DE4445671B4

DE4445671B4 - Axiallüfter für einen Kühler eines Kraftfahrzeugmotors

Info

Publication number: DE4445671B4
Application number: DE4445671A
Authority: DE
Inventors: Uwe Blass; Hans Martin
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 1994-12-21
Filing date: 1994-12-21
Publication date: 2005-03-24
Anticipated expiration: 2014-12-22
Also published as: DE4445671A1; US5645401A

Abstract

Axiallüfter für einen Kühler eines Kraftfahrzeugmotors, dessen Lüfternabe mittels eines Lüfterflansches unter Belassung eines Ringspaltes für einen den Kühlrippen des Kupplungsgehäuses zugeordneten Teilstrom auf einem Kupplungsgehäuse einer Flüssigkeitsreibungskupplung befestigbar ist, die durch einen Antriebsteil des Kraftfahrzeugmotors antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Lüfternabe (8) auf einer auf die Strömungsrichtung der Luftströmung (5) bezogenen Eintrittsseite ein Luftleitring (10) vorgesehen ist, der ein bogenförmiges Profil aufweist, das der Strömungsrichtung (5) axial entgegengerichtet und radial nach innen gekrümmt ist, und der den radial innerhalb der Lüfternabe (8) strömenden Teilstrom derart führt, daß Wirbelgebiete der Luftströmung im Nabenbereich reduziert werden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Axiallüfter für einen Kühler eines Kraftfahrzeugmotors, dessen Lüfternabe mittels eines Lüfterflansches unter Belassung eines Ringspalts auf einem Kupplungsgehäuse einer Flüssigkeitsreibungskupplung befestigbar ist, die durch einen Antriebsteil des Kraftfahrzeugmotors antreibbar ist.

Axiallüfter, die sich bei niedrigen Geschwindigkeiten von Kraftfahrzeugen zur Belüftung des Kühlers des Kühlmittelkreislaufs des Kraftfahrzeugmotors drehen, sind bekannt.

Solche Axiallüfter werden unter Zwischenschaltung einer Flüssigkeitsreibungskupplung direkt durch den Kraftfahrzeugmotor angetrieben, wobei zur Kraftübertragung entweder ein Keilriemen dient, oder der Antriebsteil der Flüssigkeitsreibungskupplung ist direkt auf der Kurbelwelle des Kraftfahrzeugmotors montiert. Die Flüssigkeitsreibungskupplung weist ein Kupplungsgehäuse auf, dessen Außenrand mit radial abragenden Kühlrippen versehen ist. Eine Lüfternabe des Axiallüfters umschließt das Kupplungsgehäuse radial außen und ist starr auf dem Kupplungsgehäuse befestigt. Um eine Umströmung der Kühlrippen des Kupplungsgehäuses zu ermöglichen, ist zwischen der Lüfternabe und dem Kupplungsgehäuse ein Ringspalt vorgesehen. Durch den Ringspalt zwischen Lüfternabe und Kupplungsgehäuse ergeben sich jedoch im Betrieb des Axiallüfters häufig Rückströmungen und Verwirbelungen, die die Strömungsverhältnisse des Axiallüfters negativ beeinflussen und so den Wirkungsgrad des Axiallüfters herabsetzen.

Die US 4169 693 offenbart einen Lüfter mit einer Flüssigkeitskupplung. Die DE 24 01 462 A1 offenbart einen Lüfter mit Flüssigkeitsreibungskupplung mit einem Kupplungsgehäuse, wobei das Kupplungsgehäuse mit Kühlrippen versehen sind. Die DE 33 04 297 A1 offenbart ein Axialgebläse mit einer Nabe mit Lüfterschaufeln und einer die Nabe umgebenden Luftleiteinrichtung.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Axiallüfter der eingangs genannten Art zu schaffen, der in strömungstechnischer Hinsicht verbessert ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß an der Lüfternabe auf einer auf die Strömungsrichtung der Luftströmung bezogenen Eintrittsseite ein Luftleitring vorgesehen ist, der ein bogenförmiges Profil aufweist, das der Strömungsrichtung axial entgegengerichtet und radial nach innen gekrümmt ist, und der den radial innerhalb der Lüfternabe strömenden Teilstrom derart führt, daß Wirbelgebiete der Luftströmung im Nabenbereich reduziert werden. Dadurch wird eine verbesserte Aufteilung der Luftführungen erreicht. Zum einen erfolgt die Luftführung der Hauptströmung durch das Vorsehen des Luftleitringes radial außen an der Lüfternabe entlang und an den Schaufeln des Axiallüfters vorbei. Zum anderen erfolgt durch den Luftleitring die Luftführung einer Nebenströmung zur Kühlung der Kühlrippen des Kupplungsgehäuses gezielt zwischen Kupplungsgehäuse und Lüfternabe hindurch, ohne daß Rückströmungen oder Verwirbelungen entstehen. Dadurch werden Wirbelgebiete im Nabenbereich des Axiallüfters abgebaut, wodurch sich ein Druckgleichgewicht einstellen kann. Außerdem wird eine Erhöhung des Wirkungsgrades des Axiallüfters erzielt.

In Ausgestaltung der Erfindung ist eine vordere Stirnkante des Luftleitringes in axialem Abstand zu einem Außenrand des Kupplungsgehäuses angeordnet, und diese überragt den Außenrand radial nach innen. Dadurch wird die „Spoilerwirkung" des Luftleitringes weiter verbessert.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Luftleitring ein von der Lüfternabe getrenntes Bauteil, das lösbar an der Lüfternabe befestigt ist. Dadurch ist es möglich, den Luftleitring als Zusatztteil an bestehende Axiallüfter ohne großen Aufwand anzubauen. Die lösbare Befestigung des Luftleitringes gewährleistet dennoch ein einfaches Entfernen der Flüssigkeitsreibungskupplung von der Lüfternabe.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Luftleitring mehrere über seinen Umfang verteilte Befestigungsfortsätze auf, die radial von innen an die Lüfternabe anschließen und axial zwischen Verstärkungsrippen der Lüfternabe hineinragen. Als Befestigungsfortsätze sind insbesondere Befestigungslaschen geeignet. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, den Luftleitring durch eine einfache Befestigung der Befestigungslaschen an der Lüfternabe starr mit dieser zu verbinden. Vorteilhaft ist hierzu eine unlösbare Rastverbindung vorgesehen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das anhand der Zeichnung dargestellt ist.

Die einzige Figur zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Axiallüfters, dessen Lüfternabe auf einem Kupplungsgehäuse einer Flüssigkeitsreibungskupplung montiert ist und mit einem Luftleitring versehen ist.
Der Axiallüfter (1, 2) ist in nicht dargestellter Weise in einem Kraftfahrzeug in Fahrtrichtung hinter einem Kühlmittelkühler eines Kühlmittelkreislaufes für einen Kraftfahrzeugmotor angeordnet. Der Axiallüfter (1, 2) erzeugt bei niedrigen Geschwindigkeiten des Fahrzeugs oder im Stillstand durch die Anordnung hinter dem Kühlmittelkühler eine Saugströmung (S) für den Kühlmittelkühler, wodurch Luft durch den Kühlmittel kühler hindurchströmt. Der Axiallüfter (1, 2) weist eine Flüssigkeitsreibungskupplung (1) auf, die mittels einer Flanschwelle (3) an eine Kurbelwelle des Kraftfahrzeugmotors angeschlossen ist. Der Kraftfahrzeugmotor stellt einen großen Lastkraftwagen-Motor dar. Bei kleinen Kraftfahrzeugmotoren wird die als Antriebsteil dienende Flanschwelle (3) nicht direkt von der Kurbelwelle, sondern mit Hilfe von Keilriemen durch den Kraftfahrzeugmotor angetrieben. Den Abtriebsteil der Flüssigkeitsreibungskupplung (1) bildet ein Kupplungsgehäuse (4), dessen Außenumfang mit radial nach außen abragenden Kühlrippen (17) versehen ist.
Ein Lüfterrad (2) des Axiallüfters (1, 2) weist eine das Kupplungsgehäuse (4) radial umschließende Lüfternabe (8) auf, die mittels eines Lüfterflansches (6) an dem Kupplungsgehäuse (4) befestigt ist. Die Lüfternabe (8) und der Lüfterflansch (6) sind durch Verstärkungsrippen (5) versteift. Zur Befestigung der Lüfternabe (8) an dem Kupplungsgehäuse (4) weist der Lüfterflansch (6) mehrere radial nach innen ragende Befestigungsstege auf, die mit Hilfe von axial ausgerichteten Befestigungsschrauben (7) mit dem Kupplungsgehäuse (4) verschraubt sind. Zwischen dem Lüfterflansch (6) und dem Kupplungsgehäuse (4) verbleibt ein Ringspalt (12), durch den Luft unter Umströmung der Kühlrippen (17) hindurch strömt. Um ein Druckgleichgewicht im Bereich der Lüfternabe (8) und weitgehend definierte Strömungsverhältnisse bei dem Axiallüfter (1, 2) zu erhalten, ist auf einer auf eine Luftströmung (S) bezogenen Eintrittsseite der Lüfternabe (8), die dem Kühlmittelkühler zugewandt ist, ein Luftleitring (10) vorgesehen, der beim Ausführungsbeispiel aus Kunststoff hergestellt ist. Der Luftleitring (10) stellt ein von dem Lüfterrad (2) getrenntes Bauteil dar, das an die eintrittsseitige Stirnseite der Lüfternabe (8) angesetzt und lösbar mit dieser verbunden ist. Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung stellt der Luftleitring (10) kein getrenntes Bauteil, sondern einen Teil der Lüfternabe (8) dar.
Der Luftleitring (10) weist ein bogenförmiges Profil auf, das von der Stirnseite der Lüfternabe (8) aus zum Kühlmittelkühler hin axial nach vorne und radial nach innen – auf eine Drehachse (15) des Axiallüfters (1, 2) bezogen – gekrümmt ist. Der Luftleitring (10) weist eine innere Stirnkante (14) auf, die in axialem Abstand vor den Kühlrippen (17) des Kupplungsgehäuses (4) angeordnet ist. Der Luftleitring (10) ist radial von innen an die Lüfternabe (8) im Bereich ihrer eintrittsseitigen Stirnseite angesetzt, wobei eine die Luftleitfläche für die Hauptströmung bildende Oberfläche bündig und fluchtend an die Stirnseite der Lüfternabe (8) anschließt. Durch diesen gleichmäßigen Übergang wird ein Ablösen der Strömung im Einstrittsbereich der Lüfternabe (8) vermieden. Der Luftleitring (10) weist über seinen Umfang gleichmäßig verteilt als Befestigungsfortsätze vier Befestigungslaschen (11) auf, die auf einer Innenseite der Lüfternabe (8) an dieser anliegen. Auf die Anzahl der Befestigungslaschen kommt es nicht an. Bei anderen erfindungsgemäßen Ausführungen sind anderszahlige Anordnungen von Befestigungslaschen vorgesehen. Die Abmessungen dieser Befestigungslaschen (11) sind so auf den Abstand zweier benachbarter Verstärkungsrippen (5) zueinander abgestimmt, daß die Befestigungslaschen (11) jeweils zwischen zwei Verstärkungsrippen (5) einschiebbar sind. Die Befestigungslasche (11) wird mit Hilfe einer Befestigungsschraube (13) mit der Lüfternabe (8) verschraubt, wobei jede Befestigungsschraube (13) radial von außen durch die Lüfternabe (8) hindurch und in die jeweilige Befestigungslasche (11) hineingeschraubt wird. Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung sind andere Arten von Befestigungen für den Luftleitring (10) vorgesehen. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Befestigungsfortsätze des Luftleitringes mit Hilfe von unlösbaren Rastverbindungen mit der Lüfternabe verbunden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine lösbare Befestigung des Luftleitringes (10), da für ein Abmontieren der Flüssigkeitsreibungskupplung (1) vom Lüf terrrad (2) zunächst der Luftleitring (10) entfernt werden muß. Dies ist der Fall, da beim Ausführungsbeispiel die Stirnkante (14) den durch die Kühlrippen (17) gebildeten Außenumfang der Kupplung um ein geringes Stück radial nach innen übergreift. Selbstverständlich sind jedoch auch unlösbare Befestigungen des Luftleitringes (10) an der Lüfternabe (8) möglich, falls die Flüssigkeitsreibungskupplung (1) in entgegengesetzter Richtung demontierbar ist oder die Stirnkante des Luftleitringes die Demontage der Kupplung nicht behindert.
Durch den Luftleitring (10) ergeben sich definierte Luftführungen für den Lüfter sowie ein Druckgleichgewicht im Ringspalt (12), da durch den Luftleitring (10) Gegenströmungen und Verwirbelungen im Bereich zwischen der Lüfternabe (8) und der Kupplung vermieden werden. Das Lüfterrad (2) stellt in an sich bekannter Weise einen Mantellüfter dar, der einen die Lüfterschaufeln (9) radial außen umschließenden Mantel (16) aufweist. Das Lüfterrad (2) ist einschließlich dem Lüfterflansch (6), der Lüfternabe (8), den Lüfterschaufeln (9) und dem Mantel (16) einstückig aus Kunststoff hergestellt.

Claims

Axiallüfter für einen Kühler eines Kraftfahrzeugmotors, dessen Lüfternabe mittels eines Lüfterflansches unter Belassung eines Ringspaltes für einen den Kühlrippen des Kupplungsgehäuses zugeordneten Teilstrom auf einem Kupplungsgehäuse einer Flüssigkeitsreibungskupplung befestigbar ist, die durch einen Antriebsteil des Kraftfahrzeugmotors antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Lüfternabe (8) auf einer auf die Strömungsrichtung der Luftströmung (5) bezogenen Eintrittsseite ein Luftleitring (10) vorgesehen ist, der ein bogenförmiges Profil aufweist, das der Strömungsrichtung (5) axial entgegengerichtet und radial nach innen gekrümmt ist, und der den radial innerhalb der Lüfternabe (8) strömenden Teilstrom derart führt, daß Wirbelgebiete der Luftströmung im Nabenbereich reduziert werden.
Axiallüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine vordere Stirnkante (14) des Luftleitrings (10) in axialem Abstand zu einem Außenrand des Kupplungsgehäuses (4) angeordnet ist und den Außenrand radial nach innen überragt.
Axiallüfter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftleitring (10) ein von der Lüfternabe (8) getrenntes Bauteil ist, das lösbar an der Lüfternabe (8) befestigt ist.
Axiallüfter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftleitring (10) mehrere über seinen Umfang verteilte Befestigungsfortsätze (11) aufweist, die radial von innen an die Lüfternabe (8) anschließen und axial zwischen die Verstärkungsrippen (5) der Lüfternabe (8) hineinragen.
Axiallüfter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsfortsätze mit Hilfe von Rastmitteln mit der Lüfternabe verrastet sind.