EP1934484A1

EP1934484A1 - Lüftermodul

Info

Publication number: EP1934484A1
Application number: EP06793472A
Authority: EP
Inventors: Brian Havel; Harald Redelberger; Pietro De Filippis
Original assignee: VDO Automotive AG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2006-09-13
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2026-09-13
Also published as: DE502006003033D1; CN101278128A; DE102005046180B3; US8100665B2; WO2007036431A1; CN100554701C; US20090151911A1; EP1934484B1; ATE424510T1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Lüftermodul, insbesondere für die Kühlung von Kraftfahrzeugmotoren. Um eine verbesserte Kühlung des Lüftermotors zu ermöglichen wird vorgeschlagen, dass das Lüftergehäuse (101), in dem der Lüftermotor (105) angeordnet ist, feststehende Luftleitelemente (109) aufweist, die im Bereich einer Lüfternabe (2) des von dem Lüftermotor (105) angetriebenen Lüfterrades (1) angeordnet sind und einen durch das Lüftergehäuse (101) definierten Austrittsquerschnitt (102, 118) nur teilweise abdecken.

Description

Beschreibung

Lüftermodul

Die Erfindung betrifft ein Lüftermodul, insbesondere für die Kühlung von Kraftfahrzeugmotoren.

Aus dem Stand der Technik sind Axiallüfter bekannt, die zwischen einem Kühler und einem Verbrennungsmotor eines Kraft- fahrzeugs angeordnet sind. Derartigen Axiallüftern sind Luftleitschaufeln zugeordnet, welche den gesamten Austrittsquerschnitt abdecken und dazu dienen, die Rotationsenergie der strömenden Luft in eine axiale Richtung umzulenken, um somit den axialen Luftstrom zu verstärken.

Da für einen Abstand zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Lüftermodul aufgrund veränderter Einbaubedingungen im Motorraum moderner Kraftfahrzeuge immer weniger Raum zur Verfügung steht, gewinnen Axial-Radial-Lüfter eine immer größere Bedeu- tung. Die FIG 14 und 15 zeigen schematisch ein zwischen einem Kühler 200 und Verbrennungsmotor 300 eines Kraftfahrzeugs angeordnetes Lüftermodul 400 mit einem Lüftermotor 500, wobei in FIG 11 eine axiale Luftströmung 600 und in FIG 12 eine a- xial-radiale Luftströmung 700 dargestellt ist. Bei diesen Bauformen tritt der Luftstrom axial in den Lüfter ein und verlässt diesen teilweise radial wieder. Die Verwendung bekannter Luftleitschaufeln führt dabei jedoch zu einer Verringerung der Leistungsfähigkeit der Lüfter, da radiale Luftströmungen gestört werden durch das Umlenken der Luft in die axiale Richtung durch die Luftleitschaufeln.

Darüber hinaus erhöht sich durch die enge Bauart die Betriebstemperatur des Lüftermotors, was eine bessere Kühlung des Lüftermotors sowie insbesondere der integrierten Elektro- nik erforderlich macht. Gleichzeitig werden immer leistungsstärkere Lüftermotoren eingesetzt, so dass auch der Kühlbedarf des Lüftermotors ständig steigt. Schließlich muss aufgrund der immer leistungsstärkeren Verbrennungsmotoren zuneh- mend auch von erhöhten Umgebungs- und Betriebstemperaturen für die Luftermotoren ausgegangen werden.

EP 0387987 A2 beschreibt einen Haltering zur Aufnahme eines Kuhlerluftermotors in einem Gehäuse. Dabei wird ein innerer Haltering mit Hilfe von Radialstreben mittig in einer Kreis- offnung plaziert. Den Radialstreben sind zusatzliche Stabilisierungsringe zugeordnet, die einerseits zur Erhöhung der mechanischen Stabilität der Haltevorrichtung und andererseits zur Umlenkung des Kuhlluftstromes von einer radialen in eine axiale Richtung und damit zur Erhöhung der Luftereffizienz dienen .

US 2005/0186070 Al zeigt eine Lufteranordnung, bei der die Luftdurchtrittsoffnung mit Luftleitelementen abgedeckt ist, wobei sich die Anzahl der Luftleitelemente in einem ersten Bereich in der Mitte der Öffnung von der Zahl der Luftleitelemente in einem zweiten Bereich am Umfang der Öffnung unterscheidet. Die Anzahl der Luftleitelemente wird dabei ent- sprechend eventuell auftretender Druckunterschiede über die Lange der Lufterblatter derart ausgewählt, daß die Lufter- leistung optimiert wird.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Luftermo- dul bereitzustellen, das eine verbesserte Kühlung des Lufter- motors ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch ein Luftermodul nach Anspruch 1 gelost. Danach ist ein Luftermodul vorgesehen, insbesondere für die Kühlung von Kraftfahrzeugmotoren, mit einem Luftergehause, mit einem in dem Luftergehause angeordneten Luftermotor (insbesondere Elektromotor) und mit einem von dem Luftermotor angetriebenen Lufterrad, wobei das Luftergehause feststehende Luftleitelemente aufweist, die im Bereich einer Lufternabe des Lufterrades angeordnet sind und einen durch das Luftergehause definierten Austrittsquerschnitt nur teilweise abdecken. An der Lufternabe sind Lufterblatter angeordnet, wobei eine Anzahl von Lufterblatter im Bereich der Lufternabe einen Lufterblattabschnitt zur Bildung einer Stromungsoffnung aufweisen, der nach Art einer festen Spreizklappe ausgebildet ist zur Erzeugung eines erhöhten statischen Luftdruckes in der Nahe der Lufternabe.

Erfindungsgemaß wird also die Kühlung des Luftermoduls dadurch verbessert, dass konstruktive Änderungen an dem Luftergehause, also der den Luftermotor haltenden Zarge, vorgenommen sind. Hierzu sind an dem Luftergehause Luftleitelemente vorgesehen, insbesondere in Form von Luftleitschaufeln. Mit diesen Luftleitelementen wird ein zusatzlicher Druckunterschied zwischen der Vorderseite und der Hinterseite des Luf- termoduls erzeugt.

Mit anderen Worten wird mit der Erfindung die sonst ungenutzte Rotationsenergie, oder anders ausgedruckt der tangentiale Anteil der Luftströmung durch den Lufter, in statischen Druck umgewandelt. Der erhöhte Druckunterschied zwischen der Motorvorderseite und der Motorruckseite fuhrt dazu, dass die Luft- Strömung durch den in offener Bauweise realisierten Luftermotor erhöht und damit die Kühlung des Luftermotors deutlich verbessert wird. Dennoch fuhren die Luftleitelemente nicht zu einer Verschlechterung des radialen Luftstromes, da sie sich nicht über die gesamte Flache des Austrittsquerschnitts erstrecken. Zudem sind die Luftleitelemente zentral im Austrittsquerschnitt angeordnet, nämlich im Bereich der Lufternabe, so dass der am äußeren Umfang des Lufterrades auftretende Großteil der Luftströmung von den Luftleitelementen ungestört bleibt. Die Hauptluftleistung zur Kühlung des Verbrennungsmotors wird im äußeren Bereich des Lufters (im Bereich der Blattspitze) umgesetzt.

Für eine weitere Verbesserung der Kühlung des Luftermotors ist es vorgesehen, dass eine Anzahl von Lufterblatter im Be- reich der Lufternabe einen Lufterblattabschnitt zur Bildung einer Stromungsoffnung aufweisen, der nach Art einer festen Spreizklappe ausgebildet ist zur Erzeugung eines erhöhten statischen Luftdruckes in der Nahe der Lufternabe. Hierdurch wird der Druckunterschied zwischen der Vorderseite und der Ruckseite des Luftermoduls erhöht. Dadurch wird an dem Spalt zwischen Lufternabe und Luftermotor eine größere Luftmenge vorbeigefuhrt, was zu einer Verstärkung des Venturi-Effektes in dem Spalt und damit zu einem erhöhten Kuhlluftstrom durch den Luftermotor fuhrt.

Erfindungsgemaß wird also die Kühlung des Luftermoduls dadurch verbessert, dass konstruktive Änderungen an den Lufter- blättern vorgenommen sind. Hierzu ist an jedem Lufterblatt in der Nahe der Lufternabe ein aus dem Verlauf des Lufterblattes fest ausgestellter Lufterblattabschnitt vorgesehen, so dass eine Art „geteiltes Lufterblatt" („split blade" oder „slotted blade") mit einer Primär- oder Hauptschaufel und einer Sekun- dar- oder Hilfsschaufel entsteht. Dabei wird die Hilfsschau- fel durch den fest ausgestellten Lufterblattabschnitt und die Hauptschaufel durch das (nicht ausgestellte) restliche Lufterblatt gebildet. Nachfolgend werden die Bezeichnungen „split blade" und „geteiltes Lufterblatt" synonym verwendet.

Diese Ausfuhrungsform beruht auf der Verwendung derartig geteilter Lufterblatter bei Axialluftern . Das Wirkprinzip eines solchen herausgestellten und als Hilfsschaufel dienenden Luf- terblattabschnittes entspricht im Wesentlichen dem einer Spreizklappe, wie sie beispielsweise in der Luftfahrt als

Auftriebshilfe an der Hinterkante von Flugein verwendet wird. Dadurch, dass ein Teil des Lufterblattes (nämlich die Hilfs- schaufel) herausgestellt ist, vergrößert sich die Lufter- blattwolbung. An den Lufterblattern entstehen durch das Aus- stellen der erfindungsgemaßen Lufterblattabschnitten Stromungsoffnungen . Der Anstellwinkel der Hilfsschaufein wirkenden Lufterblattabschnitte und damit der Angriffswinkel für die das Luftermodul durchströmende Luft ist von dem Anstellwinkel der Hauptschaufeln verschieden.

Besonders vorteilhaft ist es, dass durch die Hilfsschaufein die Strömung derart gerichtet wird, dass eine unerwünschte Stromungsablosung von den Lufterblattern verhindert werden kann. Dadurch wird zum einen erreicht, dass sich die maximale Lüftereffizienz für den Hauptluftstrom verbessert, da sich die Rezirkulationseffekte verringern. Die tangentiale Luftgeschwindigkeit (Umfangsgeschwindigkeit) ist gegenüber herkömm- liehen Lüftermodulen deutlich erhöht, wodurch zugleich auch der axiale Anteil erhöht ist, was zu einem verstärkten Kühl- luftstrom führt. Zum anderen wird aufgrund des erhöhten Kühlluftstromes durch den Lüftermotor eine verbesserte Kühlung des Lüftermotors, einschließlich der integrierten Elektronik, ermöglicht.

Durch die Konzentration der Strömungsöffnungen im Bereich der Lüfternabe wird erreicht, dass in den äußeren Bereichen des Lüfters der bei einem axial-radialen Strömungsverlauf ge- wünschte radiale Lüftungseffekt auf der Rückseite des Lüftermoduls nicht beeinträchtigt wird.

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Verbesserung der Kühlung von Lüftermotoren erreicht. Dadurch können z.B. stär- kere Lüftermotoren zum Einsatz kommen oder existierende Lüftermotoren bei höheren Umgebungstemperaturen eingesetzt werden .

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Un- teransprüchen angegeben.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung decken die Luftleitelemente Fläche von 10 bis 50 Prozent des Austrittsquerschnitts ab. Die abgedeckte Fläche ist abhängig zu etwa 20% von dem gewählten Lüfterdurchmesser, zu etwa 70% von dem Nabendurchmesser und zu etwa 10% von dem Abstand des Axiallüftermoduls zum Verbrennungsmotor.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Win- kelstellung der Luftleitelemente abhängig von dem Lüfterradius r. Der Anstellwinkel CC ändert sich dabei in Abhängigkeit von dem Lüfterradius r in einem Bereich von vorzugsweise α=12° für r=d bis α=45° für r=l,3 x d, wobei d den Durchmesser der Lüfternabe bezeichnet.

Vorzugsweise ändert sich der Anstellwinkel der Luftleitele- mente in Radialrichtung und zwar derart, dass für den jeweiligen Luftvektor und dessen Richtung die bestmögliche Rückgewinnung der tangentialen Luftenergie möglich ist. In anderen Worten soll durch eine entsprechende Ausgestaltung der Luftleitelemente erreicht werden, dass ein möglichst hoher Anteil der tangentialen Energie in axiale Richtung umgelenkt wird.

Die äußeren Enden der Luftleitelemente sind gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung über einen Außenring miteinander verbunden. Dadurch wird eine besonders stabile Konstruktion erreicht. Der Außenring ist vorzugsweise derart geformt, dass die axial-radial durchtretende Luftströmung nicht behindert wird. Der Ring ist dabei derart ausgeformt, dass die axial einströmende Luft radial weggeführt wird, ohne dass eine bewusste Umlenkung (beispielsweise mit einem Umlenkelement) erfolgt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform verlaufen die Strömungsöffnungen unmittelbar von der Lüfternabe ausgehend radial nach außen in Richtung der Enden der Lüfterblät- ter. Die radiale Länge („Höhe") der Strömungsöffnungen entspricht dabei vorzugsweise maximal 30 Prozent des Nabenradius. Es sind aber auch Strömungsöffnungen mit einer größeren radialen Länge möglich, bis hin zu Strömungsöffnungen, welche über die gesamte radiale Länge des Lüfterblattes verlaufen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt die Breite der Strömungsöffnungen vorzugsweise zwischen 10 und 50 Prozent der Lüfterblattbreite, bezogen auf die jeweilige radiale Position. Eine besonders gute Kühlwir- kung konnte erzielt werden, wenn die Breite der Strömungsöffnungen zwischen 35 und 45 Prozent der Lüfterblattbreite beträgt . Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Anstellwinkel der durch den ausgestellten Lüfterblattabschnitt gebildeten Hilfsschaufel 25 bis 70 Grad größer als der Anstellwinkel der Hauptschaufel. Eine beson- ders gute Kühlwirkung konnte erzielt werden, wenn der Anstellwinkel der Hilfsschaufel 40 bis 55 Grad größer ist als der Anstellwinkel der Hauptschaufel.

Die durch den ausgestellten Lüfterblattabschnitt gebildete Hilfsschaufel kann dabei auf verschiedene Arten ausgestellt ein. Die Strömungsöffnung ist mit anderen Worten entweder zu der Druckseite und zu der Saugseite hin angeordnet. Welcher Variante der Vorzug gegeben wird, hängt in erster Linie von dem zur Verfügung stehenden axialen Bauraum ab.

Die ausgestellten Lüfterblattabschnitte und damit die Strömungsöffnungen sind vorzugsweise im Bereich der hinteren Kante der Lüfterblätter angeordnet. Damit ergibt sich ein besonders großer Strömungsverstärkungseffekt .

Sind die Lüfterblattabschnitte profiliert, insbesondere gewölbt wie Tragflügel, so kann der gewünschte Strömungseffekt weiter verbessert werden.

Besonders vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn die radiale Länge der Strömungsöffnungen derart bemessen ist, dass die Strömungsöffnungen mit dem Außenring der Luftleitelemente abschließen. Dann ergibt sich eine besonders effektive höhere Tangentialgeschwindigkeit . Diese kann durch die ent- sprechend am Lüftergehäuse angeordneten, erfindungsgemäßen Luftleitelemente genutzt werden, so dass sich ein optimales Zusammenspiel von Luftleitelementen und Strömungsöffnungen ergibt .

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das mit Hilfe von Figuren beschrieben wird. Hierbei zeigen: eine schematische Ansicht eines Lüftermoduls,

eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Zarge,

eine Detailansicht eines Luftleitelements,

eine perspektivische Ansicht eines Lüfterblattes mit Strömungsöffnung,

eine Draufsicht auf den Nabenumfang des Lüfterblattes aus FIG 4,

eine schematische Darstellung einer ersten Ausfüh- rungsform,

eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform,

eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform,

eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform,

eine schematische Darstellung einer fünften Ausführungsform,

eine schematische Darstellung einer sechsten Aus- führungsform,

eine schematische Darstellung einer siebenten Ausführungsform,

eine schematische Darstellung einer achten Ausführungsform, FIG 14 eine schematische Darstellung einer rein axialen

Luftströmung durch ein Luftermodul (Stand der Technik) und

FIG 15 eine schematische Darstellung einer axial-radialen Luftströmung durch ein Luftermodul (Stand der Technik) .

Die FIG 1 und 2 zeigen ein Axialluftermodul 100, wie es zwi- sehen einem Kuhler 200 und einem Verbrennungsmotor 300 im Motorraum eines Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Das Luftermodul 100 weist eine Zarge 101 mit einer kreisrunden Öffnung 102 (Luftdurchtrittsoffnung) auf . Diese Öffnung 102 dient als Luftaustrittsoffnung für die das Luftermodul 100 durchstro- mende Kuhlluft. Im Zentrum der Öffnung 102 ist ein Motormontagering 104 angeordnet, der zur Aufnahme eines Elektromotors, dem Luftermotor 105, dient. Der Luftermotor 105 treibt über eine Antriebsachse 111 ein Lufterrad 1 an. Das Lufterrad 1 weist eine Lufternabe 2 und Lufterblatter 3 auf. Mit Hilfe des Lufterrades 1 wird ein Luftstrom in Richtung des Verbrennungsmotors 300 erzeugt. Dabei handelt es sich um eine axialradiale Strömung. Die Stromungsrichtung der Kuhlluft ist mit Pfeilen 103 für die axial einströmende Luft und Pfeilen 103' für die radial ausströmende Luft dargestellt. Das bedeutet, dass die Luft axial an der Anstromseite 106 (Vorderseite) in das Luftermodul 100 eintritt, jedoch das Luftermodul 100 an der Austrittsseite 107 (Ruckseite) axial-radial verlasst und in den Zwischenraum 108 zwischen Luftermodul 100 und Verbrennungsmotor 300 eintritt.

Vom Motormontagering 104 ausgehend erstrecken sich in radialer Richtung 116 eine Anzahl von Luftleitelementen 109 in Form von Luftschaufeln nach außen. Der Radius 110 des Lufterrades 1 entspricht in der dargestellten Ausfuhrungsform dem 1,3-fachen Durchmesser 112 der Lufternabe 2. Der Anstellwinkel CC der Luftleitelemente 109 der Zarge 101 in Stromungsrichtung 103 betragt α=45°, vgl. FIG 3. Die äußeren Enden 113 der Luftleitelemente 109 sind über einen Außenring 114 miteinander verbunden, welcher derart geformt ist, dass er die axial-radial durchtretende Luftströmung 103 nicht behindert. Der Außenring 114 ist über in radialer Richtung 116 verlaufende Radialstreben 115 nach Art von Haltearmen mit der Zarge 101 verbunden. Mit anderen Worten wird der Luftermotor 105 hierdurch in der Zarge 101 gehalten. Der Durchmesser 117 des Außenrings 114 ist deutlich geringer als der Durchmesser 118 der Öffnung 102 der Zarge 101, jedoch großer als der Durchmesser 112 der Lufternabe 2.

Zur Erzeugung eines Kuhlluftstromes durch den offenen Luftermotor 105 ist zwischen der Anstromseite 106 und der Austrittsseite 107 des Luftermoduls 100 ein Druckunterschied erforderlich. Durch die Anordnung der Luftleitelemente 109 wird der Druck auf der Austrittsseite 107 des Luftermoduls 100 und damit der Druckunterschied zwischen Anstromseite 116 und Austrittsseite 107 erhöht. Zugleich wird die radiale Strömung der Kuhlluft in den äußeren Bereichen des Lufterrades 1 nicht beeinflusst .

In den FIG 4 und 5 ist ein Teil des Lufterrades 1 dargestellt. Die Lufternabe 2 dreht sich bei rotierendem Lufterrad 1 in Drehrichtung 4. Im Bereich der Lufternabe 2 weist das abgebildete Lufterblatt 3 einen Lufterblattabschnitt 5 zur Bildung einer Stromungsoffnung 6 auf. Der Lufterblattabschnitt 5 ist nach Art einer festen Spreizklappe ausgebildet und dient zur Erzeugung eines erhöhten statischen Luftdruckes in der Nahe der Lufternabe 2. Zur besseren Verdeutlichung der Stromungsverhaltnisse ist in den Figuren die Luftstromrich- tung relativ zu den rotierenden Lufterblattern mit Pfeilen 7 eingezeichnet .

Das Lufterblatt 3 verlauft auf dem Nabenumfang 8 in einem Anstellwinkel von der Vorderkante 9 der Lufternabe 2 zu der Hinterkante 10 der Lufternabe 2. Mit anderen Worten zeigt die vordere Kante 11 des Lufterblattes 3 in FIG 4 nach rechts auf den Betrachter zu, wahrend die hintere Kante 12 des Lufter- blattes 3 nach links von dem Betrachter weg weist. Der ausge- stellte Lufterblattabschnitt 5 und damit die Stromungsoffnung 6 ist im Bereich der hinteren Kante 12 des Lufterblattes 3 angeordnet .

Die durch den ausgestellten Lufterblattabschnitt 5 gebildete Stromungsoffnung 6 ist nach unten von der Nabenumfang 8 begrenzt. Die Stromungsoffnung 6 geht mit anderen Worten unmittelbar von der Lufternabe 2 aus radial nach außen in Richtung des Lufterblattendes 13. Die radiale Lange („Hohe") 14 der

Stromungsoffnung 6 entspricht dabei 30 Prozent des Nabenradius 15, wobei der Nabenradius der Entfernung von der Nabenachse 19 zu dem Nabenumfang 8 entspricht. Die radiale Lange 14 der Stromungsoffnungen 6 ist derart bemessen, dass die Stro- mungsoffnungen 6 mit dem Außenring 114 der Luftleitelemente 109 abschließen. Mit anderen Worten die Lange 119 der Luftleitelemente 109 entspricht der radialen Lange 14 der Stro- mungsoffnung 6. Die Breite 16 der Stromungsoffnung betragt 35 Prozent der Lufterblattbreite 17. Die Breite 33 des Lufter- blattabschnittes 5 entspricht in dem dargestellten Ausfuhrungsbeispiel der Breite 16 der Stromungsoffnung 6. Der Anstellwinkel ß des Lufterblattabschnittes 5 (Hilfsschaufel) ist 25 Grad großer als der Anstellwinkel des Lufterblattes 3 (Hauptschaufel) . Die Stromungsoffnung 6 wird nach außen in Richtung des Lufterblattendes 13 von einer Deckflache 18 begrenzt, die den Lufterblattabschnitt 5 mit dem Lufterblatt 3 verbindet. Anstelle der Deckflache 18 kann jedoch auch ein aerodynamisch optimierter fließender Übergang von der Hilfs- schaufel 5 zu dem Lufterblatt 3 vorgesehen sein.

In weiteren Ausfuhrungsbeispielen (nicht abgebildet) kann die Breite 33 des Lufterblattabschnittes 5 jedoch auch kleiner oder großer sein als die Breite 16 der Stromungsoffnung 6.

Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in den Figuren jeweils nur ein einziges Lufterblatt 3 abgebildet. Jedoch weisen vorzugsweise samtliche Lufterblatter 3 des Lufterrades 2 die er- findungsgemaßen Lufterblattabschnitte 5 auf. Wie in den FIG 6 bis 9 schematisch dargestellt, kann die durch den ausgestellten Lüfterblattabschnitt 5 gebildete Sekundär- oder Hilfsschaufel 21 auf verschiedene Arten ausge- stellt sein. Dabei ist der Anstellwinkel ß2 der als Hilfs- schaufeln 21 wirkenden Lüfterblattabschnitte 5 und damit der Angriffswinkel für die das Lüftermodul durchströmende Luft stets größer als der Anstellwinkel ßi der Primär- oder Hauptschaufeln 20.

In einer ersten, einfachen Ausführungsform (FIG 6) liegt die hintere Kante 22 der Hauptschaufel 20 in der gleichen Ebene wie die vordere Kante 23 der Hilfsschaufel 21.

In einer zweiten Ausführungsform (FIG 7) ist die vorderen Kante 23 der Hilfsschaufel 21 zu der hinteren Kante 22 der Hauptschaufel 20 in axialer Richtung um den Abstand 24 negativ, d. h. in Richtung Hinterkante 10 der Lüfternabe 2, versetzt angeordnet.

In einer dritten Ausführungsform (FIG 8) liegt die hintere Kante 26 der Hilfsschaufel 21 auf der gleichen Ebene wie die hintere Kante 22 der Hauptschaufel 20. Anders ausgedrückt ist die vorderen Kante 23 der Hilfsschaufel 21 zu der hinteren Kante 22 der Hauptschaufel 20 in axialer Richtung um den Abstand 25 positiv, d. h. in Richtung Vorderkante 9 der Lüfternabe 2, versetzt angeordnet.

In einer vierten Ausführungsform (FIG 9) ist die hintere Kan- te 26 der Hilfsschaufel 21 zu der hinteren Kante 22 der

Hauptschaufel 20 in axialer Richtung um den Abstand 27 positiv, d. h. in Richtung Vorderkante 9 der Lüfternabe 2, versetzt angeordnet.

In einer fünften Ausführungsform (FIG 10) können die Hauptschaufel 20 und die Hilfsschaufel 21 auch vollständig überlappen. Mit anderen Worten ist die hintere Kante 26 der Hilfsschaufel 21 in axialer Richtung um den Abstand 28 posi- tiv, d. h. in Richtung Vorderkante 9 der Lüfternabe 2, versetzt angeordnet. Der Abstand der hinteren Kante 26 der Hilfsschaufel 21 zu der vorderen Kante 29 der Hauptschaufel 20 ist dabei kürzer als der Abstand der hintere Kante 22 der Hauptschaufel 20 zu deren vorderer Kante 29. Darüber hinaus ist die vordere Kante 23 der Hilfsschaufel in axialer Richtung positiv über die vordere Kante 29 der Hauptschaufel 20 hinaus verschoben.

In einer sechsten Ausführungsform (FIG 11) ist - ähnlich wie in den FIG 6 bis 10 - die Hilfsschaufel 21 in dem Bereich ihrer hinteren Kante 26 stark gewölbt. In einer siebenten Ausführungsform (FIG 12) ist die Hauptschaufel 20 in dem Bereich ihrer hinteren Kante 22 stark gewölbt. In einer achten Aus- führungsform (FIG 13) ist sowohl die Hauptschaufel 20 als auch die Hilfsschaufel 21 in dem Bereich ihrer hinteren Kanten 22, 26 stark gewölbt. Die starke Wölbung 32 dient dabei stets für eine Verstärkung des Luftstromes.

In allen bisher beschriebenen und dargestellten Beispielen ist die Sehnenlänge 30 der Hauptschaufel 20 stets größer als die Sehnenlänge 31 der Hilfsschaufel 21, vgl. FIG 10. Gemäß der Erfindung kann die Sehnenlänge 30 der Hauptschaufel 20 jedoch auch kleiner oder gleich der Sehnenlänge 31 der Hilfs- schaufei 21 sein. Die konkrete Dimensionierung hängt dabei stark von dem jeweiligen Einsatzweck ab.

Claims

Patentansprüche

1. Lüftermodul (100), insbesondere für die Kühlung von Kraft- fahrzeugmotoren, mit einem Lüftergehäuse (101), mit einem in dem Lüftergehäuse (101) angeordneten Lüftermotor (105) und mit einem von dem Lüftermotor (105) angetriebenen Lüfterrad (1), wobei das Lüftergehäuse (101) feststehende Luftleitelemente (109) aufweist, die im Bereich einer Lüfternabe (2) des Lüfterrades (1) angeordnet sind und einen durch das Lüftergehäuse (101) definierten Austrittsquerschnitt (102, 118) nur teilweise abdecken, dadurch gekennzeichnet, dass an der Lüfternabe (2) Lüfterblätter (3) angeordnet sind, wobei eine Anzahl von Lüfterblätter (3) im Bereich der Lüfternabe (2) ei- nen Lüfterblattabschnitt (5) zur Bildung einer Strömungsöffnung (6) aufweisen, der nach Art einer festen Spreizklappe ausgebildet ist zur Erzeugung eines erhöhten statischen Luftdruckes in der Nähe der Lüfternabe (2) .

2. Lüftermodul (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitelemente (109) eine Fläche von 10 bis 50 Prozent des Austrittsquerschnitts (102, 118) abdecken.

3. Lüftermodul (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass Luftleitelemente (109) in einem Anstellwinkel CC zu der Strömungsrichtung (103) der Kühlluft angeordnet sind und dass die Winkelstellung der Luftleitelemente (109) abhängig von dem Radius (110) des Lüfterrades (1) ist.

4. Lüftermodul (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anstellwinkel OC der Luftleitelemente (109) zwischen CC=12° für r=d und CC=45° für r=l,3 x d beträgt, wobei „r" den Radius (110) des Lüfterrades (1) und „d" den Durchmesser (112) der Lüfternabe (2) bezeichnet.

5. Lüftermodul (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Enden (13) der Luft- leitelemente (109) über einen Außenring (114) miteinander verbunden sind.

6. Lüftermodul (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da- durch gekennzeichnet, dass die radiale Länge (14) der Strömungsöffnung (6) maximal 30 Prozent des Nabenradius (15) entspricht .

7. Lüftermodul (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da- durch gekennzeichnet, dass die Breite (16) der Strömungsöffnung (6) zwischen 35 und 45 Prozent der Lüfterblattbreite

(17) beträgt.

8. Lüftermodul (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da- durch gekennzeichnet, dass der Anstellwinkel (ß2) des Lüfterblattabschnittes (5) 40 bis 55 Grad größer ist als der Anstellwinkel (ßi) der Lüfterblattes 2.

9. Lüftermodul (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da- durch gekennzeichnet, dass der Lüfterblattabschnitt (5) im

Bereich der hinteren Kante (12) des Lüfterblattes (2) angeordnet ist.

10. Lüftermodul (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da- durch gekennzeichnet, dass die radiale Länge (14) der Strömungsöffnung (6) derart bemessen ist, dass die Strömungsöffnung (6) mit dem Außenring (114) der Luftleitelemente (109) abschließt .