WO2016045971A1

WO2016045971A1 - Lüfterrad

Info

Publication number: WO2016045971A1
Application number: PCT/EP2015/070629
Authority: WO
Inventors: Uwe Aschermann
Original assignee: Mahle International Gmbh
Priority date: 2014-09-22
Filing date: 2015-09-09
Publication date: 2016-03-31
Also published as: JP6654627B2; JP2017530289A; US20170175762A1; EP3198150A1; DE102014219046A1; CN106715917B; US10393136B2; CN106715917A; EP3198150B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Lüfterrad, insbesondere zur Förderung von Kühlluft für eine Brennkraftmaschine, umfassend eine Nabe (2), an welcher eine Mehrzahl von Lüfterblättern (3, 6, 9, 12) angeordnet ist und die Nabe (2) eine Rippenstruktur aufweist, wobei die Rippenstruktur umlaufend ausgebildet ist und aus im Wesentlichen rechteckigen und eben ausgebildeten Rippen (5, 8, 11, 14) mit einem Randbereich besteht, die mit ihrem Randbereich auf der Nabe (2) aufsitzen und im Wesentlichen tangential zur Umfangshchtung der Nabe (2) in ihrer Längserstreckung ausgerichtet sind, wobei sie sich untereinander berühren.

Description

Lüfterrad

Beschreibung

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Lüfterrad, insbesondere zur Förderung von Kühlluft, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, umfassend eine Nabe, an welcher eine Mehrzahl von Lüfterblättern angeordnet ist und wobei die Nabe eine Rippenstruktur aufweist.

Stand der Technik So genannte Viscolüfter zur Motorkühlung sind mittels einer Fluidreibungskupplung, einer so genannten Viscokuppiung, an der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors befestigt und führen dem Verbrennungsmotor Luft zur Kühlung zu. Schwingungen des Verbrennungsmotors werden somit über die Kupplung auf den Lüfter übertragen. Der Lüfter erfährt somit starke Schwingungsanregungen in alle Richtungen, sowohl als axiale Verschiebungen aber auch in Form von Verkippungen.

Aus der DE 41 17 342 C1 ist ein Laufrad für einen halbaxial wirkenden Lüfter bekannt, welches eine Nabe aufweist, an der eine Mehrzahl von Lüfterblättern angeordnet ist. Die Nabe des Lüfters ist mit einer Nabenrampe versehen, welche an der Außenseite der Nabe ansteigend angeordnet ist. Die Nabe selbst ist mit Hohlräumen versehen, die durch radial verlaufende Stegteile gegeneinander abgetrennt sind. Bei dieser offenen. Nabenstruktur gehen die Lüfterblätter direkt in die flache Nabe über.

Die DE 100 05 857 A1 offenbart ein Flügelrad, insbesondere für einen Lüftersatz, bei welchem die Nabe eine im Wesentlichen ringförmige Wand umfasst, die auf die Umdrehungsachse des Flügelrades zentriert ist. Die Flügel sind mit einer umlaufenden Außenfläche verbunden, welche die ringförmige Wand der Nabe begrenzt. Die umfängliche Fläche umfasst dabei zwei Zonen, die axial durch die Flügel getrennt sind .

Aus der US 6,375,427 B1 ist ein Lüfter zur Kühlung eines Verbrennungsmotors bekannt, welcher eine als Hilfsstruktur ausgebildete Nabenstruktur aufweist. Diese Nabenstruktur weist sowohl radial verlaufende als auch diagonal und gekreuzt verlaufende Stege auf, um die Stabilität des Lüfters zu erhöhen.

Eine solche Nabenstruktur ist sehr aufwändig in der Herstellung und reicht nicht immer aus, um Vibrationen des Verbrennungsmotors auszugleichen, die eine starke Anregung in Kipp- und Biegerichtung des Lüfters hervorrufen.

Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung. Vorteile Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Lüfterrad zur Förderung von Kühlluft, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, zu schaffen, welches trotz konstruktiv einfachem Aufbau einen höheren Widerstand gegenüber einer Durchbiegung des Lüfterrades bietet.

Diese Aufgabe wird mit einem Lüfterrad mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Lüfterrad zur Förderung von Kühlluft, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, eine Nabe auf, an welcher eine Mehrzahl von Lüfterblättern angeordnet ist, wobei die Nabe eine umlaufende Rippenstruktur aufweist. Bei einem^' Lüfterrad, was konstruktiv einfach aufgebaut ist und trotzdem einen hohen Widerstand gegen Verkippen und Verbiegung des Lüfterrades aufweist, besteht die Rippenstruktur aus im Wesentlichen rechteckigen und eben ausgebildeten Rippen mit einem Randbereich, die mit ihrem Randbereich auf der Nabe aufsitzen und im Wesentlichen tangential zur Umfangsrichtung der Nabe in ihrer Längserstreckung ausgerichtet sind, wobei sie sich untereinander berühren. Dadurch erreichen die Rippen eine vorgegebene Länge, so dass diese ausreichend nah an einem Zentrum des Lüfterrades verlaufen. Dies hat den Vorteil, dass ein hoher Widerstand, insbesondere durch die lang ausgebildeten Rippen, gegen Durchbiegen des Lüfterrades erzeugt und dadurch die dynamische Festigkeit des Lüfters erhöht wird. Da die ebenen Rippen auf der flach ausgebildeten Nabe befestigt sind, entfällt eine aufwendige Nabenstruktur, Die umlaufende Rippe ist somit polygonal oder eckig ausgebildet, wobei damit bei sich kreuzenden Rippen insbesondere die radial außen liegende Außenkonfur der Rippenstruktur gemeint ist.

Vorteilhafterwetse verläuft jede eben ausgebildete Rippe von einem Lüfterblatt zu einem anderen Lüfterblatt. Durch diese Ausgestaltung erhalten die Rippen eine vorgegebene Länge, mittels welcher sie nah am Zentrum des Lüfterrades vorbeigeführt werden können.

In einer Ausgestaltung verläuft die eben ausgebildete Rippe von dem ersten Lüfterblatt zum unmittelbar daneben angeordneten Lüfterblatt. Um die Versteifung und Festigkeit des Lüfters weiter zu erhöhen, kann die gerade ausgebildete Rippe in einer Alternative vom ersten Lüfterblatt zum übernächsten Lüfterblatt verlaufen. Es ist aber auch vorstellbar, dass die eben ausgebildete Rippe von einem Lüfterblatt^' zum drittnächsten Lüfterblatt verläuft. Durch die Kreuzung der eben ausgebildeten Rippen, die von den verschiedenen Lüfterblättern ausgehen und zu dem entsprechenden ersten, zweiten oder drittnächsten Lüfterblatt führen, wird die dynamische Festigkeit des Lüfters erhöht.

Um die Versteifung des Lüfters im Bereich der Befestigungspunkte einer Kupplung zu erhöhen, verlaufen die derart eben bzw. gerade ausgebildeten Rippen nahe an den Anschraubpunkten der Kupplung, ohne sich zu kreuzen,

Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft einen Viscolüfter insbesondere zur Förderung einer Kühlluft für eine Brennkraftmaschine, umfassend ein Lüfterrad, welches über eine Viscokupplung mit einer Welle der Brennkraftmaschine verbunden ist. Das Lüfterrad dieser Viscokupplung weist dabei mindestens ein erfindungsgemäßes Merkmal auf.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die nachfolgende Figurenbeschreibung und durch die Unteransprüche beschrieben.

Kurze Beschreibung der Figuren der Zeichnung

Nachstehend wird die Erfindung auf der Grundlage zumindest eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen

Lüfterrades, Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lüfterrades,

Figur 3 ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen

Lüfterrades, und

Figur 4 ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen

Lüfterrades. Bevorzugte Ausführung der Erfindung

In Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lüfterrades 1 dargestellt, welches eine flache, ringförmige Nabe 2 aufweist, an der mehrere Lüfterblätter 3 angeordnet sind, die sich etwa in radialer Richtung nach außen erstrecken. Am radial inneren Rand der Nabe 2 sind die Befestigungspunkte 4 für eine nicht weiter dargestellte Viscokupplung gezeigt, an welcher das Lüfterrad 1 befestigbar ist und über welche das Lüfterrad 1 mit einer Welte eines Verbrennungsmotors verbindbar ist. Auf der flachen, ringförmigen Nabe 2 sind verschiedene Stege 5 befestigt, die eben und rechteckig ausgeführt sind und von einem Lüfterblatt 3 zum unmittelbar darauf nachfolgenden Lüfterblatt 6 führen. Die Stege 5 berühren sich dabei an ihren jeweiligen Enden in Umfangsrichtung der Nabe 2 und kreuzen sich nicht. Dabei beginnt ein Steg 5 etwa auf Höhe einer der Kanten eines Lüfterblatts 3 und endet etwa an der anderen Kante des Lüfterblatts 3.

Die Figur 2 zeigt ein Lüfterrad 7, bei welchem an der flachen, ringförmigen Nabe 2 ebenfalls etwa rechteckig und eben ausgebildete Stege 8 zwischen den Lüfterblättern 3,9 angeordnet sind. In dieser Ausgestaltung der Figur 2 führen die einzelnen Stege 8 von je einer Kante eines Lüfterblatts 3 zu der entsprechenden Kante des übernächsten Lüfterblatts 9, wobei sich die Stege 8 untereinander zweifach kreuzen, So führt der Steg 8, der an der Vorderkante des Lüfterblatts 3 beginnt, in Drehrichtung zur Vorderkante des übernächsten Lüfterblatts 9. Der an einem Lüfterblatt 3, 9 endende Steg 8 schließt dabei an den weiteren Steg 8 an, welcher von demselben Lüfterblatt 3, 9 ausgeht, wobei zwischen den beiden Stegen ein Winkel eingeschlossen wird. Durch diese Gestaltung, bei welcher von jedem Lüfterblatt 3 ein gerader Steg 8 zum übernächsten Lüfterblatt 9 führt, wird eine besonders stabile Struktur erreicht, welche die dynamische Festigkeit des Lüfterrades 6 gegen axiale Verschiebung und/oder Verkippen verhindert. Die Steifigkeit des Lüfterrades 7 wird somit erfindungsgemäß erhöht.

Bei dem Lüfterrad 10, welches in Figur 3 dargestellt ist, ist auf der flachen, ringförmigen Nabe 2 eine hochvernetzte Struktur der ebenen und rechteckig ausgebildeten Stege 11 zu erkennen, wobei sich jeweils ein Steg 11 von einem Lüfterblatt 3 zu dem drittnächsten Lüfterblatt 12 erstreckt. Dabei startet ein Steg an einer Vorderkante eines Lüfterblatts 3 und endet an der Vorderkante des drittnächsten Lüfterblatts 11 , Dabei überkreuzen sich die Stege 11 entlang der Erstreckung eines Stegs 11 4-mal, wobei die sich kreuzenden Stege 11 dabei eine symmetrische Struktur bilden. Wittels einer solchen dargestellten komplexen Struktur werden die Stege 11 relativ nah an das Zentrum, also an die Drehachse, des Lüfterrades 10 herangeführt und gewährleisten diesem eine ausreichende Steifigkeit.

Die Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Lüfterrades 13, bei welchem die ebenen und etwa rechteckigen Stege 13 besonders nah an den Befestigungspunkten 4 der Viscokupplung verlaufen, umfasst elf Lüfterblätter 3, welche mittels sechs, sich nicht untereinander schneidenden geraden Stegen 14 stabilisiert sind. Dabei erstrecken sich drei Stege entlang des halben Umfangs der Nabe 2, Vorteilhafterweise lässt sich eine solche Ausbildung mit einem klassischen Rippenprinzip der Nabe 2 kombinieren,

Nabenrampen können vorgesehen sein oder es kann bei den beschriebenen Lösungen optional gegebenenfalls auch darauf verzichtet werden.

Die erfindungsgemäßen Gestaltungen können insbesondere auch bei Gestaltungen gemäß der DE 10 2010 042 325 A1 verwendet werden, deren Inhalt ausdrücklich zum Offenbarungsinhalt der vorliegenden Unterlagen gehört,

Claims

Patentansprüche

Lüfterrad, insbesondere zur Förderung von Kühiluft für eine Brennkraftmaschine, umfassend eine Nabe (2), an welcher eine Mehrzahl von Lüfterblättern (3, 6, 9, 12) angeordnet ist und die Nabe (2) eine Rippenstruktur aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippenstruktur umlaufend ausgebildet ist und aus im Wesentlichen rechteckigen und eben ausgebildeten Rippen (5, 8, 1 1 , 14) mit einem Randbereich besteht, die mit ihrem Randbereich auf der Nabe (2) aufsitzen und im Wesentlichen tangential zur Umfangsrichtung der Nabe (2) in ihrer Längserstreckung ausgerichtet sind, wobei sie sich untereinander berühren.

Lüfterrad nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jede eben ausgebildete Rippe (5. 8, 1 1 , 14) von einem Lüfterblatt (3, 6, 9, 12) zu einem anderen Lüfterblatt (3, 6, 9, 2) verläuft.

Lüfterrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die eben ausgebildete Rippe (5) von einem Lüfterblatt (3) zum unmittelbar daneben angeordneten Lüfterblatt (6) verläuft.

Lüfterrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die eben ausgebildete Rippe (8) von einem Lüfterblatt (3) zum übernächsten Lüfterblatt (9) verläuft.

Lüfterrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die eben ausgebildete Rippe (11 ) von einem Lüfterblatt (3) zum drittnächsten

Lüfterblatt (12) verläuft. Lüfterrad nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gerade verlaufenden Rippen (14) nahe an Anschraubpunkten (4) einer Kupplung des Lüfters verlaufen, ohne sich zu kreuzen,

Viscolüfter zur Förderung einer Kühlluft, für eine Brennkraftmaschine, umfassend ein Lüfterrad, welches über eine Viscokupplung mit einer Welle der Brennkraftmaschine verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad (1 , 7, 10, 13) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.