan wheel 11 lie in a common plane.
- the plane described is aligned parallel to the housing wall of the transmission and arranged at a small distance to this.
- the fan with basic body, fan blades and guide ring is preferably made in one piece, in particular as a cast aluminum or plastic, wherein in the case of Use of plastic, particularly preferably the plastic to avoid electrostatic charge is designed to be electrically conductive.
- the fan is made of steel. 5
- the radial boundary edges 22, the outer boundary edge 23 of the air guide ring 12 and the housing wall form an opening through which the air flow is directed radially outward.
- the air guide ring 12 thus does not extend over the entire axial length of the fan and in particular 10 of the fan blades 11th
- FIG. 3 shows a plan view of the front side of the fan wheel according to FIG. 1.
- the fan blades 11 are mounted on the base body 10, wherein the fan blades 11 each have a plane of symmetry which contains the axis of rotation of the fan wheel.
- the fan blades 15 11 are thus substantially, so apart from inclinations of the surfaces of the fan blades 11, perpendicular to an annular, truncated cone-shaped portion 35 of the body 10th
- Each fan blade 11 is arranged with respect to a fan-fixed reference direction 36 in each case at a 20 angle w1.
- the fan blades 11 are irregularly arranged: In particular, the difference amounts of each two angles w1 can not be represented as an integer multiple of a basic amount. Thus, resonance excitations are reduced by the fan blades 11, in particular, the frequency of the resonance excitations is reduced.
- W1.i denotes the angle w1 of the i-th fan blade, where i is less than or equal to the total number n of the fan blades 11 - in the embodiment 9 - so
- the period length of the sequence of numbers is a number greater than one, preferably two, more preferably n / 2 or (n-1) / 2, which gives an integer in the latter alternatives.
- the fan wheel on a mirror plane of symmetry, in which preferably the axis of rotation of the fan wheel is included.
- the outer diameter of the main body 10 in Figure 3 is much smaller than the outer diameter of the fan selected.
- the outer diameter of the base body 10 is two-thirds of the outer diameter of the fan and thus of the air guide ring 12, and more preferably, the outer diameter of the base body 10 relative to the inner diameter of the air guide ring 12 is reduced by ten to twenty percent.
- favorable flow conditions for the fan can be achieved.
- the air guide ring 12 is composed of a first guide ring 33 and a second guide ring 34, which are each designed to be annular and frusto-conical.
- the opening angle of the second guide ring 34 is selected larger than the opening angle of the first guide ring 33.
- a first fan blade 31, a second fan blade 32, a segment 30 of the frusto-conical region 35 of the base body 10 and a segment 37 of the air guide ring 12 enclosed by the two fan blades 31, 32 form an air channel through which air flows during operation.
- Each of these air ducts formed in this way has an opening angle or angular distance w2, ie the angle between the delimiting fan blades 31, 32, ie between two nearest neighbors, and an angle w3 of the center plane of the air duct with respect to a reference direction 36.
- the opening angle w2 results Thus, in each case from the difference of the angle w1 to the limiting fan blades 31, 32.
- the angle w3 differs in the example of Figure 3 from the angles w1 to the limiting fan blades 31, 32 respectively by a constant, that is from the number of fan blades independent, amount.
- the sequence of opening angles w2 and the sequence of angles w3 defines an irregular sequence of numbers.
- FIG. 4 shows a sectional view along the axial plane designated A-A in FIG. 5
- the fan blades . 11 have approximately rectangular recesses 40, so that the fan blades 11 during operation at a first region of a Jerusalem internode in Figure 4 from above fan cover at a smaller distance than in a second area.
- This second area contains air inlets for the air supply to the fan, 10 and by the recess 40 periodic vibration excitations at the air inlets are avoided by passing the fan blades 10 in close proximity.
- the main body 10 comprises at least one hub 13 for non-positive connection of the fan wheel on a shaft and a frusto-conical region 35.
- 15 truncated cone-shaped portion 35 forms with the first guide ring 33 and the second guide ring 34 a nozzle-shaped air passage, wherein the nozzle-like constriction is formed approximately at the minimum distance m of the air guide ring 12 and body 12.
- This minimum distance m causes a minimum cross section of the through a segment of the air guide ring 12, a segment of the frusto-conical region 35 and two adjacent fan blades 11th
- said cross-section is assumed at about the same position as the minimum distance.
- the exact position of the minimum cross section with respect to the minimum distance depends on the specific configuration of the cross section of the air guide ring 12 and the frusto-conical region.
- the air guide ring 12 is formed at least from a first guide ring 33 and a second guide ring 34, wherein the opening angle of the frusto-conical first guide ring 33 is smaller than the opening angle of the frusto-conical second guide ring 34.
- First guide ring 33 and second guide ring 34 are connected along a concentric ring , The design of the opening angle of the guide rings 33, 34 is such that the air guide ring 12 in a conical surface
- the air guide ring 12 thus has an axial cross section, whose outer contour is concave. Accordingly, in order to form a constant wall thickness, a convex surface is formed on the inner side of the air guide ring 12 facing the shaft, where convex the property that the connecting line of two points on the inside of the air guide ring 12 always runs at least partially inside the air guide ring 12.
- the inner contour of the cross section of the air guide ring 12 is thus curved with opposite signs as the outer contour of the cross section of the frusto-conical portion 35, in particular its radial outlet. Both contours are thus convex, with the convexities facing each other.
- first guide ring 33 and second guide ring 34 results in a constriction and a minimum distance m, which causes a nozzle effect in the associated air duct.
- the inside of the air guide ring is convex, but not described by two connected truncated cones, but by, for example, a parabolic or a circular arc-shaped cross-sectional contour. Even in these cases, a resulting cross-sectional constriction causes a nozzle effect with which an air flow can be conducted.
- the air guide ring 12 does not extend axially over the entire length of the fan, in particular the fan blades 11. Rather, the second guide ring 34 terminates at an axial distance from the plane defined by the support ring 20. In this way, a radial opening 41 is formed for the air ducts through which - in the assembled state - air in the radial direction along the housing wall of the transmission can be conducted.
- Figure 5 shows a gear 50 with mounted fan 57.
- a fan cover 51 surrounds the fan. For illustration, only one half of the fan cowl 51 is shown in FIG.
- the hub 13 of the fan wheel sits on an intermediate part 54 and is non-positively connected thereto, wherein the intermediate part 54 in turn is arranged on a shaft 53 of the transmission and is at least positively connected thereto.
- the shaft 53 is the driving shaft of the transmission 50.
- the fan cover 51 has an annular area with air inlets 55, through which the fan draws air.
- the axial orientation of the fan blades 11 causes, regardless of the direction of rotation is sucked in the same axial direction.
- the suction side of the fan is clearly defined as the side through which the air flows.
- the air ducts have an opening through which air therefore exits independently of the direction of rotation. Thus, an air outlet is formed.
- the diameter of the area with air inlets 55 is equal to the inner diameter of the first guide ring 33.
- the fan blades 11 strip past the air inlets 55 during a rotational movement.
- the fan blades 11 each have a recess 40, so that only a portion of the area of the air inlets 55 is swept by the fan blades 11 at a small distance, while another, radially further inboard portion is covered at a greater distance.
- the radial extent of the radially further inner subregion is greater than the radial extent of the radially outer subregion.
- FIG. 6 shows the fan from FIG. 5 in a side view.
- the fan wheel is mounted above a bevel gear pot 61.
- a gap 60 is provided between the fan cover 51 and the first guide ring 33.
- the recess 40 of the fan blades 11 in the axial direction is about twice as long as the axial extent of the gap 60th
- the provided along the radial boundary edge 22 of the fan blades 11 withdrawal of the second guide ring 34 allows mounting of the fan on a shaft which protrudes from a side wall of the transmission 50.
- the fan is mounted directly in front of this side wall, and the moving of the fan blades 11 air flows radially outwards and thus along the housing wall.
- the housing wall covers a portion of the air outlet of the air ducts, namely that portion which is axially aligned, the surface normal so is arranged parallel to the shaft axis.
- a series is formed in whose variants, such components that form the fan, in particular the fan, are uniformly used.
- the variety of parts of the series is reduced.
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Abstract
An einem Lüfterrad ist ein konvex geformter Luftleitring (12) vorgesehen, der mit einem Grundkörper (10) des Lüfterrads und Lüfterflügeln (11) düsenförmige Luftkanäle bildet. Diese Luftkanäle erstrecken sich entlang des Umfangs in unregelmäßigen Winkelpositionen.
Description
Lüfterrad, System und Getriebebaureihe
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft einen Lüfterrad, ein System und eine Getriebebaureihe.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Lüfter weiterzubilden, so dass die Kühlleistung verbessert und die Umweltbelastung vermindert ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Lüfterrad nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen, bei dem System nach den in Anspruch 26 angegebenen Merkmalen und bei der Getriebebaureihe nach den in Anspruch 29 angegebenen Merkmalen gelöst.
Wichtige Merkmale der Erfindung eines Lüfterrads sind, dass ein erster Lüfterflügel zu einem ersten in Umfangsrichtung benachbarten Lüfterflügel einen ersten Winkelabstand aufweist und der erste Lüfterflügel zu einem zweiten in entgegengesetzter Richtung benachbarten Lüfterflügel einen zweiten Winkelabstand aufweist, wobei der erste Winkelabstand kleiner als der zweite Winkelabstand ist. Alternativ umfasst die Abfolge in Umfangsrichtung der Winkelabstände von einem jeweiligen Flügel zum in Umfangsrichtung nächstbenachbarten Lüfterflügel mindestens zwei verschiedene Sorten von Winkelabstandswerten. Somit ist eine einfache Ausgestaltung angegeben, bei der die Lüfterflügel nicht notwendig regelmäßig angeordnet sind. Von Vorteil ist dabei, dass die Lüfterflügel periodische Anregungen erzeugen, deren hauptsächlicher Frequenzanteil niedriger liegt, als dies der Fall wäre, wenn alle Winkelabstände gleich groß wären. Insbesondere liegt der Frequenzanteil höchstens bei der Hälfte derjenigen zu einer regelmäßigen Anordnung der Lüfterflügel.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Lüfterflügel in Umfangsrichtung, insbesondere entlang des Umfangs des Lüfterrads, unregelmäßig beabstandet. Vorzugsweise ist eine Anzahl n von Lüfterflügeln vorgesehen, wobei bei gleichmäßigem Drehen des Lüfterrads um seine Achse die Lüfterflügel beim Durchgang durch eine raumfeste Referenzrichtung eine Folge von Anregungen bewirken, deren Periodendauer größer als ein n-tel der Umdrehungszeit des Lüfterrades ist. Besonders vorzugsweise ist die Periodendauer größer als die Hälfte oder gleich der Hälfte der Umdrehungszeit des Lüfterrads. Ganz besonders vorzugsweise ist die Periodendauer gleich der Umdrehungszeit des Lüfterrads. Somit ist
vorteilhaft eine große und ganz besonders vorzugsweise die größtmögliche Herabsetzung des hauptsächlichen Frequenzbeitrags der lüfterflügelverursachten Schwingungsanregungen erreichbar. Die Lärmbelastung der Umgebung durch den Lüfterbetrieb ist somit zumindest subjektiv reduzierbar, weil die Frequenz des Lärmschalls unter die Hörgrenze oder in Bereiche verlegbar ist, in denen die Empfindlichkeit auf Geräusche beim menschlichen Gehör herabgesetzt ist. Zudem sind Resonanzeffekte zwischen den Anregungen durch die Lüfterflügel und Schwingungen durch den Betrieb des Getriebes reduzierbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist jeder Luftkanal begrenzt durch zumindest Lüfterflügel, einen Luftleitring und/oder einen Grundkörper, wobei der Querschnitt des
Luftkanals im Verlauf von innen nach außen ein Minimum aufweist. Somit sind Luftkanale mit Düsenwirkung ausgebildet. Diese Düsen bewirken vorteilhaft ein gerichtetes Strömen der Kühlluft.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Minimum des Querschnitts des Luftkanals durch ein Minimum des Abstandes zwischen dem Grundkörper und dem Luftleitring bewirkt, insbesondere durch ein Minimum des Abstandes zwischen den Schnittfiguren des Grundkörpers mit einer Axialebene einerseits und des Luftleitrings mit der Axialebene andererseits. Vorteilhaft umfasst das Lüfterrad einen Grundkörper, Lüfterflügel und einen Luftleitring, wobei der Grundkörper einen kegelstumpfförmigen Bereich aufweist und zumindest jeweils zwei Lüfterflügel, ein Segments des kegelstumpfförmigen Bereichs und ein Segment des Luftleitrings einen radial verlaufenden Luftkanal bilden, dessen Querschnitt im radialen Verlauf ein Minimum aufweist. Von Vorteil ist dabei, dass das Lüfterrad einfach fertigbar ist, da die geometrischen Eigenschaften des Luftkanals, insbesondere die Düsenform, mit den Begrenzungsflächen von Luftleitring und Grundkörper einfach herstellbar und kontrollierbar ist. Zudem ist der Grundkörper des Lüfterrads zusätzlich zu seiner Haltefunktion mit einer Luftleitfunktion belegt. Hierdurch sind Teile einsparbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Querschnitt des Luftleitrings an seiner Innenseite konvex geformt und an seiner Außenseite konkav geformt, insbesondere derart geformt, dass die Wandstärke im Wesentlichen konstant ist. Die Konstanz der Wandstärke hängt hierbei von den Fertigungstoleranzen der Fertigungstechnik und von den Drehzahlen ab, bei denen der Lüfter eingesetzt wird. Die Außenform des Luftleitring folgt somit im Wesentlichen der Innenform des Luftleitrings, und es ist eine vorteilhafte Form des Luftleitrings bei gleichzeitig geringem Materialeinsatz ausgebildet. Von Vorteil ist dabei, dass für den
Luftleitring wenig Material eingesetzt werden muss, so dass sein Massenträgheitsmoment möglichst gering ist.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung weist der Grundkörper einen kegelstumpfförmigen Bereich auf und der Luftleitring ist in einen mathematischen Kegel konzentrisch derart einbeschreibbar, dass der Luftleitring den mathematischen Kegel in einem ersten und einem zweiten axialen Bereich berührt und in einem dritten axialen Bereich zwischen Luftleitring und dem mathematischen Kegel ein Mindestabstand vorgesehen ist, wobei der dritte axiale Bereich zwischen dem ersten axialen Bereich und dem zweiten axialen Bereich angeordnet ist, und zumindest jeweils zwei Lüfterflügel, ein Segment des kegelstumpfförmigen Bereichs und ein Segment des Luftleitrings einen nach außen verlaufenden Luftkanal bilden. Von Vorteil ist dabei, dass die mit konstruktionstechnisch und fertigungstechnisch einfach handhabbaren geometrischen Formen ein düsenartiger Luftkanal bereitstellbar ist.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung sind mindestens zwei verschiedenartige Luftkanäle an einem Lüfterrad gebildet. Vorzugsweise ist jeder Luftkanal durch eine geometrische Größe beschreibbar, und die Abfolge der geometrischen Größe der Luftkanäle stellt bei einer Umdrehung des Lüfters eine unregelmäßige Folge dar. Besonders vorzugsweise ist die geometrische Größe jedes Luftkanals der Winkel zwischen den begrenzenden Lüfterflügeln oder der Winkel eines begrenzenden Lüfterflügels zu einer lüfterfesten Referenzrichtung. Alternativ ist die geometrische Größe jedes Luftkanals die Winkelposition des Schwerpunkts oder der Mittenebene des Luftkanals oder der Winkel einer ausgezeichneten Richtung des Luftkanals zu einer lüfterfesten Referenzrichtung. Somit sind einfache geometrische Kenngrößen angegeben, die zur Ausbildung eines erfindungsgemäßen Lüfterrads heranziehbar sind.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung liegt der von allen Lüfterflügeln gebildete Schwerpunkt im Zentrum des Lüfters. Von Vorteil ist dabei, dass bei verminderter Geräuschbelastung Zusatzbelastungen der Lager und des Materials durch Unwucht vermieden werden.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist die maximale axiale Ausdehnung der Lüfterflügel größer als die maximale axiale Ausdehnung des Luftleitrings.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist die maximale axiale Ausdehnung der Lüfterflügel mehr als doppelt so groß wie die maximale axiale Ausdehnung des Luftleitrings. Von Vorteil
ist dabei, dass ein radiales oder seitlich schräges Abströmen der Kühlluft ermöglicht ist. Somit ist das Lüfterrad bei verschiedenen Getrieben oder allgemein Systemen mit Lüfter einsetzbar.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist die maximale radiale Ausdehnung der Lüfterflügel größer als die minimale radiale Ausdehnung des Luftleitrings. Von Vorteil ist dabei, dass große Luftaustritte ausgebildet sind, durch die Kühlluft auf das zu kühlende Gehäuse leitbar ist.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Lüfterflügel auf der Ansaugseite bis zu einem Radius axial zurückgenommen, insbesondere um mehr als ein Drittel der maximalen axialen Ausdrehung der Lüfterflügel. Von Vorteil ist dabei, dass in geringem Abstand zum Lüfterrad eine Lüfterhaube aufsetzbar ist, wobei an den Ansaugöffnungen oder Lufteinlässen von den Lüfterflügeln erzeugte Geräusche verminderbar sind.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung weist jeder Lüfterflügel eine Symmetrieebene auf, in der vorzugsweise die Drehachse des Lüfterrads liegt. Somit ist auf einfache Weise ein drehsinninvariantes Lüfterrad ausgebildet, und es strömt Kühlluft immer in der gleichen Richtung durch die Luftkanäle.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist die radiale Ausdehnung des Grundkörpers kleiner als der Außendurchmesser des Lüfterrads, insbesondere wenigstens fünfzehn Prozent kleiner als der Innendurchmesser des Luftleitrings. Somit sind vorteilhafte geometrische Verhältnisse ausgebildet, bei denen die Kühlluft besonders effektiv strömen kann.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung bilden die Luftkanäle jeweils einen Luftaustritt, der einen radial ausgerichteten und einen axial ausgerichteten Teilbereich umfasst. Somit ist das Lüfterrad an verschiedenen Getrieben, insbesondere direkt vor einer Gehäusewand oder an einem Kegelradtopf, betreibbar.
Wichtige Merkmale der Erfindung eines Systems, insbesondere eines Getriebes, sind, dass ein Lüfter mit einem Lüfterrad mit Lüfterflügeln und einer Lüfterhaube umfasst ist, wobei die Lüfterhaube das Lüfterrad zumindest teilweise umgibt und die Lüfterhaube einen Bereich mit axialen Lufteinlässen aufweist, wobei die Lüfterflügel in einem ersten Teilbereich des Bereichs mit axialen Lufteinlässen einen konstanten Abstand von der Lüfterhaube aufweisen
und in einem zweiten Teilbereich des Bereichs mit axialen Lufteinlässen der Abstand der Lüfterflügel von der Lüfterhaube größer als der konstante Abstand im ersten Teilbereich ist, insbesondere mehr als doppelt so groß. Somit sind besonders vorteilhafte Strömungsverhältnisse erreicht, und die Geräuschentwicklung an einer Lüfterhaube durch vorbeistreifende Lüfterflügel ist vermindert.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung erstrecken sich die Lüfterflügel radial über den Bereich mit axialen Lufteinlässen hinaus. Somit ist die Kühlluft besonders vorteilhaft ansaugbar.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Lüfterrad auf einer Welle des Getriebes, insbesondere der eintreibenden Welle, angeordnet. Somit ist ein separater Motor für den Antrieb des Lüfterrads verzichtbar.
Wichtige Merkmale der Erfindung einer Getriebebaureihe mit Varianten, die jeweils einen Lüfter mit Lüfterrad und mindestens eine Getriebestufe umfassen, sind, dass ein Lüfterrad in einer ersten Variante auf der eintreibenden Welle einer Kegelradstufe montiert ist und dass das Lüfterrad in einer zweiten Variante auf der eintreibenden Welle eines Stirnradstufe montiert ist. Vorzugsweise ist in der ersten Variante Luft durch Luftkanäle radial leitbar und in der zweiten Variante Luft durch die Luftkanäle in einem Winkel zur radialen Richtung und in einem Winkel zur axialen Richtung, insbesondere in einer Axialebene des Lüfterrads schräg zur Achse des Lüfterrads. Von Vorteil ist dabei, dass die Teilevielfalt in einer Getriebebaureihe reduziert ist, und dass die Variationsmöglichkeiten für die Lüftermontage erhöht ist.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung deckt in der ersten Variante eine Gehäusewand des Getriebes den Luftaustritt der Luftkanäle teilweise ab, insbesondere den axial orientierten Teilbereich des Luftaustritts. Somit ist vorteilhaft die Kühlluft in radialer Richtung um das Getriebegehäuse herum leitbar. Es wird somit eine gute Kühlleistung bewirkt.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
Bezugszeichenliste
10 Grundkörper
11 Lüfterflügel 5 12 Luftleitring
13 Nabe
20 Auflagering
21 Auflagekante
22 radiale Begrenzungskante 10 23 äußere Begrenzungskante
30 Segment
31 erster Lüfterflügel
32 zweiter Lüfterflügel
33 erster Leitring
15 34 zweiter Leitring
35 kegelstumpfförmiger Bereich
36 Referenzrichtung w1 , w2, w3 Winkel 40 Zurücknehmung
20 41 radiale Öffnung 42 Kegelmantel 43, 44 Schnittkreis
50 Getriebe
51 Lüfterhaube 25 52 Rahmen
53 Welle
54 Zwischenteil
55 Lufteinlässe
56 Luftauslässe 30 57 Lüfter
60 Zwischenraum
61 Kegelradtopf
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
Es zeigt
Figur 1 eine Ansicht eines Lüfterrads von vorn, - Figur 2 eine Ansicht des Lüfterrads aus Figur 1 von hinten,
- Figur 3 eine Draufsicht auf die Vorderseite des Lüfterrads aus Figur 1 ,
- Figur 4 den Schnitt des Lüfterrads entlang einer in Figur 3 mit A-A bezeichneten Axialebene,
Figur 5 eine Ansicht eines Getriebes mit montiertem Lüfter - Figur 6 eine Seitenansicht des Getriebes aus Figur 5 mit aufgeschnittener Lüfterhaube und aufgeschnittenem Lüfterrad.
Figur 1 zeigt ein Lüfterrad für einen Lüfter eines Getriebes. Das Lüfterrad umfasst zumindest einen Grundkörper 10 mit einer Nabe 13, Lüfterflügel 11 und einen Luftleitring 12.
Das Lüfterrad ist zur Montage auf einer Welle eines Getriebes vorgesehen. Hierzu wird die Nabe 13 auf die Welle gesteckt zur kraftschlüssigen Verbindung mit derselben.
Das Lüfterrad wird durch die Welle angetrieben. Die Welle treibt somit die Lüfterflügel 1 1 an, wodurch eine in etwa radial oder schräg nach außen gerichtete Luftströmung erzeugt wird. Diese Richtung der Luftströmung ist unabhängig vom Drehsinn des Lüfterrads, da jeder Lüfterflügel 11 eine Symmetrieebene aufweist, in der die Drehachse des Lüfterrads liegt.
Der Grundkörper 10, der Luftleitring 12 und jeweils zwei benachbarte Lüfterflügel 11 bilden Luftkanäle, durch die Luftströmung geleitet wird.
Figur 2 zeigt die Rückseite des Lüfterrads aus Figur 1. Ein Auflagering 20 des Grundkörpers 10 und die Auflagekanten 21 jedes Lüfterrads 11 liegen in einer gemeinsamen Ebene. Somit ist ein Betrieb des Lüfterrads dicht an der Gehäusewand eines Getriebes durchführbar, wobei die beschriebene Ebene parallel zu der Gehäusewand des Getriebes ausgerichtet und in geringem Abstand zu dieser angeordnet ist.
Das Lüfterrad mit Grundkörper, Lüfterflügeln und Leitring ist vorzugsweise einstückig hergestellt, insbesondere als Gussteil aus Aluminium oder Kunststoff, wobei im Fall einer
Verwendung von Kunststoff besonders vorzugsweise der Kunststoff zur Vermeidung elektrostatischer Aufladung elektrisch leitfähig ausgebildet ist.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist das Lüfterrad aus Stahl gefertigt. 5
In montierter Position formen - wie in Figur 2 dargestellt - die radialen Begrenzungskanten 22, die äußere Begrenzungskante 23 des Luftleitrings 12 und die Gehäusewand eine Öffnung, durch die die Luftströmung in radial nach außen geleitet wird. Der Luftleitring 12 erstreckt sich somit nicht über die gesamte axiale Länge des Lüfterrads und insbesondere 10 der Lüfterflügel 11.
Figur 3 zeigt eine Draufsicht der Vorderseite des Lüfterrads nach Figur 1. Auf dem Grundkörper 10 sind die Lüfterflügel 11 angebracht, wobei die Lüfterflügel 11 jeweils eine Symmetrieebene aufweisen, die die Rotationsachse des Lüfterrads enthält. Die Lüfterflügel 15 11 stehen somit im Wesentlichen, also abgesehen von Schrägungen der Oberflächen der Lüfterflügel 11 , senkrecht auf einem ringartigen, kegelstrumpfförmigen Bereich 35 des Grundkörpers 10.
Jeder Lüfterflügel 11 ist in bezug auf eine lüfterfeste Referenzrichtung 36 jeweils in einem 20 Winkel w1 angeordnet. Die Lüfterflügel 11 sind unregelmäßig angeordnet: Insbesondere sind die Differenzbeträge je zweier Winkel w1 nicht als ganzzahliges Vielfaches eines Grundbetrags darstellbar. Somit werden Resonanzanregungen durch die Lüfterflügel 11 vermindert, insbesondere wird die Frequenz der Resonanzanregungen herabgesetzt.
25 Die unregelmäßige Anordnung der Lüfterflügel bewirkt, dass beim Durchlauf der Lüfterflügel 11 durch eine radial verlaufende, raumfeste Referenzrichtung eine Anregung erzeugt wird, deren zeitlicher Verlauf eine Periodendauer aufweist, die mit der Umdrehungszeit des Lüfterrads übereinstimmt. Bezeichnet w1.i den Winkel w1 des i-ten Lüfterflügels, wobei i kleiner oder gleich der Gesamtzahl n der Lüfterflügel 11 - im Ausführungsbeispiel 9 - ist, so
30 ist durch die fortlaufende Abfolge der Winkel w1.1 , w1.2, w1.3 w1.n, w1.1 , w1.2, w1.3, ... eine periodische Zahlenfolge definiert, deren kleinste Periodenlänge gerade n ist.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel ist die Periodenlänge der Zahlenfolge eine Zahl größer als eins, vorzugsweise zwei, besonders vorzugsweise n/2 oder (n-1)/2, je nachdem, 35 welche der bei den letztgenannten Alternativen eine ganze Zahl ergibt. Somit erfolgt bei
einem Betrieb des Lüfters die hauptsächliche Schwingungsanregung in einem niedrigeren Frequenzband, als dies bei regelmäßiger Anordnung der Lüfterflügel der Fall wäre.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel weist das Lüfterrad eine Spiegel- Symmetrieebene auf, in der vorzugsweise die Drehachse des Lüfterrades enthalten ist.
Der Außendurchmesser des Grundkörper 10 in Figur 3 ist deutlich kleiner als der Außendurchmesser des Lüfterrads gewählt. Vorzugsweise beträgt der Außendurchmesser des Grundkörpers 10 zwei Drittel des Außendurchmessers des Lüfterrads und damit des Luftleitrings 12, und besonders vorzugsweise ist der Außendurchmesser des Grundkörpers 10 gegenüber dem Innendurchmesser des Luftleitrings 12 um zehn bis zwanzig Prozent reduziert. Somit sind günstige Strömungsverhältnisse für den Lüfter erreichbar.
Der Luftleitring 12 ist aus einem ersten Leitring 33 und einem zweiten Leitring 34 zusammengesetzt, die jeweils für sich ringartig und kegelstumpfförmig ausgebildet sind. Der Öffnungswinkel des zweiten Leitrings 34 ist größer gewählt als der Öffnungswinkel des ersten Leitrings 33.
Jeweils ein erster Lüfterflügel 31 , ein zweiter Lüfterflügel 32, ein von diesen eingeschlossenes Segment 30 des kegelstumpfförmigen Bereichs 35 des Grundkörpers 10 und ein von den beiden Lüfterflügeln 31 , 32 eingeschlossenes Segment 37 des Luftleitrings 12 bilden eine Luftkanal, durch welchen bei Betrieb Luft strömt.
Jeder dieser derart gebildeten Luftkanäle weist einen Öffnungswinkel oder Winkelabstand w2, also den Winkel zwischen den begrenzenden Lüfterflügeln 31 , 32, also zwischen zwei nächsten Nachbarn, auf und einen Winkel w3 der Mittenebene des Luftkanals in Bezug auf eine Referenzrichtung 36. Der Öffnungswinkel w2 ergibt sich somit jeweils aus der Differenz der Winkel w1 zu den begrenzenden Lüfterflügeln 31 , 32. Der Winkel w3 unterscheidet sich im Beispiel nach der Figur 3 von den Winkeln w1 zu den begrenzenden Lüfterflügeln 31 , 32 jeweils um einen konstanten, das heißt von der Nummer der Lüfterflügel unabhängigen, Betrag. Die Abfolge der Öffnungswinkel w2 und die Abfolge der Winkel w3 definiert jeweils eine unregelmäßige Zahlenfolge. Bei unsymmetrischen Ausformungen der Luftkanäle und/oder Lüfterflügel ändern sich die Zusammenhänge der Winkel w1 , w2, w3 untereinander entsprechend. Insbesondere sind zur Definition der Winkel statt der erwähnten Mittenebenen
ausgezeichnete Richtungen, beispielsweise Richtungen von Kanten der Lüfterflügel, verwendbar.
Figur 4 zeigt eine Schnittansicht entlang der in Figur 4 mit A-A bezeichneten Axialebene. 5
Die Lüfterflügel. 11 weisen in etwa rechtwinklige Zurücknehmungen 40 auf, so dass die Lüfterflügel 11 bei Betrieb an einem ersten Bereich einer in der Figur 4 von oben aufzusetzenden Lüfterhaube in einem geringeren Abstand entlangstreichen als in einem zweiten Bereich. Dieser zweite Bereich enthält Lufteinlässe für die Luftzufuhr zum Lüfterrad, 10 und durch die Zurücknehmung 40 werden periodische Schwingungsanregnungen an den Lufteinlässen durch ein Vorbeistreichen der Lüfterflügel 10 in großer Nähe vermieden.
Der Grundkörper 10 umfasst zumindest eine Nabe 13 zur kraftschlüssigen Verbindung des Lüfterrads auf einer Welle und einen kegelstumpfförmigen Bereich 35. Dieser
15 kegelstumpfförmige Bereich 35 formt mit dem ersten Leitring 33 und dem zweiten Leitring 34 einen düsenförmigen Luftkanal, wobei die düsenartige Verengung in etwa bei dem minimalen Abstand m von Luftleitring 12 und Grundkörper 12 gebildet ist. Dieser minimale Abstand m bewirkt einen minimalen Querschnitt des durch ein Segment des Luftleitrings 12, ein Segment des kegelstumpfförmigen Bereichs 35 und zwei benachbarte Lüfterflügel 11
20 begrenzten Luftkanals, wobei dieser Querschnitt in etwa an derselben Position wie der minimale Abstand angenommen wird. Die genaue Position des minimalen Querschnitts in Bezug auf den minimalen Abstand hängt von der konkreten Gestaltung des Querschnitts des Luftleitrings 12 und des kegelstumpfförmigen Bereichs ab.
25 Der Luftleitring 12 ist zumindest aus einem ersten Leitring 33 und einem zweiten Leitring 34 gebildet, wobei der Öffnungswinkel des kegelstumpfförmigen ersten Leitrings 33 kleiner ist als der Öffnungswinkel des kegelstumpfförmigen zweiten Leitrings 34. Erster Leitring 33 und zweiter Leitring 34 sind entlang eines konzentrischen Rings verbunden. Die Gestaltung der Öffnungswinkel der Leitringe 33, 34 ist derart, dass der Luftleitring 12 in einen Kegelmantel
30 42 einbeschreibbar ist, wobei der Kegelmantel 42 den Luftleitring 12 an zwei konzentrischen Schnittkreisen 43, 44 berührt, der Kegelmantel 42 aber das Innere des Luftleitrings 12 nicht schneidet. Der Luftleitring 12 weist somit einen axialen Querschnitt auf, dessen Außenkontur konkav geformt ist.
Auf der der Welle zugewandten Innenseite des Luftleitrings 12 ist dementsprechend - um eine konstante Wandstärke auszubilden - eine konvexe Oberfläche ausgebildet, wobei konvex die Eigenschaft meint, dass die Verbindungslinie zweier Punkte auf der Innenseite des Luftleitrings 12 immer zumindest teilweise im Inneren des Luftleitrings 12 verläuft.
Die Innenkontur des Querschnitts des Luftleitrings 12 ist somit mit entgegengesetztem Vorzeichen gekrümmt wie die Außenkontur des Querschnitts des kegelstumpfförmigen Bereichs 35, insbesondere dessen radialen Auslaufs. Beide Konturen sind somit konvex geformt, wobei die konvexen Ausformungen aufeinander zu gerichtet sind.
Aus der beschriebenen Gestaltung von erstem Leitring 33 und zweiten Leitring 34 resultiert eine Verengung und ein minimaler Abstand m, der einen Düseneffekt in dem zugehörigen Luftkanal bewirkt.
In alternativen Ausbildungsbeispielen ist die Innenseite des Luftleitrings konvex gestaltet, aber nicht durch zwei verbundene Kegelstümpfe, sondern durch beispielsweise eine parabelförmige oder eine kreisbogenförmige Querschnittskontur beschrieben. Auch in diesen Fällen bewirkt eine resultierende Querschnittsverengung einen Düseneffekt, mit dem ein Luftstrom leitbar ist.
Der Luftleitring 12 erstreckt sich axial nicht über die gesamte Länge des Lüfterrads, insbesondere der Lüfterflügel 11. Vielmehr endet der zweite Leitring 34 in einem axialen Abstand von der durch den Auflagering 20 definierten Ebene. Hierdurch ist eine radiale Öffnung 41 für die Luftkanäle gebildet, durch die - in montiertem Zustand - Luft in radialer Richtung entlang der Gehäusewand des Getriebes leitbar ist.
Figur 5 zeigt eine Getriebe 50 mit montiertem Lüfter 57. Eine Lüfterhaube 51 umgibt das Lüfterrad. Zur Darstellung ist in Figur 5 nur eine Hälfte der Lüfterhaube 51 gezeigt.
Die Nabe 13 des Lüfterrads sitzt auf einem Zwischenteil 54 und ist kraftschlüssig mit diesem verbunden, wobei das Zwischenteil 54 wiederum auf einer Welle 53 des Getriebes angeordnet und zumindest formschlüssig mit dieser verbunden ist. Die Welle 53 ist die eintreibende Welle des Getriebes 50.
Die Lüfterhaube 51 weist einen ringförmigen Bereich mit Lufteinlässen 55 auf, durch den der Lüfter Luft ansaugt. Die axiale Ausrichtung der Lüfterflügel 11 bewirkt, dass unabhängig vom Drehsinn in derselben axialen Richtung angesaugt wird. Somit ist die Ansaugseite des Lüfterrads eindeutig definiert als die Seite, durch welche die Luft einströmt. Die Luftkanäle weisen eine Öffnung auf, durch die demnach unabhängig vom Drehsinn Luft austritt. Somit ist ein Luftaustritt gebildet.
Der Durchmesser des Bereichs mit Lufteinlässen 55 ist gleich dem Innendurchmesser des ersten Leitrings 33.
Die Lüfterflügel 11 streifen bei einer Drehbewegung an den Lufteinlässen 55 vorbei. Zur Geräuschminderung weisen die Lüfterflügel 11 jeweils eine Zurücknehmung 40 auf, so dass nur ein Teilbereich des Bereichs der Lufteinlässe 55 von den Lüfterflügeln 11 in geringem Abstand überstrichen wird, während ein anderer, radial weiter innen liegender Teilbereich in größerem Abstand überstrichen wird. Die radiale Ausdehnung des radial weiter innen liegenden Teilbereichs ist größer als die radiale Ausdehnung des radial weiter außen liegenden Teilbereichs. Somit sind Pfeifgeräusche vermindert.
Figur 6 zeigt den Lüfter aus Figur 5 in einer Seitenansicht. Das Lüfterrad ist über einem Kegelradtopf 61 montiert.
Durch Lüfterflügel 11 ist Luft bewegbar, die durch den kegelstumpfförmigen Bereich 35 und den ersten Leitring 33 und den zweiten Leitring 34 auf Luftauslässe 56 geleitet werden.
Zwischen Lüfterhaube 51 und erstem Leitring 33 ist ein Zwischenraum 60 vorgesehen. Wie durch Vergleich mit Figur 4 ersichtlich ist, ist die Zurücknehmung 40 der Lüfterflügel 11 in axialer Richtung etwa doppelt so lang wie die axiale Ausdehnung des Zwischenraums 60.
Die entlang der radiale Begrenzungskante 22 der Lüfterflügel 11 vorgesehene Zurücknahme des zweiten Leitrings 34 ermöglicht eine Montage des Lüfterrads auf einer Welle, die aus einer Seitenwand des Getriebes 50 ragt. Dies ist beispielsweise bei Stirnradgetrieben der Fall. In diesem Fall ist das Lüfterrad direkt vor dieser Seitenwand montierbar, und die von den Lüfterflügeln 11 bewegte Luft strömt radial nach außen und somit entlang der Gehäusewand. Die Gehäusewand deckt einen Teilbereichs des Luftaustritts der Luftkanäle ab, und zwar denjenigen Teilbereich, der axial ausgerichtet ist, dessen Flächennormale also
parallel zur Wellenachse angeordnet ist. Somit ist bei einer Montage vor einer Gehäusewand der in Figur 6 durch einen Kegelradtopf 61 geschaffene Abstand des Lüfterrads vom Gehäuse des Getriebes 50 verzichtbar, denn die Luft wird in diesem Fall radial nach außen geleitet. Hierdurch ist ein kompaktes Baumaß des Getriebes mit Lüfter erreichbar.
Durch die Verwendung eines Lüfterrads bei unterschiedlichen Varianten von Getrieben wird eine Baureihe gebildet, bei deren Varianten solche Komponenten, die den Lüfter, insbesondere das Lüfterrad bilden, einheitlich einsetzbar sind. Somit ist die Teilevielfalt der Baureihe reduziert.
Claims
Patentansprüche: 1. Lüfterrad, mit einer Anzahl von Luftkanälen, wobei jeder Luftkanal begrenzt ist durch zumindest Lüfterflügel, einen Luftleitring und/oder einen Grundkörper, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Luftkanals im Verlauf von innen nach außen ein Minimum aufweist.
2. Lüfterrad nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Minimum des Querschnitts des Luftkanals durch ein Minimum des Abstandes zwischen dem Grundkörper und dem Luftleitring bewirkt ist, insbesondere durch ein Minimum des Abstandes zwischen den Schnittfiguren des Grundkörpers mit einer Axialebene einerseits und des Luftleitrings mit der Axialebene andererseits.
3. Lüfterrad umfassend Lüfterflügel und einen Luftleitring, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Luftleitrings an seiner Innenseite konvex geformt ist und an seiner Außenseite konkav geformt ist.
4. Lüfterrad nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Luftleitrings an seiner Innenseite derart konvex geformt ist und an seiner Außenseite derart konkav geformt ist, dass die Wandstärke des Luftleitrings im
Wesentlichen konstant ist.
5. Lüfterrad umfassend einen Grundkörper, Lüfterflügel und einen Luftleitring, wobei der Grundkörper einen kegelstumpfförmigen Bereich aufweist und der Luftleitring in einen mathematischen Kegel konzentrisch derart einbeschreibbar ist, dass der Luftleitring den mathematischen Kegel in einem ersten und einem zweiten axialen Bereich berührt und in einem dritten axialen Bereich zwischen Luftleitring und dem mathematischen Kegel ein Mindestabstand vorgesehen ist, wobei der dritte axiale Bereich zwischen dem ersten axialen Bereich und dem zweiten axialen Bereich angeordnet ist, und zumindest jeweils zwei Lüfterflügel, ein Segment des kegelstumpfförmigen Bereichs und ein Segment des Luftleitrings einen nach außen verlaufenden Luftkanal bilden.
6. Lüfterrad nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei verschiedenartige Luftkanäle an einem Lüfterrad gebildet werden.
7. Lüfterrad nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Luftkanal durch eine geometrische Größe beschreibbar ist, und die Abfolge der geometrischen Größe der Luftkanäle bei einer Umdrehung des Lüfters eine unregelmäßige Folge darstellt.
8. Lüfterrad nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrische Größe jedes Luftkanals der Winkel zwischen den begrenzenden Lüfterflügeln oder der Winkel eines begrenzenden Lüfterflügels zu einer lüfterfesten Referenzrichtung ist.
9. Lüfterrad nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrische Größe jedes Luftkanals die Winkelposition des Schwerpunkts oder der Mittenebene des Luftkanals oder der Winkel einer ausgezeichneten Richtung des Luftkanals zu einer lüfterfesten Referenzrichtung ist.
10. Lüfterrad nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der von allen Lüfterflügeln gebildete Schwerpunkt im Zentrum des Lüfters liegt. 5
11. Lüfterrad nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale axiale Ausdehnung der Lüfterflügel größer ist als die maximale axiale Ausdehnung des Luftleitrings. 10
12. Lüfterrad nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale axiale Ausdehnung der Lüfterflügel mehr als doppelt so groß ist wie die maximale axiale Ausdehnung des Luftleitrings. 15
13. Lüfterrad nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale radiale Ausdehnung der Lüfterflügel größer ist als die minimale radiale Ausdehnung des Luftleitrings. 20
14. Lüfterrad nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfterflügel auf der Ansaugseite bis zu einem Radius axial zurückgenommen sind, insbesondere um mehr als ein Drittel der maximalen axialen Ausdrehung der Lüfterflügel. 25
15. Lüfterrad nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Lüfterflügel eine Symmetrieebene aufweist.
30 16. Lüfterrad nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Lüfterflügel eine Symmetrieebene aufweist, in der die Drehachse des Lüfterrads liegt.
17. Lüfterrad nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad eine Symmetrieebene aufweist, in der die Drehachse des Lüfterrads liegt.
5 18. Lüfterrad nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Ausdehnung des Grundkörpers kleiner ist als der Außendurchmesser des Lüfterrads, insbesondere wenigstens fünfzehn Prozent kleiner als der Innendurchmesser des Luftleitrings. 10
19. Lüfterrad nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftkanäle jeweils einen Luftaustritt bilden, der einen radial ausgerichteten und einen axial ausgerichteten Teilbereich umfasst. 15
20. Lüfterrad nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Lüfterflügel zu einem ersten in Umfangsrichtung benachbarten Lüfterflügel einen ersten Winkelabstand aufweist
20 und der erste Lüfterflügel zu einem zweiten in entgegengesetzter Richtung benachbarten Lüfterflügel einen zweiten Winkelabstand aufweist, wobei der erste Winkelabstand kleiner als der zweite Winkelabstand ist.
21. Lüfterrad nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, 25 dadurch gekennzeichnet, dass die Abfolge in Umfangsrichtung der Winkelabstände von einem jeweiligen Flügel zum in Umfangsrichtung nächstbenachbarten Lüfterflügel mindestens zwei verschiedene Sorten von Winkelabstandswerten umfasst.
30 22. Lüfterrad nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfterflügel in Umfangsrichtung, insbesondere entlang des Umfangs des Lüfterrads, unregelmäßig beabstandet sind.
23. Lüfterrad nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl n von Lüfterflügeln vorgesehen ist, wobei bei gleichmäßigem Drehen des Lüfterrads um seine Achse die Lüfterflügel beim Durchgang durch eine raumfeste Referenzrichtung eine Folge von Anregungen bewirken, deren Periodendauer größer als ein n-tel der Umdrehungszeit des Lüfterrades ist.
24. Lüfterrad nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Periodendauer größer als die Hälfte oder gleich der Hälfte der Umdrehungszeit des Lüfterrads ist.
25. Lüfterrad nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Periodendauer gleich der Umdrehungszeit des Lüfterrads ist.
26. System, insbesondere Getriebe, umfassend einen Lüfter mit einem Lüfterrad mit Lüfterflügeln und einer Lüfterhaube dadurch gekennzeichnet, dass die Lüfterhaube das Lüfterrad zumindest teilweise umgibt und die Lüfterhaube einen Bereich mit axialen Lufteinlässen aufweist, wobei die Lüfterflügel in einem ersten Teilbereich des Bereichs mit axialen Lufteinlässen einen konstanten Abstand von der Lüfterhaube aufweisen und in einem zweiten Teilbereich des Bereichs mit axialen Lufteinlässen der Abstand der Lüfterflügel von der Lüfterhaube größer als der konstante Abstand im ersten Teilbereich ist, insbesondere mehr als doppelt so groß.
27. System nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Lüfterflügel radial über den Bereich mit axialen Lufteinlässen hinaus erstrecken.
28. System nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das System ein Getriebe ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad auf einer Welle des Getriebes, insbesondere der eintreibenden Welle, angeordnet ist.
29. Getriebebaureihe, mit Varianten, die jeweils einen Lüfter mit Lüfterrad und mindestens eine Getriebestufe umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass
5 ein Lüfterrad in einer ersten Variante auf der eintreibenden Welle einer Kegelradstufe montiert ist und dass das Lüfterrad in einer zweiten Variante auf der eintreibenden Welle eines Stirnradstufe montiert ist.
10 30. Getriebebaureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Variante Luft durch Luftkanäle radial leitbar ist und in der zweiten Variante Luft durch die Luftkanäle in einem Winkel zur radialen Richtung und in einem Winkel zur axialen Richtung, insbesondere in einer Axialebene des Lüfterrads 15 schräg zur Achse des Lüfterrads, leitbar ist.
31. Getriebebaureihe nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Variante eine Gehäusewand des Getriebes den Luftaustritt der Luftkanäle 20 teilweise abdeckt, insbesondere den axial orientierten Teilbereich des Luftaustritts.
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