WO2014087009A1

WO2014087009A1 - Kühlerlüfter eines kraftfahrzeugs und elektromotor

Info

Publication number: WO2014087009A1
Application number: PCT/EP2013/075899
Authority: WO
Inventors: Thomas Dreesen; Karsten UDE
Original assignee: Brose Fahrzeugteile GmbH & Co. Kommanditgesellschaft, Würzburg
Priority date: 2012-12-08
Filing date: 2013-12-09
Publication date: 2014-06-12
Also published as: DE102012024034A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kühlerlüfter (2) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Hauptlüfter, mit einem an einer Nabe (36) kraftschlüssig angebundenen Rotor (30) eines Elektromotors (14), durch den zumindest teilweise Kühlluft (52) gelenkt ist. Die Kühlluft (52) ist in zwei zumindest teilweise gegeneinander abgedichteten Luftführkanälen (42, 44) geführt.

Description

Beschreibung

KÜHLERLÜFTER EINES KRAFTFAHRZEUGS UND ELEKTROMOTOR

Die Erfindung betrifft einen Kühlerlüfter eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Hauptlüfter, mit einem Elektromotor.

Kraftfahrzeuge mit einem Verbrennungsmotor weisen während des Betriebs eine beträchtliche Wärmeentwicklung auf. Zum Halten der Betriebstemperatur des Verbrennungsmotors und auch für den Betrieb einer Klimaanlage wird üblicherweise ein flüssiges Kühlmittel eingesetzt, welches wiederrum gekühlt werden muss. Dies erfolgt üblicherweise mittels eines von einem Fahrtwind beaufschlagten Kühlernetzes, das im Wärmeaustausch zu dem Kühlmittel steht. Beispielsweise wird das Kühlmittel in Rohre geleitet, die in das Kühlernetz eingearbeitet sind. Da insbesondere bei geringen Fahrzeuggeschwindigkeiten der Fahrtwind zur Kühlung normalerweise nicht ausreicht, ist es beispielsweise aus der EP 1 621 773 A1 bekannt, einen elektrischen Lüfter zu verwenden, mittels dessen der Fahrtwind verstärkt wird.

Hierbei wird der Lüfter in Fahrtrichtung hinter dem Kühlernetz angeordnet. Mit Hilfe eines Lüfterrads des Lüfters wird die Luft durch das Kühlernetz hindurch gesaugt und auf den Verbrennungsmotor geleitet. Falls zusätzlich zum Kühlernetz ein Kondensatornetz eines Verflüssigers einer Klimaanlage vorhanden ist, so wird üblicherweise das Kondensatornetz in Fahrtwindrichtung vor dem Kühlernetz angeordnet.

Der Elektromotor selbst wird mittels Kühlluft gekühlt, die auf der dem Kühlernetz abgewandten Seite durch Öffnungen in den Elektromotor hineingesaugt wird. Dieser Kühlluftstrom wird, nachdem der Elektromotor vollständig durchströmt wurde, mittels der Nabe des Lüfterrads umgelenkt und der Umgebungsluft zugeführt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Kühlerlüfter eines Kraftfahrzeugs und einen Elektromotor anzugeben, der insbesondere vergleichsweise effizient gekühlt ist.

Hinsichtlich des Kühlerlüfters wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Elektromotors durch die Merkmale des Anspruchs 1 1 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der Kühlerlüfter ist Bestandteil eines Kraftfahrzeugs und dient insbesondere der Kühlung einer Verbrennungsmaschine. Hierfür wird Fahrtwind durch ein Kühlernetz geleitet, wobei der Fahrtwind mittels des Kühlerlüfters verstärkt oder bei einem Stillstand des Fahrzeugs erzeugt wird. Der Kühlerlüfter umfasst ein Lüfterrad mit einer Anzahl von Lüfterflügeln. Die Lüfterflügel sind an einer zentralen Nabe angebunden. Die Anbindung kann mittels zusätzlicher Elemente, wie beispielsweise Schrauben, oder stofflich erfolgen. Insbesondere besteht das Lüfterrad aus einem Kunststoff und ist einstückig in einem Spritzgussverfahren hergestellt. Das Lüfterrad wird mittels eines Elektromotors in Drehung versetzt. Hierfür ist das Lüfterrad über die zentrale Nabe an einem Rotor des Motors angebunden. Beispielsweise ist der Elektromotor ein bürstenloser Innenläufer und der Rotor somit innerhalb eines Stators des Elektromotors angeordnet.

Zur Kühlung von Komponenten des Elektromotors, wie z. B. der Elektronik oder etwaigen Windungen eines Elektromagneten, ist durch den Elektromotor hindurch, insbesondere ebenfalls durch die Nabe, Kühlluft gelenkt, welche vorzugsweise der Umgebung entnommen wird. Die Lenkung der Kühlluft erfolgt hierbei zumindest teilweise mittels zweier Luftführkanäle. Die beiden Luftführkanäle sind zumindest abschnittsweise gegeneinander abgedichtet, so dass Kühlluft, die in einem der beiden Luftführkanäle geführt ist, nicht in Kontakt mit der Kühlluft gelangt, die in dem anderen Luftführkanal geführt ist. Eine Vermischung erfolgt vorzugsweise erst außerhalb des Elektromotors. Insbesondere ist die Abdichtung im Bereich des Austritts aus dem Elektromotor vorhanden, und geeigneterweise ist die Abdichtung pneumatisch, so dass unterschiedliche Luftdrücke in den beiden Luftführkanälen realisierbar sind.

Aufgrund der Aufteilung der Kühlluft auf die zwei Luftführkanäle ist es ermöglicht, mittels jeweils einem von den Luftführkanälen bestimmte Komponenten des Elektromotors zu kühlen. Beispielsweise wird einer der Luftführkanäle zur Kühlung des oder der Elektromagneten des Elektromotors herangezogen, wohingegen der andere zur Kühlung etwaiger in dem Elektromotor vorhandener Permanentmagneten verwendet wird. Ebenso ist es denkbar, dass mittels der in einem der Luftführkanäle geführten Kühlluft ein Stator des Elektromotors und mittels der in dem anderen geführten Kühlluft der Rotor des Elektromotors gekühlt wird. Alternativ oder in Kombination hierzu wird mittels der in einem der beiden Luftführkanäle geführten Kühlluft eine Oberfläche eines Bauteils des Elektromotors beaufschlagt, wohingegen der andere Luftführkanal durch dieses Bauteil hindurch führt. Auf diese Weise wird das Bauteil sowohl von außen als auch von innen gekühlt.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umgibt der eine der beiden Luftführkanäle den anderen Luftführkanal zumindest teilweise radial, also in einer radialen Richtung bezogen auf den Rotor des Elektromotors. Folglich ist der Abstand des einen der beiden Luftführkanäle zu der Rotationsachse des Rotors größer als der entsprechende Abstand des anderen Luftführkanals. Hierbei ist jeder der beiden Luftführkanäle zum Beispiel im Wesentlichen kreisseg- mentförmig geformt.

Zweckmäßigerweise umgibt der radial äußere Luftführkanal den radial inneren Luftführkanal im Wesentlichen vollständig. Somit ist eine effiziente Kühlung sowohl eines radial inneren Bereichs des Elektromotors als auch eines radial äußeren Bereichs des Elektromotors gewährleistet. Vorzugsweise ist der Querschnitt der Luftführkanäle senkrecht zur Rotationsachse des Elektromotors im Wesentlichen ringförmig, wobei alternativ der Querschnitt des innen liegenden Luftführkanals kreisförmig ist. Insbesondere liegen die beiden Luftführkanäle aneinander an, und sind lediglich mittels der Abdichtung voneinander getrennt. Zumindest ist der Abstand der beiden Luftführkanäle vergleichsweise gering. Insbesondere sind die Ringe bzw. der Ring und der Kreis zueinander konzentrisch, wobei der Mittelpunkt insbesondere auf der Rotationsachse liegt.

Beispielsweise ist die Kühlluft, die in dem radial inneren Luftführkanal geführt ist, im Bereich des Austritts im Wesentlichen parallel zu der Eintrittsrichtung der Kühlluft in den Elektromotor. Vorzugsweise wird die Kühlluft mittels des Elektromotors von der dem Kühlernetz abgewandten Seite durch den Elektromotor hindurchgesaugt, so dass die aus dem inneren Luftführkanal austretende Kühlluft in Richtung des Kühlernetzes gerichtet ist. Dies ist insbesondere entgegen der Richtung eines etwaig vorhandenen Fahrtwindes.

Hierfür weist bevorzugt die Nabe mindestens eine Öffnung auf, in die der radial innere Luftführkanal mündet. Insbesondere ist die Öffnung radial nach innen versetzt. Mit anderen Worten ist der Abstand der Öffnung zu der Rotationsachse des Elektromotors geringer als beispielsweise die Hälfte des Radius der Nabe. Vorzugsweise ist der Abstand gleich einem Vierteil des Radius oder geringer. Beispielsweise ist eine Anzahl von Öffnungen, also mindestens zwei Öffnungen, in die Nabe eingebracht. Auf diese Weise wird die durch den inneren Luftführkanal strömende Kühlluft vergleichsweise gering behindert, was einen zügigen Durchtritt der Kühlluft durch den Elektromotor gewährleistet. Auch ist bei der Verwendung einer Anzahl von Öffnungen anstatt einer einzigen großen Öffnung die Stabilität der Nabe erhöht und ein Eindringen von Schmutz in den Elektromotor zumindest teilweise unterbunden.

Die Austrittsrichtung der in dem radial äußeren Luftführkanal geführten Kühlluft ist bevorzugt gleich der Fahrtwindrichtung, also der Richtung des Fahrtwindes, mittels dessen der Elektromotors zumindest teilweise beaufschlagt ist. Auf diese Weise ist eine Turbulenzenbildung bei der Vermischung der austretenden Kühlluft mit dem vorhandenen Fahrtwind reduziert, was die akustischen Eigenschaften des Kühlerlüfters verbessert.

Alternativ oder in Kombination hierzu ist die Austrittsrichtung entgegen der Eintrittsrichtung der Kühlluft in den Elektromotor. Sofern die in dem radial inneren Luftführkanal geführte Kühlluft in Eintrittsrichtung aus dem Elektromotor hinausgeführt wird, ist somit eine Vermischung der Kühlluft außerhalb des Elektromotors vergleichsweise gering, so dass die erwärmte Kühlluft separat gekühlt wird und ein etwaiges außerhalb des Elektromotors befindliches Bauteils des Kraftfahrzeugs, das sich in Eintrittsrichtung hinter dem Elektromotor befindet, nicht mittels eines vergleichsweise heißen und starken Kühlluftstroms - nämlich der Kühlluft aus beiden Luftführkanälen - beaufschlagt wird,.

Geeigneterweise umgibt die Nabe den Rotor zumindest teilweise radial, wobei zwischen den beiden ein umlaufender Schlitz gebildet ist. Insbesondere ist die Nabe topfförmig ausgestaltet, wobei der Innenradius der Nabe größer als der Außenradius des Rotors und insbesondere des Elektromotors ist. Zweckmäßigerweise mündet der radial äußere Luftführkanal in den zwischen der Nabe und dem Rotor gebildeten Schlitz. Auf diese Weise ist eine vergleichsweise breite Ausströmfläche für die in der äußeren Luftführkanal geführte Kühlluft bereitgestellt, was zu einer vergleichsweise hohen Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft durch den Elektromotor führt. Insbesondere ist innerhalb der Nabe eine Umlenkkontur ausgebildet, mittels derer die Kühlluft derart umgelenkt wird, dass diese parallel zur Fahrtwindrichtung bzw. entgegen der Eintrittsrichtung ist.

In einer geeigneten Ausführungsform der Erfindung ist die Eintrittsrichtung der Kühlluft in den Elektromotor im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse des Elektromotors. Auf diese Weise muss zur Zuführung der Kühlluft kein Platz im Bereich der Magnetenstruktur des Elektromotors vorgesehen werden, was die Ausbreitung und die Interaktion der Magnetfelder behindern und somit den Wirkungsgrad des Elektromotors herabsetzen könnte.

Zum Beispiel umfasst der Elektromotor eine Umlenkvorrichtung, mittels derer die Kühlluft dem entsprechenden Luftführkanal zugeordnet wird. Hierbei befindet sich die Umlenkvorrichtung innerhalb des Elektromotors. Die Umlenkvorrichtung wird folglich von einem etwaig vorhandenen Gehäuse des Elektromotors umschlossen. Insbesondere befindet sich die Umlenkvorrichtung zwischen dem Rotor und einer etwaig vorhandenen Elektronik des Elektromotors. Infolgedessen wird die Elektro- nik von der vollständigen Kühlluft beaufschlagt, die im Anschluss auf die beiden Luftführkanäle aufgeteilt wird. Somit ist die Kühlung der Elektronik vergleichsweise effizient, die das temperaturkritischste Bauelement des Elektromotors darstellt.

Ferner wird die Luft lediglich durch eine Ansaugöffnung oder einer Vielzahl pneumatisch miteinander verbündender Einlassöffnungen in den Elektromotor geleitet und insbesondere angesaugt. Bei einem Verschluss einer der Öffnungen aufgrund von Schmutz oder dergleichen wird dennoch jeder der Luftführkanäle mit Kühlluft gefüllt, was trotz der verringerten Kühlluftzufuhr zu einer effizienten Kühlung des Elektromotors führt. Die Umlenkvorrichtung selbst wird aufgrund der Platzierung innerhalb des Elektromotors von etwaigem Schmutz nicht beeinträchtigt, der insbesondere mittels einer geeigneten Ausgestaltung der Öffnungen außerhalb des Elektromotors gehalten wird. Insbesondere ist die Umlenkvorrichtung derart gestaltet, dass die Aufteilung der Kühlluft auf den jeweiligen Luftführkanal entsprechend der gewünschten Kühlleistung erfolgt. Insbesondere ist die Zuteilung der Kühlluft mittels der Umlenkvorrichtung unabhängig von dem Querschnitt der beiden Luftführkanäle.

Zweckmäßigerweise sind die beiden Luftführkanäle im Bereich des Rotors zueinander parallel. Auf diese Weise ist keine komplizierte Gestaltung der Luftführkanäle erforderlich, um die pneumatische Trennung der beiden zu realisieren, was zudem einen vergleichsweise hohen Platzbedarf aufweist. Somit ist es ermöglicht, den Rotor auf dessen magnetische Eigenschaften hin zu optimieren und somit den Wirkungsgrad des Elektromotors zu erhöhen. Insbesondere sind die Luftführkanäle zudem parallel zur Rotationsachse des Rotors. Mit anderen Worten sind die Luftführkanäle im Wesentlichen geradlinig in diesem Bereich, was zu einer erhöhten Kühlluftgeschwindigkeit beiträgt und somit die Kühlung des Elektromotors verstärkt. Weiterhin ist die Herstellung des Elektromotors aufgrund der zueinander und zu der Rotationsachse parallelen Luftführkanäle vereinfacht, da keine aufwendigen Strukturen zur Führung der Kühlluft in den Elektromotor eingebracht werden müssen. Zum Beispiel sind beide Luftführkanäle mittels Aussparungen gebildet, die durch den Rotor hindurch führen. In einer besonders bevorzugten Alternative hierzu wird jedoch lediglich einer der Luftführkanäle mittels einer geeigneten Ausgestaltung des Rotors realisiert, so dass dieser Luftführkanal durch den Rotor hindurch führt. Der verbliebene der beiden Luftführkanäle wird im Bereich des Rotors mittels des zwischen dem Rotor und dem Stator bereitgestellten Luftspalts gebildet. Auf diese Weise ist ein Konstruktionsaufwand verringert und ein bereits bestehender Elektromotor kann mittels Einbringung des zweiten Luftführkanals in den Rotor und dessen Abdichtung gegenüber dem zwischen dem Rotor und Stator gebildeten Luftspalt angepasst werden.

Der Elektromotor weist zwei zumindest teilweise gegeneinander abgedichtete Luftführkanäle auf, in die bei einem Betrieb des Elektromotors Kühlluft geleitet wird. Die Luftführkanäle führen zumindest teilweise durch den Elektromotor hindurch und sind insbesondere pneumatisch gegeneinander getrennt, so dass Kühlluft, die sich in einem der beiden Luftführkanäle befindet, nicht in den anderen der beiden Luftführkanäle gelangen kann, auch bei einer herrschenden Druckdifferenz zwischen den beiden. Geeigneterweise führen die beiden Luftführkanäle gegeneinander getrennt aus dem Elektromotor heraus. Mit anderen Worten weist der Elektromotor mindesten zwei gegeneinander räumlich getrennte Bereiche auf, die nicht miteinander in Verbindung stehen, aus denen die Kühlluft strömt.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 schematisch einen Kühlerlüfter mit einem Elektromotor,

Fig. 2 eine erste Ausführungsform des Elektromotors, und

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform des Elektromotors.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In Fig. 1 ist schematisch vereinfacht in einer Seitendarstellung ein Kühlerlüfter 2 eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Der Kühlerlüfter 2 umfasst ein Kühlernetz 4, durch das ein Kühlrohr 6 geführt ist. Innerhalb des Kühlrohrs 6 befindet sich eine Kühlflüssigkeit, welche mittels einer hier nicht dargestellten Pumpe in Zirkulation gehalten wird. Die Kühlflüssigkeit wird durch eine Verbrennungskraftmaschine 8 geleitet und von dieser erwärmt, wobei die Verbrennungskraftmaschine 8 gekühlt wird. Die erwärmte Kühlflüssigkeit wird erneut durch das Kühlernetz 4 geleitet, welches von einem Fahrtwind beaufschlagt ist. Die Richtung des Fahrtwindes ist hierbei längs einer Fahrtwindrichtung 10, die im Wesentlichen der Hauptfortbewegungsrichtung des Kraftfahrzeugs entspricht.

Mittels eines Lüfters 12, der in Fahrtwindrichtung 10 hinter dem Kühlernetz 4 angeordnet ist, wird der Fahrtwind verstärkt oder bei einem Stillstand des Fahrzeugs erzeugt. Dies erfolgt mittels eines Elektromotors 14, der ein Lüfterrad 16 in Rotation versetzt. Ferner wird mittels des Lüfterrades 16 der Fahrtwind auf die Verbrennungskraftmaschine 8 geleitet, und diese somit von außen mit dem Fahrtwind beaufschlagt. Dies führt zu einer zusätzlichen Kühlung der Verbrennungskraftmaschine 8. Das Lüfterrad 16 ist innerhalb einer Kühlerzarge 18 angeordnet, mittels derer der Fahrtwind gelenkt wird. In dem Übergangsbereich zwischen der Zarge 18 und dem Lüfterrad 16 befinden sich Bürsten oder eine bestimmte Kontur, die jeweils eine sogenannte Leckluft zwischen den beiden Komponenten unterbindet. Der Elektromotor 14 ist mittels Streben 20 an der Zarge 18 befestigt. Die Streben 20 sind einstückig mit der Zarge 18 hergestellt, beispielsweise in einem Kunst- stoffspritzverfahren .

In Fig. 2 ist in einer Schnittdarstellung entlang einer Rotationsachse 22 des Elektromotors 14, die parallel zur Fahrtwindrichtung 10 ist, der in Fahrtwindrichtung 10 hinter dem Kühlernetz 4 angeordnete Elektromotor 14 schematisch vereinfacht dargestellt. Der Elektromotor 14 umfasst ein zylindrisch geformtes Gehäuse 24, innerhalb dessen ein Stator 26 und ein um eine Rotorachse 28 drehbar gelagerter Rotor 30 angeordnet sind. In einem das Gehäuse 24 auf der dem Kühlernetz 4 gegenüberliegenden Seite abschließenden Deckel 32 ist eine Elektronik 34 zur Bestromung von Elektromagneten des Stators 26 angeordnet. Auf der dem Küh- lernetz 4 zugewandten des Gehäuses 24 wird dieses mittels einer topfförmig ausgestalteten Nabe 36 begrenzt, an der nicht dargestellte Flügel des Flügelrads 16 angebunden sind. Hierbei liegt das Gehäuse 24 teilweise in der Nabe 36 ein, wobei zwischen der Nabe 36 und dem Gehäuse 24 ein umlaufender Schlitz 38 gebildet ist. Mit anderen Worten ist der Innendurchmesser der Nabe 36 größer als der Außendurchmesser des Gehäuses 24. Die Breite des Schlitzes 38 ist hierbei im Wesentlichen konstant.

Die Nabe 36 ist an dem Rotor 30 mittels eines Steges 40 befestigt, der eine im Wesentlichen hohlzylindrische Form aufweist. Der Steg 40 dichtet im Bereich der Nabe 36 einen radial innenliegenden Luftführkanal 42 gegen einen radial äußeren Luftführkanal 44 pneumatisch ab, der den radial inneren Luftführkanal 42 vollständig umgibt. Der radial äußere Luftführkanal 44 mündet hierbei in den Schlitz 38 und wird teilweise von dem zwischen dem Stator 26 und dem Rotor 30 bestehenden Luftspalt 26 gebildet. Der radial innere Luftspalt 42 hingegen wird im Bereich des Stators 26 bzw. des Rotors 30 von in den Rotor 30 eingebrachten Aussparungen 48 gebildet, die im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse 22 und zu dem Luftspalt 46 sind. Der radial innere Luftführkanal 42 mündet in Öffnungen 50, die im Bereich der Rotationsachse 22 in den dem Kühlernetz 4 zugewandten Bereich der Nabe 36 eingebracht sind.

Bei Betrieb des Kühlerlüfters 2 und somit einer Bestromung des Elektromotors 14 wird sowohl der Rotor 30 als auch die hieran gekoppelte Nabe 36 in eine Rotationsbewegung um die Rotationsachse 22 bzgl. des Stators 26 versetzt. Mittels einer nicht näher dargestellten in der Nabe 26 integrierten Ansaugvorrichtung, wie beispielsweise Flügeln oder einer Innenverrippung, wird Kühlluft 52 von der dem Kühlernetz 4 abgewandten Seite des Elektromotors 14 durch nicht näher gezeigte Öffnungen innerhalb des Deckels 32 in den Elektromotor 14 hineingesaugt, wobei die Eintrittsrichtung der Kühlluft 52 im Wesentlichen der Fahrtwindrichtung 10 entgegen gerichtet ist. Dabei überstreicht die Kühlluft 52 die Elektronik 34 und kühlt diese somit. Nach der Elektronik 34 trifft die Kühlluft auf eine Umlenkvorrichtung 54, mittels derer der im Wesentlichen homogene Strom aus Kühlluft 52 auf die beiden Luftführkanäle 42, 44 aufgeteilt wird. Der im äußeren Luftführkanal 44 geführte Teil der Kühlluft 52 wird durch den Luftspalt 46 geleitet, wo eine Kühlung der einander zugewandten Oberflächen des Rotors 30 und des Stators 26 erfolgt, und trifft auf den radial äußeren Bereich der Nabe 36. Mittels der Nabe 36 wird dieser Teil der Kühlluft 52 umgelenkt und durch den Schlitz 38 der Umgebung zugeführt. Hierbei ist die Austrittsrichtung der Kühlluft 52 im Wesentlichen parallel zur Fahrtwindrichtung 10.

Der verbliebene Teil der Kühlluft 52 wird durch die Aussparung 48 im Rotor 30 durch diesen hindurch geleitet. Der Luftstrom ist hierbei parallel zur Rotationsachse 22 gerichtet und kühlt in dem Rotor 30 vorhandene Permanentmagnete, um eine Entmagnetisierung dieser und einen folglichen Wirkungsgradverlust zu vermeiden. Der im radial inneren Luftführkanal 42 geleitete Teil der Kühlluft 52 trifft nach Durchtritt durch den Rotor 30 auf den mittels des Stegs 40 abgedichteten Bereich zwischen der Nabe 36 und dem Rotor 30, aus dem die Kühlluft 52 durch die Öffnungen 50 in Richtung des Kühlernetzes 4 entgegen der Fahrtwindrichtung 10 entweicht.

Mittels geeigneter Ausgestaltung der Ansaugvorrichtung wird in dem radial äußeren Luftführkanal 44 ein im Vergleich zum radial inneren Luftführkanal 42 verringerter Luftdruck erzeugt, so dass die Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft 52 im radial äußeren Luftführkanal 44 erhöht ist. Auch wird mit der Umlenkvorrichtung 54 die Kühlluft 52 derart umgelenkt, dass im Wesentlichen zwei Drittel der in den Elektromotor 14 einströmenden Kühlluft 52 in den radial äußeren Luftführkanal 44 gelenkt wird. Auf diese Weise ist eine vergleichsweise effiziente Kühlung des Elektromotors 14 ermöglicht, insbesondere des Stators 26, wobei zusätzlich der Rotor 30 von innen und nicht nur dessen Oberfläche mit der Kühlluft 52 beaufschlagt ist.

Die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform des Elektromotors 14 unterscheidet sich von der vorhergehenden im Wesentlichen durch die Gestaltung des radial äuße- ren Luftführkanals 44 und der Nabe 36. Diese liegt an dem Gehäuse 24 an, so dass der Schlitz 38 nicht vorhanden ist. Die ringförmige von der Nabe 36 und dem Rotor 30 sowie dem Stator 26 gebildete Kammer, die einen Bereich des äußeren Luftführkanal 44 darstellt, ist mittels Austrittsschlitzen 56 geöffnet, durch die die im radial äußeren Luftführkanal 44 geführte Kühlluft 52 austritt.

Aufgrund der Führung der Kühlluft 52 auf das Kühlernetz 4 zu befindet sich die aus dem Elektromotor 14 austretende Kühlluft 52 in Fahrtwindrichtung 10 vor den Lüfterflügeln des Lüfterrads 16, mittels derer eine Druckdifferenz zwischen den den Elektromotor 14 in Fahrtwindrichtung 10 umgebenden Bereichen ausgebildet wird. Mit anderen Worten herrscht im Bereich des Austritts der Kühlluft 52 durch die Nabe 36 ein geringerer Luftdruck als im Bereich des Eintritts der Kühlluft 52 durch den Deckel 32. Folglich kann die Ansaugvorrichtung, die die Kühlluft 52 durch die Luftführkanäle 42, 44 einsaugt entfallen, was zu einer verringerten Ausdehnung des Gehäuses 24 und der Nabe 36 in Fahrtwindrichtung 10 führt.

Ferner ist die Geschwindigkeit, mit der die Kühlluft 52 durch den Elektromotor 14 strömt, im Wesentlichen lediglich von der mittels des Lüfterrads 16 realisierten Druckdifferenz vorgegeben, die im Vergleich zu einer Innenverrippung der Nabe 36 vergleichsweise drehzahlunabhängig oder im Betrieb des Kühlerlüfters 2 im Wesentlichen konstant ist. Die Druckdifferenz zwischen den beiden Luftführkanälen 42, 44 wird somit lediglich mittels der Umlenkvorrichtung 54 realisiert. Weiterhin ist aufgrund des entfallenen Schlitzes 38 die radiale Ausdehnung des Elektromotors 14 geringer. Infolge dessen ist ein vergleichsweise kompakt bauender Kühlerlüfter 2 zu realisieren.

Als weiterer Unterschied sind Eintrittsöffnungen 58 dargestellt, durch die die Kühlluft 52 durch den Deckel 32 und die Elektronik 34 in den Elektromotor 14 geführt wird. Dies führt zu einem definierten Auftreffen der Kühlluft 52 auf die Umlenkvorrichtung 54, was eine bedarfsgerechte Aufteilung der Kühlluft 52 auf die jeweiligen Luftführkanäle 42, 44 erleichtert. Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den einzelnen Ausführungsbeispielen beschriebene Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.

Bezugszeichenliste

2 Kühlerlüfter

4 Kühlernetz

6 Kühlrohr

8 Verbrennungskraftmaschine

10 Fahrtwindrichtung

12 Lüfter

14 Elektromotor

16 Lüfterrad

18 Kühlerzarge

20 Strebe

22 Rotationsachse

24 Gehäuse

26 Stator

28 Rotorachse

30 Rotor

32 Deckel

34 Elektronik

36 Nabe

38 Schlitz

40 Stegs

42 radial innerer Luftführkanal

44 radial äußerer Luftführkanal

46 Luftspalt

48 Aussparungen

50 Öffnung

52 Kühlluft

54 Umlenkvorrichtung

56 Austrittsschlitz

58 Eintrittsöffnung

Claims

Ansprüche

Kühlerlüfter (2) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Hauptlüfter, mit einem an einer Nabe (36) kraftschlüssig angebundenen Rotor (30) eines Elektromotors (14), durch den zumindest teilweise Kühlluft (52) gelenkt ist, wobei die Kühlluft (52) in zwei zumindest teilweise gegeneinander abgedichteten Luftführkanälen (42, 44) geführt ist.

Kühlerlüfter (2) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass der eine der beiden Luftführkanälen (44) den andern Luftführkanal (42) zumindest teilweise, insbesondere vollständig, radial umgibt.

Kühlerlüfter (2) nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Austrittsrichtung der in dem radial inneren Luftführkanal (42) geführten Kühlluft (52) aus dem Elektromotor (14) im Wesentlichen der Eintrittsrichtung in den Elektromotor (14) entspricht.

Kühlerlüfter (2) nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Nabe (36) mindestens eine Öffnung (50) aufweist, in die der radial innere Luftführkanal (42) mündet.

Kühlerlüfter (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsrichtung der in dem radial äußeren Luftführkanal (44) geführten Kühlluft (52) aus dem Elektromotor (14) im Wesentlichen gleich einer Fahrtwindrichtung (10) und/oder entgegen der Eintrittsrichtung ist.

6. Kühlerlüfter (2) nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Nabe (36) den Rotor (30) unter Bildung eines umlaufenden Schlitzes (38) zumindest teilweise radial umgibt, wobei der radial äußere Luftführkanal (44) in dem Schlitz (38) mündet.

7. Kühlerlüfter (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Eintrittsrichtung der Kühlluft (52) parallel zur Rotationsachse (22) des Rotors (30) ist.

8. Kühlerlüfter (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

gekennzeichnet durch

eine Umlenkvorrichtung (54) zur Zuordnung der Kühlluft (52) zu dem jeweiligen Luftführkanal (42, 44) nach Eintritt in den Elektromotor (14).

9. Kühlerlüfter (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

dadurch gekennzeichnet,

dass die beiden Luftführkanäle (42, 44) im Bereich des Rotors (30) zueinander parallel sind, insbesondere parallel zur Rotationsachse (22) des Rotors (30).

10. Kühlerlüfter (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

dadurch gekennzeichnet,

dass der eine der Luftführkanäle (44) zumindest teilweise zwischen dem Rotor (30) und einem Stator (26) und der andere der beiden Luftführkanäle (42) innerhalb des Rotors (30) gebildet ist.

1 1 . Elektromotor (14) eines Kühlerlüfters (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.