DE102014204043A1

DE102014204043A1 - Fan wheel of an axial fan

Info

Publication number: DE102014204043A1
Application number: DE102014204043.4A
Authority: DE
Inventors: Stéphanie Larpent; Uwe Blass; Nikolaus Zipf
Original assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 2014-03-05
Filing date: 2014-03-05
Publication date: 2015-09-10
Also published as: WO2015132077A1; EP3114354B1; EP3114354A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lüfterrad (1) für einen Axiallüfter (2) zum Erzeugen eines Kühlluftstroms (38) durch einen Wärmetauscher (36) eines Fahrzeugs, mit einer Nabe (3) und mehreren Schaufeln (4), die jeweils an einem Schaufelfuß (5) mit der Nabe (3) verbunden sind, wobei die Schaufeln (4) jeweils einen Schaufelkörper (7) aufweisen, der an einer Saugseite (8) des Lüfterrads (1) eine Vorderseite (9) und an einer Druckseite (10) des Lüfterrads (1) eine Rückseite (11) besitzt und der eine Anströmkante (12) sowie Abströmkante (13) aufweist, wobei wenigstens eine der Schaufeln (4) auf der Druckseite (10) des Lüfterrads (1) eine Rampe (14) aufweist, die von der Rückseite (11) des Schaufelkörpers (7) absteht und die sich ausgehend von einem Anfangsbereich (15), in den sich der Schaufelfuß (5) und die Anströmkante (12) der jeweiligen Schaufel (4) befinden, in Richtung der Abströmkante (13) und einer Schaufelspitze (6) der jeweiligen Schaufel (4) erstreckt. Ein verbesserter Wirkungsgrad ergibt sich, wenn sich die jeweilige Rampe (14) über mehr als 50% einer radial vom Schaufelfuß (5) zur Schaufelspitze (6) gemessenen Schaufellänge (16) erstreckt.The present invention relates to a fan wheel (1) for an axial fan (2) for generating a cooling air flow (38) through a heat exchanger (36) of a vehicle, comprising a hub (3) and a plurality of blades (4), each on a blade root (3). 5) are connected to the hub (3), wherein the blades (4) each have a blade body (7) on a suction side (8) of the fan wheel (1) a front side (9) and on a pressure side (10) of Fan wheel (1) has a rear side (11) and has a leading edge (12) and trailing edge (13), wherein at least one of the blades (4) on the pressure side (10) of the fan wheel (1) has a ramp (14), which protrudes from the rear side (11) of the blade body (7) and which, starting from an initial area (15), in which the blade root (5) and the leading edge (12) of the respective blade (4) are located, in the direction of the trailing edge (13) and a blade tip (6) of the respective blade (4). An improved efficiency results when the respective ramp (14) extends over more than 50% of a blade length (16) measured radially from the blade root (5) to the blade tip (6).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lüfterrad für einen Axiallüfter zum Erzeugen eines Kühlluftstroms durch einen Wärmetauscher eines Fahrzeugs, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem einen mit einem derartigen Lüfterrad ausgestatteten Axiallüfter.The present invention relates to a fan for an axial fan for generating a cooling air flow through a heat exchanger of a vehicle, having the features of the preamble of claim 1. The invention also relates to a equipped with such a fan axial fan.

Aus der DE 10 2010 042 325 A1 ist ein derartiges Lüfterrad bekannt. Es umfasst eine Nabe und mehrere Schaufeln, die jeweils an einem Schaufelfuß mit der Nabe verbunden sind. Dabei weisen die Schaufeln jeweils einen Schaufelkörper auf, der auch als Schaufelblatt bezeichnet werden kann. Der Schaufelkörper besitzt an einer Saugseite des Lüfterrads eine Vorderseite und an einer Druckseite des Lüfterrads eine Rückseite. Ferner weist der Schaufelkörper eine Anströmkante sowie eine Abströmkante auf. Üblicherweise ist der Schaufelkörper an seiner Vorderseite, also zur Saugseite hin konvex gekrümmt während er an seiner Rückseite komplementär dazu zur Saugseite hin konkav gekrümmt ist. Alle Schaufeln des Lüfterrads weisen auf der Druckseite eine Rampe auf, die von der Rückseite des jeweiligen Schaufelkörpers absteht und die von einem Anfangsbereich ausgeht, in dem sich der Schaufelfuß und die Anströmkante der jeweiligen Schaufel befinden. Von diesem Anfangsbereich erstreckt sich die jeweilige Rampe dann in Richtung der Abströmkante sowie in Richtung der Schaufelspitze der jeweiligen Schaufel. Eine derartige Rampe sorgt für eine verbesserte Umströmung des Schaufelfußes im Bereich der Nabe. Beim bekannten Lüfter erstreckt sich die jeweilige Rampe über etwa ein Drittel einer radial vom Schaufelfuß zur Schaufelspitze gemessenen Schaufellänge. Somit sind beim bekannten Lüfterrad die Schaufeln ausgehend von der Schaufelspitze über mehr als 50 Prozent der Schaufellänge rampenfrei ausgestaltet.From the DE 10 2010 042 325 A1 Such a fan is known. It comprises a hub and a plurality of blades, each connected to the hub on a blade root. In this case, the blades each have a blade body, which can also be referred to as an airfoil. The blade body has a front side on a suction side of the fan wheel and a rear side on a pressure side of the fan wheel. Furthermore, the blade body has a leading edge and a trailing edge. Usually, the blade body is convexly curved at its front side, that is to say towards the suction side, while it is curved concavely on its rear side to be complementary to the suction side. All blades of the fan wheel have on the pressure side a ramp which projects from the rear side of the respective blade body and which starts from an initial region in which the blade root and the leading edge of the respective blade are located. From this initial region, the respective ramp then extends in the direction of the trailing edge and in the direction of the blade tip of the respective blade. Such a ramp ensures improved flow around the blade root in the region of the hub. In the known fan, the respective ramp extends over approximately one third of a blade length measured radially from the blade root to the blade tip. Thus, in the case of the known fan wheel, the blades are designed to be ramp-free over more than 50% of the blade length, starting from the blade tip.

Weitere Lüfterräder mit druckseitiger Rampe sind aus der WO 2012/072779 A1 aus der EP 1 219 837 A2 und aus der DE 199 29 978 A1 bekannt. Other fan wheels with pressure-side ramp are from the WO 2012/072779 A1 from the EP 1 219 837 A2 and from the DE 199 29 978 A1 known.

Bei einem Axiallüfter zum Erzeugen eines Kühlluftstroms durch einen Wärmetauscher eines Fahrzeugs ist häufig wenig Bauraum zwischen dem Wärmetauscher, der üblicherweise auch als Kühler bezeichnet wird, und einem Motorblock einer Brennkraftmaschine des Fahrzeugs vorhanden, um dort den Axiallüfter unterzubringen. Bei einer derartigen Positionierung zieht das Lüfterrad bzw. saugt das Lüfterrad den Kühlungsstrom durch den Wärmetauscher, wobei es den Kühlluftstrom frontal gegen den Motorblock fördert. Dort muss der Kühlluftstrom radial ausweichen. Dabei kommt es im Nabenbereich bzw. in einem nabennahen Bereich der Schaufeln, also im Bereich der Schaufelfüße zu einer Rückströmung. Diese Rückströmung wird mithilfe der druckseitig angeordneten Rampen radial verdrängt und in einem Endbereich der Rampen, der distal zur Nabe angeordnet ist, mit einer Hauptströmung zusammengeführt, die von den Schaufeln im Wesentlichen in der Axialrichtung gefördert wird. Die Axialrichtung verläuft dabei parallel zur Rotationsachse des Lüfterrads. Bei den bekannten, vorstehend genannten Lüfterrädern ist der Endbereich der jeweiligen Rampe etwa in einem radial innenliegenden Drittel der Schaufellänge zu finden, also im Wesentlichen proximal zum jeweiligen Schaufelfuß.In an axial fan for generating a cooling air flow through a heat exchanger of a vehicle is often little space between the heat exchanger, which is also commonly referred to as a cooler, and an engine block of an internal combustion engine of the vehicle available to accommodate the axial fan. In such a positioning, the fan wheel or sucks the fan the cooling flow through the heat exchanger, where it promotes the cooling air flow frontally against the engine block. There, the cooling air flow must escape radially. It comes in the hub area or in a region near the hub of the blades, ie in the region of the blade roots to a backflow. This return flow is radially displaced by means of the ramps arranged on the pressure side and brought together in one end region of the ramps, which is arranged distally to the hub, with a main flow, which is conveyed by the blades essentially in the axial direction. The axial direction is parallel to the axis of rotation of the fan. In the known fan wheels mentioned above, the end region of the respective ramp can be found approximately in a radially inner third of the blade length, that is, substantially proximal to the respective blade root.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Lüfterrad der vorstehend genannten Art bzw. für einen damit ausgestatteten Axiallüfter eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch einen verbesserten energetischen Wirkungsgrad auszeichnet. The present invention is concerned with the problem of providing an improved embodiment for a fan of the aforementioned type or for an axial fan equipped therewith, which is characterized in particular by an improved energy efficiency.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. This problem is solved according to the invention by the subject matter of the independent claim. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den Endbereich der jeweiligen Rampe im Vergleich zu bekannten Lüfterrädern radial nach außen zu verlegen, derart, dass sich die jeweilige Rampe über mehr als 50% der Schaufellänge erstreckt. Die Erfindung nutzt hierbei die Erkenntnis, dass die vom Lüfterrad geförderte Hauptströmung abhängig von der radialen Position entlang der Schaufeln unterschiedliche Hauptströmungsrichtungen aufweist. Beispielsweise ist die Hauptströmungsrichtung im Bereich der Schaufelfüße annähernd axial, während sie im Bereich der Schaufelspitzen eine im Wesentlichen diagonale Ausrichtung besitzt, mit anderen Worten, im Bereich der Schaufelspitzen sind eine Axialkomponente und eine Radialkomponente der Hauptströmungsrichtung etwa gleich groß. Ebenso kann die Hauptströmungsrichtung im Bereich der Schaufelspitzen weitgehend radial ausgerichtet sein. Jedenfalls besitzt die Hauptströmungsrichtung im Bereich der Schaufelspitzen eine deutlich größere Radialkomponente als im Bereich der Schaufelfüße. Wenn bei herkömmlicher Bauweise die Rampen im innenliegenden Drittel der Schaufellänge enden, herrscht am Übergang zwischen der Rückströmung und der Hauptströmung ein großer Richtungsunterschied, wodurch die radiale Rückströmung vergleichsweise stark in die Axialrichtung umgelenkt werden muss. Hierbei geht vergleichsweise viel Energie verloren. Durch die Verschiebung des Endbereichs der Rampen radial nach außen, wird erreicht, dass die Einleitung der Rückströmung in die Hauptströmung in einem weiter von der Nabe entfernten Bereich erfolgt, in dem die Hauptströmung bereits eine signifikante Radialkomponente besitzt. In der Folge muss die Rückströmung weniger stark in die Axialrichtung umgelenkt werden, sodass hier die energetischen Verluste reduziert werden können. In der Folge besitzt das erfindungsgemäße Lüfterrad im Betrieb des Axiallüfters eine verbesserte Effizienz. Die verbesserte Effizienz kann dazu genutzt werden, einen größeren Kühlluftstrom zu fördern.. Ferner lässt sich die verbesserte Effizienz dazu nutzen, das Lüfterrad bzw. den gesamten Axiallüfter bei gleicher Leistung kleiner und leichter zu bauen. Es ist klar, dass die verbesserte Effizienz auch zu einer beliebigen Kombination der vorstehend genannten Möglichkeiten genutzt werden kann. The invention is based on the general idea of laying the end region of the respective ramp radially outward in comparison with known fan wheels such that the respective ramp extends over more than 50% of the blade length. The invention uses the knowledge that the main flow conveyed by the fan wheel has different main flow directions depending on the radial position along the blades. For example, the main flow direction in the area of the blade roots is approximately axial while having a substantially diagonal orientation in the area of the blade tips, in other words, in the area of the blade tips, an axial component and a radial component of the main flow direction are approximately equal. Likewise, the main flow direction in the region of the blade tips can be largely aligned radially. In any case, the main flow direction in the region of the blade tips has a significantly larger radial component than in the area of the blade roots. If, in conventional construction, the ramps end in the inner third of the blade length, there is a large difference in direction at the transition between the return flow and the main flow, whereby the radial return flow must be relatively strongly deflected in the axial direction. This comparatively much energy is lost. The displacement of the end region of the ramps radially outwards achieves that the introduction of the return flow into the main flow takes place in a region farther from the hub, in which the main flow already has a significant radial component. As a result, the backflow must be less strong in the Be deflected axial direction, so here the energy losses can be reduced. As a result, the fan impeller according to the invention has an improved efficiency in the operation of the axial fan. The improved efficiency can be used to promote greater cooling air flow. Furthermore, the improved efficiency can be used to make the fan or the entire axial fan smaller and lighter for the same performance. It is clear that the improved efficiency can also be used for any combination of the above possibilities.

Die Rampe hat neben der verbesserten Rückführung der Rückströmung in die Hauptströmung außerdem einen Zusatzeffekt. Sie wirkt an der Druckseite der jeweiligen Schaufel wie eine Art Spoiler, der die von der Anströmkante des Schaufelkörpers entlang der Rückseite des Schaufelkörpers geführte Strömung in der Umfangsrichtung umlenkt. Dies bedeutet für die Druckseite des Lüfterrads einen erhöhten Druckaufbau, was ebenfalls die Effizienz des Lüfterrads verbessert. Je weiter dieser Spoiler, also die Rampe radial nach Außen positioniert werden kann, desto stärker ist die druckaufbauende Wirkung, da radial außen im Betrieb des Lüfterrads höhere Umfangsgeschwindigkeiten der Schaufeln herrschen. The ramp also has an additional effect in addition to the improved feedback of the return flow into the main flow. It acts on the pressure side of the respective blade as a kind of spoiler, which deflects the flow guided in the circumferential direction from the leading edge of the blade body along the rear side of the blade body. This means for the pressure side of the fan an increased pressure build-up, which also improves the efficiency of the fan. The further this spoiler, so the ramp can be positioned radially outward, the stronger the pressure-building effect, since radially outward in the operation of the fan higher peripheral speeds of the blades prevail.

In konsequenter Fortführung des erfindungsgemäßen Gedankens kann sich die jeweilige Rampe gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform über wenigstens 75% der Schaufellänge erstrecken. Bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, bei der sich die jeweilige Rampe im Wesentlichen über die gesamte Schaufellänge erstreckt. Der Ausdruck "im Wesentlichen" ist dabei so zu verstehen, dass sich die jeweilige Rampe zumindest über 90% der Schaufellänge erstreckt. Ebenso ist denkbar, dass sich die jeweilige Rampe über die gesamte Schaufellänge erstreckt. Wie vorstehend ausgeführt, verbessert sich die Effizienz, je weiter die Rückströmung radial nach Außen geführt werden kann, bevor sie mit der Hauptströmung zusammentrifft. Es kann jedoch andere Gründe geben, die jeweilige Rampe nicht vollständig entlang der gesamten Schaufellänge vorzusehen. Denkbar sind beispielsweise herstellungsbedingte Einschränkungen und/oder Stabilitätsanforderungen. Ebenso ist denkbar, dass eine Rampe, die sich vollständig über die gesamte Schaufellänge erstreckt bzw. die sich bis zur Schaufelspitze erstreckt, zu Störgeräuschen führen kann.In a consistent continuation of the inventive concept, according to an advantageous embodiment, the respective ramp can extend over at least 75% of the blade length. However, an embodiment in which the respective ramp extends substantially over the entire blade length is preferred. The term "essentially" is understood to mean that the respective ramp extends over at least 90% of the blade length. It is also conceivable that the respective ramp extends over the entire blade length. As noted above, the efficiency increases the farther the recirculation can be directed radially outward before meeting the main flow. However, there may be other reasons for not providing the respective ramp completely along the entire blade length. Conceivable, for example, production-related restrictions and / or stability requirements. It is also conceivable that a ramp which extends completely over the entire blade length or which extends up to the blade tip, can lead to noise.

Es ist klar, dass vorzugsweise alle Schaufeln mit einer derartigen Rampe ausgestattet sind. Grundsätzlich ist jedoch auch eine Ausführungsform denkbar, bei der nicht alle Schaufeln mit einer derartigen Rampe ausgestattet sind. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass in der Umfangsrichtung nur jede zweite Schaufel mit einer derartigen Rampe ausgestattet ist. It is clear that preferably all blades are equipped with such a ramp. In principle, however, an embodiment is conceivable in which not all blades are equipped with such a ramp. For example, it can be provided that in the circumferential direction only every second blade is equipped with such a ramp.

Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann zwischen der Rampe und der Abströmkante des Schaufelkörpers wenigstens ein zur Druckseite offener Kanal ausgebildet sein. Ein derartiger Kanal bewirkt eine Kanalisierung der Rückströmung entlang der Rampe, wodurch die Rückströmung von radial innen nach radial außen geführt wird. Der jeweilige Kanal befindet sich dabei an der Abströmseite der jeweiligen Rampe und an der Rückseite des jeweiligen Schaufelkörpers. Da der jeweilige Kanal zu Druckseite hin offen ist, kann die Rückströmung ohne weiteres in den Kanal eintreten. According to an advantageous embodiment, at least one channel open to the pressure side can be formed between the ramp and the trailing edge of the blade body. Such a channel causes a channeling of the return flow along the ramp, whereby the return flow is guided from radially inward to radially outward. The respective channel is located on the downstream side of the respective ramp and on the rear side of the respective blade body. Since the respective channel is open to the pressure side, the backflow can easily enter the channel.

Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann sich zumindest ein solcher Kanal bis zu einem radial außenliegenden Ende der Rampe erstrecken. Somit wird die Rückströmung im jeweiligen Kanal bis zum außenliegenden Ende der Rampe geführt, was eine kontrollierte Rückführung der Rückströmung in die Hauptströmung verbessert. Damit sich der jeweilige Kanal bis zum außenliegenden Ende der Rampe erstrecken kann, ist die Rampe vom Anfangsbereich bis zu ihrem Ende in der Umfangsrichtung zur Abströmkante des Schaufelkörpers beabstandet angeordnet. According to an advantageous development, at least one such channel may extend to a radially outer end of the ramp. Thus, the return flow in the respective channel is guided to the outer end of the ramp, which improves a controlled return of the return flow into the main flow. In order for the respective channel to extend to the outer end of the ramp, the ramp is spaced from the initial region to its end in the circumferential direction to the trailing edge of the blade body.

Grundsätzlich kann das außenliegende Ende der Rampe radial geschlossen ausgeführt sein. Insbesondere kann sich das außenliegende Ende der Rampe unmittelbar an der Abströmkante des Schaufelkörpers befinden. Bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform, bei welcher zumindest ein solcher Kanal radial außen offen ist. Im einfachsten Fall endet die Rampe radial außen freistehend, wodurch der sich bis zum außenliegenden Ende der Rampe erstreckende Kanal radial offen ist. Ebenso ist denkbar, dass die Rampe an ihrem außenliegenden Ende einen Quersteg besitzt, der die Rampe mit der Abströmkante verbindet. Um den am Quersteg endenden Kanal radial zu öffnen, kann dann in diesem Quersteg eine entsprechende Öffnung ausgebildet sein.In principle, the outer end of the ramp can be made radially closed. In particular, the outer end of the ramp can be located directly at the trailing edge of the blade body. However, an embodiment in which at least one such channel is open radially on the outside is preferred. In the simplest case, the ramp ends radially outwardly free-standing, whereby the extending to the outer end of the ramp channel is radially open. It is also conceivable that the ramp has a transverse web at its outer end, which connects the ramp with the trailing edge. In order to open the channel ending at the transverse web radially, a corresponding opening can then be formed in this transverse web.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung kann zumindest ein solcher, radial außen offener Kanal in einem radial außenliegenden Austrittsbereich als Diffusor ausgestaltet sein. Ein derartiger Diffusor charakterisiert sich dadurch, dass sein durchströmbarer Querschnitt in der Durchströmungsrichtung zunächst abnimmt und danach wieder zunimmt. Mithilfe eines derartigen Diffusors lässt sich die Strömungsgeschwindigkeit der im jeweiligen Kanal geführten Rückströmung reduzieren, was die Umlenkung der Rückströmung in der Hauptströmung vereinfacht und dementsprechend weniger Energie benötigt. According to another advantageous development, at least one such radially outwardly open channel can be designed as a diffuser in a radially outer outlet region. Such a diffuser is characterized in that its flow-through cross-section in the direction of flow first decreases and then increases again. Such a diffuser can be used to reduce the flow velocity of the return flow conducted in the respective channel, which simplifies the deflection of the return flow in the main flow and accordingly requires less energy.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung, können an der jeweiligen Schaufel mehrere Kanäle parallel nebeneinander angeordnet sein, wobei benachbarte Kanäle durch einen gemeinsamen Trennsteg voneinander getrennt sind, der zwischen der Rampe und der Abströmkante an der Rückseite vom Schaufelkörper absteht. Durch das Vorsehen mehrerer, parallel verlaufender Kanäle kann die strömungsführende Wirkung der Kanäle für die Rückströmung verbessert werden. Gleichzeitig bewirken die Trennstege eine signifikante Aussteifung der jeweiligen Schaufel. According to another advantageous development, a plurality of channels may be arranged parallel to one another on the respective blade, wherein adjacent channels are separated from one another by a common separating web which projects from the blade body between the ramp and the trailing edge on the rear side. By providing a plurality of parallel channels, the flow effect of the channels for the return flow can be improved. At the same time, the separating webs cause a significant stiffening of the respective blade.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann die Rampe zur Anströmkante hin konkav gekrümmt sein. Es hat sich gezeigt, dass eine derartige anströmseitige konkave Krümmung besonders zweckmäßig ist, um einerseits den Druckanstieg an der Druckseite zu verbessern und um andererseits die Strömungsführung der Rückströmung zu verbessern.In another advantageous embodiment, the ramp may be concavely curved towards the leading edge. It has been found that such an upstream concave curvature is particularly expedient in order on the one hand to improve the pressure rise on the pressure side and on the other hand to improve the flow guidance of the return flow.

Alternativ ist es ebenso denkbar, die Rampe zur Abströmkante hin konvex zu krümmen. Ferner ist denkbar, die Rampe geradlinig zu gestalten. Alternatively, it is also conceivable to curve the ramp to the trailing edge convex. It is also conceivable to make the ramp straight.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann ein zum Schaufelkörper distaler Abströmrand der Rampe entlang der Rampe im Wesentlichen in einer senkrecht zur Rotationsachse des Lüfterrads verlaufenden Austrittsebene liegen. Üblicherweise können in dieser Austrittsebene auch die Abströmkanten der Schaufelkörper liegen. Hierdurch besitzt die Rampe eine besonders einfache Geometrie, wodurch die Rampe und letztlich auch das Lüfterrad vergleichsweise einfach herstellbar sind. In another advantageous embodiment, a distal to the blade body discharge edge of the ramp along the ramp substantially in a perpendicular to the axis of rotation of the fan wheel extending exit plane. Usually, the outflow edges of the blade body can also be located in this exit plane. As a result, the ramp has a particularly simple geometry, whereby the ramp and ultimately also the fan wheel are comparatively easy to produce.

Bei einer anderen Ausführungsform kann die Rampe einen zum Schaufelkörper distalen Abströmrand aufweisen, der zumindest einen, sich entlang der Rampe erstreckenden Abschnitt aufweist, der von einer senkrecht zur Rotationsachse des Lüfterrads verlaufenden Austrittsebene beabstandet ist. Dabei ist der Abströmrand in besagtem Abschnitt zur Saugseite hin von der Austrittsebene beabstandet, wodurch die Rampe bezogen auf den Schaufelkörper in besagtem Abschnitt eine reduzierte Bauhöhe oder Rampenhöhe besitzt. Ein solcher Abschnitt mit reduzierter Rampenhöhe kann sich dabei in einer radial außenliegenden Hälfte, vorzugsweise in einem radial außenliegenden Drittel, oder in einer radial innenliegenden Hälfte, vorzugsweise in einem radial innenliegenden Drittel, der in der Schaufellängsrichtung gemessenen Rampenlänge befinden. Durch derartige Abschnitte mit reduzierter Rampenhöhe können die Strömungen aus der Druckund Saugseite besser zusammengeführt werden, was zu einer Steigerung des Wirkungsgrades genutzt werden kann. In another embodiment, the ramp may include a distal end to the blade body having at least one portion extending along the ramp spaced from an exit plane perpendicular to the axis of rotation of the fan. In this case, the outflow edge is spaced in said section to the suction side of the exit plane, whereby the ramp relative to the blade body in said section has a reduced height or ramp height. Such a section with a reduced ramp height may be located in a radially outer half, preferably in a radially outer third, or in a radially inner half, preferably in a radially inner third, of the ramp length measured in the blade longitudinal direction. By such sections with reduced ramp height, the flows from the pressure and suction side can be better combined, which can be used to increase the efficiency.

Bei einer anderen Ausführungsform kann sich die Rampe bis in einen Endbereich erstrecken, in dem sich die Abströmkante und die Schaufelspitze befinden, wobei der Schaufelkörper in diesem Endbereich zur Saugseite hin gegenüber der übrigen Vorderseite nach außen gewölbt ist. Bei dieser Ausführungsform wird die saugseitige Kontur des Schaufelkörpers variiert, um den Übergang zwischen Rückströmung und Hauptströmung zu verbessern. Des Weiteren ermöglicht die Rampe eine gewisse Entkopplung zwischen der durch die Vorderseite des Schaufelkörpers definierten saugseitigen Kontur der Schaufeln und der druckseitigen Kontur der Schaufeln, die von der Anströmkante bis zur Rampe durch die Rückseite des jeweiligen Schaufelkörpers und durch die Rampe bestimmt ist. Somit kann durch eine geeignete Wahl der Geometrie der Rampe gezielt auf die Geometrie und somit auf die aerodynamische Wirkung der Druckseite der jeweiligen Schaufel Einfluss genommen werden, ohne dabei die Geometrie bzw. Aerodynamik der Saugseite der Schaufel zu beeinträchtigen. Gleichzeitig bleibt die jeweilige Schaufel und somit das gesamte Lüfterrad relativ einfach herstellbar. In another embodiment, the ramp may extend into an end region in which the trailing edge and the blade tip are located, wherein the blade body is curved in this end to the suction side opposite to the remaining front side to the outside. In this embodiment, the suction-side contour of the blade body is varied to improve the transition between return flow and main flow. Furthermore, the ramp permits a certain decoupling between the suction-side contour of the blades defined by the front side of the blade body and the pressure-side contour of the blades, which is determined from the leading edge to the ramp through the rear side of the respective blade body and through the ramp. Thus, by a suitable choice of the geometry of the ramp targeted influence on the geometry and thus on the aerodynamic effect of the pressure side of the respective blade, without affecting the geometry or aerodynamics of the suction side of the blade. At the same time the respective blade and thus the entire fan remains relatively easy to produce.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung kann sich zumindest ein derartiger Kanal bis in den besagten Endbereich hinein erstrecken, in dem sich der nach außen gewölbte Abschnitt des Schaufelkörpers befindet. Somit kann die Rückführung der Rückströmung gezielt in diesem Endbereich stattfinden.In an advantageous development, at least one such channel may extend into the said end region into which the outwardly curved section of the blade body is located. Thus, the return of the return flow can take place targeted in this end.

Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann die jeweilige Rampe am Schaufelfuß und/oder an der Nabe beginnen. Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die jeweilige Rampe an der Anströmkante beginnt. Hierdurch wird erreicht, dass die Rückströmung im Wesentlichen vollständig erfasst werden kann.According to an advantageous embodiment, the respective ramp may begin at the blade root and / or at the hub. Additionally or alternatively, it may be provided that the respective ramp begins at the leading edge. This ensures that the return flow can be detected substantially completely.

Die jeweilige Rampe ist vorzugsweise integral am jeweiligen Schaufelkörper ausgeformt. In der Regel handelt es sich um ein einstückig herstelltes Spritzformteil. Ferner sind die Schaufeln vorzugsweise integral an der Nabe ausgeformt. Insbesondere handelt es sich um ein in einem Stück hergestelltes Spritzformteil. The respective ramp is preferably formed integrally on the respective blade body. As a rule, it is a one-piece manufactured injection molding. Furthermore, the blades are preferably integrally formed on the hub. In particular, it is an injection molded part produced in one piece.

Das Lüfterrad kann mit einem Lüfterring ausgestattet sein, der sich in der Umfangsrichtung geschlossen erstreckt und der die Schaufelspitzen der Schaufeln miteinander verbindet. Ein derartiger Lüfterring kann die Stabilität des Lüfterrads erheblich verbessern. Gleichzeitig kann er aus aerodynamischer Sicht vorteilhaft sein. Zweckmäßig ist der Lüfterring mit seinem druckseitigen Ende axial von den Abströmkanten der Schaufelkörper beabstandet. Sofern sich die Rampen im Wesentlichen bis zur Schaufelspitze erstrecken, erstreckt sich der Lüfterring maximal bis zur Rampe. Ferner kann der Lüfterring axial über die Anströmkanten der Schaufelkörper vorstehen. Auch der Lüfterring kann integral am Lüfterrad ausgeformt sein.The fan may be provided with a fan ring which extends closed in the circumferential direction and which connects the blade tips of the blades with each other. Such a fan ring can significantly improve the stability of the fan. At the same time, it can be advantageous from an aerodynamic point of view. Suitably, the fan ring with its pressure-side end is axially spaced from the trailing edges of the blade body. If the ramps extend substantially to the blade tip, the fan ring extends maximally to the ramp. Furthermore, the fan ring can be axial protrude beyond the leading edges of the blade body. Also, the fan ring may be integrally formed on the fan.

Ein erfindungsgemäßer Axiallüfter umfasst ein Lüfterrad der vorstehen beschriebenen Art sowie eine Lüfterhaube, die das Lüfterrad am Außenumfang umschließt. Im Betrieb des Axiallüfters ist die Lüfterhaube feststehend angeordnet, während das Lüfterrad relativ dazu rotiert. Die Lüfterhaube bewirkt im Wesentlichen eine Kanalisierung der Lüftströmung. Beispielsweise kann die Lüfterhaube mit dem zu durchströmenden Wärmetauscher verbunden sein, um einen vom Wärmetauscher bis zum Lüfterrad führenden Strömungskanal zu bilden.An axial fan according to the invention comprises a fan wheel of the type described above and a fan cowl, which encloses the fan wheel on the outer circumference. During operation of the axial fan, the fan cover is fixed while the fan wheel rotates relative thereto. The fan cover essentially causes a channeling of the ventilation flow. For example, the fan cowl may be connected to the heat exchanger to be flowed through in order to form a flow channel leading from the heat exchanger to the fan wheel.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Es zeigen, jeweils schematisch,Show, in each case schematically,

1 eine Axialansicht auf eine Druckseite eines Lüfterrads, 1 an axial view of a pressure side of a fan,

2 eine Ansicht wie in 1, jedoch bei einer anderen Ausführungsform, 2 a view like in 1 but in another embodiment,

3 eine Schnittansicht entsprechend Schnittlinien III in 2, 3 a sectional view corresponding to section lines III in 2 .

4 eine Schnittansicht wie in 3, jedoch bei einer anderen Ausführungsform, 4 a sectional view as in 3 but in another embodiment,

5 und 6 jeweils eine isometrische Ansicht des Lüfterrads im Bereich einer Schaufel, jedoch bei weiteren Ausführungsformen, 5 and 6 an isometric view of the fan wheel in the region of a blade, however, in further embodiments,

7 bis 10 jeweils eine druckseitige Ansicht einer Schaufel bei verschiedenen Ausführungsformen, 7 to 10 each a pressure-side view of a blade in various embodiments,

11 eine isometrische Ansicht einer Schaufel bei einer weiteren Ausführungsform, 11 an isometric view of a blade in another embodiment,

12 eine stark vereinfachte Prinzipdarstellung im Längsschnitt eines Axiallüfters im Einbauzustand. 12 a greatly simplified schematic representation in longitudinal section of an axial fan in the installed state.

Entsprechend den 1 und 2 umfasst ein Lüfterrad 1, das für einen in 12 angedeuteten Axiallüfter 2 vorgesehen ist, eine Nabe 3 und mehrere Schaufeln 4, die von der Nabe 3 ausgehen. Vorzugsweise handelt es sich beim Lüfterrad 1 um ein Spritzformteil aus Kunststoff, bei dem die Nabe 3 und die Schaufeln 4 materialeinheitlich aus einem Stück hergestellt sind.According to the 1 and 2 includes a fan 1 for a in 12 indicated axial fan 2 is provided, a hub 3 and several blades 4 coming from the hub 3 out. Preferably, it is the fan 1 to a molded plastic injection molding, in which the hub 3 and the blades 4 are made of one piece of material.

Entsprechend den 1 bis 11 besitzt jede Schaufel 4 einen Schaufelfuß 5, mit dem sie mit der Nabe 3 verbunden ist, sowie eine Schaufelspitze 6, die distal zur Nabe 3 angeordnet ist. Ferner weist jede Schaufel 4 einen Schaufelkörper 7 auf, der auch als Schaufelblatt bezeichnet werden kann. Der Schaufelkörper 7 weist an einer in den 3, 4 und 12 erkennbaren Saugseite 8 des Lüfterrads 1 eine Vorderseite 9 und an einer Druckseite 10 des Lüfterrads 1 eine Rückseite 11 auf. Ferner befinden sich am Schaufelkörper 7 eine Anströmkante 12 sowie eine Abströmkante 13 der jeweiligen Schaufel 4. Die Axialansichten der 1 und 2 sowie die isometrischen Ansichten der 5 bis 11 sind auf die Saugseite des Lüfterrads 1 gerichtet. Das heißt, dass in diesen Ansichten die Druckseite 10 dem Betrachter zugewandt ist, während die Saugseite 8 vom Betrachter abgewandt ist. According to the 1 to 11 own every scoop 4 a blade foot 5 with whom she is with the hub 3 connected as well as a blade tip 6 , distal to the hub 3 is arranged. Further, each blade has 4 a blade body 7 on, which can also be referred to as an airfoil. The blade body 7 points to one in the 3 . 4 and 12 recognizable suction side 8th of the fan wheel 1 a front side 9 and on a print page 10 of the fan wheel 1 a back 11 on. Furthermore, located on the blade body 7 a leading edge 12 and a trailing edge 13 the respective blade 4 , The axial views of the 1 and 2 as well as the isometric views of the 5 to 11 are on the suction side of the fan 1 directed. This means that in these views the print page 10 facing the viewer while the suction side 8th turned away from the viewer.

Wie sich den 1 bis 11 ferner entnehmen lässt, weisen alle Schaufeln 4 auf der Druckseite des Lüfterrads 1 jeweils eine Rampe 14 auf. Die Rampe 14 steht dabei vom Schaufelkörper 7 zur Druckseite 10 hin ab. Dabei geht die jeweilige Rampe 14 von einem Anfangsbereich 15 aus, in dem sich der Schaufelfuß 5 sowie die Anströmkante 12 befinden. Ausgehend von diesem Anfangsbereich 15 erstreckt sich die jeweilige Rampe 14 dann in Richtung der Abströmkante 13 sowie in Richtung der Schaufelspitze 6 der jeweiligen Schaufel 4.How the 1 to 11 furthermore, all blades have 4 on the pressure side of the fan 1 one ramp each 14 on. The ramp 14 stands by the blade body 7 to the print side 10 down. It goes the respective ramp 14 from an initial area 15 out, in which the blade foot 5 as well as the leading edge 12 are located. Starting from this starting area 15 extends the respective ramp 14 then in the direction of the trailing edge 13 as well as in the direction of the blade tip 6 the respective blade 4 ,

In den 1 und 2 ist jeweils für eine der Schaufeln 4 eine Schaufellänge 16 eingetragen, die sich radial vom Schaufelfuß 5 zur Schaufelspitze 6 erstreckt. Erkennbar erstrecken sich die Rampen 14 bei den hier gezeigten, bevorzugten Ausführungsformen im Wesentlichen über die gesamte Schaufellänge 16, also quasi vom Schaufelfuß 5 bis zur Schaufelspitze 6. Insbesondere in den Ansichten der 5 bis 10 ist erkennbar, dass sich die jeweilige Rampe 14 zweckmäßig nicht vollständig bis zu radial außenliegenden Außenkante 19 der Schaufelspitze 6 erstreckt, sondern dazu radial zurückbleibt. Dementsprechend verbleibt eine in den 5 bis 10 bezeichnete Lücke 17 zwischen einem radial außenliegenden Ende 18 der Rampe 14 und der besagten Außenkante 19 der Schaufelspitze 6. Diese radiale Lücke 17 ist bei den hier gezeigten bevorzugten Ausführungsformen sehr klein, insbesondere kleiner als 10 Prozent der Schaufellänge 16. Bei anderen Ausführungsformen kann diese Lücke 17 jedoch größer sein. Insbesondere kann es für eine ausreichende Verbesserung der Effizienz des Lüfterrads 1 ausreichen, die Rampe 14 so zu dimensionieren, dass sie sich über mindestens 50% der Schaufellänge 16 erstreckt. Vorzugsweise erstreckt sich die Rampe 14 jedoch über mindestens 75% der Schaufellänge 16. Wie gezeigt lassen sich nach derzeitigem Kenntnisstand die besten Ergebnisse jedoch dann erreichen, wenn sich die jeweilige Rampe 14 über mindestens 90% der jeweiligen Schaufellänge 16 erstreckt. In diesem Fall befinden sich in einem Endbereich 34 der jeweiligen Rampe 14 die Schaufelspitze 6 sowie das außenliegende Ende 18 der Rampe 14. Ferner erstreckt sich die jeweilige Rampe 14 in ihrem Endbereich 34 zumindest bis in die Nähe der Abströmkante 13, sodass im Endbereich 34 auch die Abströmkante 13 enthalten ist. Im Beispiel der 1 erstreckt sich die Rampe 14 bis zur Abströmkante 13. In den Beispielen der 2 bis 11 bleibt die Rampe 14 dagegen in der zumindest in den 1 und 2 durch einen Doppelpfeil angedeuteten Umfangsrichtung 21 von der Abströmkante 13 entfernt.In the 1 and 2 is each for one of the blades 4 a blade length 16 registered, extending radially from the blade root 5 to the blade tip 6 extends. Visible extend the ramps 14 in the preferred embodiments shown here, substantially over the entire blade length 16 , so to speak, from the blade foot 5 to the blade tip 6 , Especially in the views of 5 to 10 it can be seen that the respective ramp 14 expediently not completely up to radially outer outer edge 19 the blade tip 6 extends, but to remain radially. Accordingly, one remains in the 5 to 10 designated gap 17 between a radially outer end 18 the ramp 14 and said outer edge 19 the blade tip 6 , This radial gap 17 is very small in the preferred embodiments shown here, in particular smaller than 10 Percent of the bucket length 16 , In other embodiments, this gap can 17 however, be bigger. In particular, it may be sufficient to improve the efficiency of the fan 1 enough, the ramp 14 so that they are over at least 50% of the blade length 16 extends. Preferably, the ramp extends 14 however, over at least 75% of the blade length 16 , As shown, according to the current state of knowledge, however, the best results can be achieved when the respective ramp 14 over at least 90% of the respective blade length 16 extends. In this case are in an end area 34 the respective ramp 14 the blade tip 6 as well as the outer end 18 the ramp 14 , Furthermore, the respective ramp extends 14 in her end area 34 at least to the vicinity of the trailing edge 13 so in the end area 34 also the trailing edge 13 is included. In the example of 1 the ramp extends 14 to the trailing edge 13 , In the examples of 2 to 11 the ramp stays 14 in the at least in the 1 and 2 indicated by a double arrow circumferential direction 21 from the trailing edge 13 away.

Gemäß den 1 bis 11 ist zwischen der Rampe 14 und der Abströmkante 13 an der jeweiligen Schaufel 4 und an der Rückseite 11 des jeweiligen Schaufelkörpers 7 zumindest ein Kanal 22 ausgebildet, der zur Druckseite 10 offen ist. Im Beispiel der 1 sind drei derartige Kanäle 20 je Schaufel 4 vorgesehen. Im Beispiel der 2 sind zwei Kanäle 20 je Schaufel 4 vorgesehen. In den Beispielen der 7 bis 10 ist dagegen nur ein solcher Kanal 20 je Schaufel 4 vorgesehen. Zumindest einer der Kanäle 20, der im Folgenden mit 20' bezeichnet wird, erstreckt sich bis zum radial außenliegenden Ende 18 der Rampe 14. Da bei der in 1 gezeigten Ausführungsform die Rampe 14 im Endbereich 34 bis zur Abströmkante 13 geführt ist, ist der sich bis in das Ende 18 der Rampe 14 erstreckende Kanal 20' radial verschlossen. Im Unterschied dazu ist bei den in den 2 bis 11 gezeigten Ausführungsformen der sich bis in den Endbereich 34 erstreckende Kanal 20' radial offen, wodurch er eine radiale Austrittsöffnung 22 besitzt. Hierzu ist die Rampe 14 auch in ihrem Endbereich 34 in der Umfangsrichtung 21 von der Abströmkante 13 beabstandet. According to the 1 to 11 is between the ramp 14 and the trailing edge 13 at the respective blade 4 and at the back 11 of the respective blade body 7 at least one channel 22 trained, the pressure side 10 is open. In the example of 1 are three such channels 20 each scoop 4 intended. In the example of 2 are two channels 20 each scoop 4 intended. In the examples of 7 to 10 is only one such channel 20 each scoop 4 intended. At least one of the channels 20 that follows with 20 ' is referred to extends to the radially outer end 18 the ramp 14 , Since at the in 1 embodiment shown the ramp 14 in the end area 34 to the trailing edge 13 is guided, is itself in the end 18 the ramp 14 extending channel 20 ' radially closed. In contrast, in the case of the 2 to 11 shown embodiments of down to the end 34 extending channel 20 ' radially open, creating a radial outlet opening 22 has. This is the ramp 14 also in their end area 34 in the circumferential direction 21 from the trailing edge 13 spaced.

Sofern, wie in den 1 und 2 erkennbar, mehrere Kanäle 20 je Schaufel 4 vorgesehen sind, verlaufen die Kanäle 20 bevorzugt parallel nebeneinander. Dabei sind in der Umfangsrichtung 21 benachbarte Kanäle 20 jeweils durch einen gemeinsamen Trennsteg 23 voneinander getrennt. Der jeweilige Trennsteg 23 ist dabei an der Rückseite 11 des jeweiligen Schaufelkörpers 7 angeordnet, wobei er dort vom Schaufelkörper 7 zwischen der Rampe 14 und der Abströmkante 13 absteht. Bei den Ausführungsformen der 1 und 2 gehen die Trennstege 23 an ihrem radial außenliegenden Ende jeweils in die Rampe 14 über. Die Trennstege 23 führen ebenso wie die Rampe 14 zu einer signifikanten Aussteifung der jeweiligen Schaufel 4.Unless, as in the 1 and 2 recognizable, several channels 20 each scoop 4 are provided, run the channels 20 preferably parallel to each other. Here are in the circumferential direction 21 adjacent channels 20 each by a common divider 23 separated from each other. The respective divider 23 is at the back 11 of the respective blade body 7 arranged, where he is there from the blade body 7 between the ramp 14 and the trailing edge 13 projects. In the embodiments of the 1 and 2 go the dividers 23 at their radially outer end in each case into the ramp 14 above. The dividers 23 lead as well as the ramp 14 to a significant stiffening of the respective blade 4 ,

Wie sich insbesondere den 3 bis 6 entnehmen lässt, ist die Rampe 14 beispielsweise als Steg ausgestaltet, der vom Schaufelkörper 7 absteht. Bemerkenswert ist dabei, dass die stegförmige Rampe 14 nicht senkrecht zur Rückseite 11 vom Schaufelkörper 7 absteht, sondern gegenüber einer Lotrichtung 41 geneigt ist. Angedeutet ist hier ein Neigungswinkel von etwa 45°. Hierdurch besitzt der jeweilige Kanal 20 bzw. 20' in einem quer zur Radialrichtung gemessenen Querschnitt ein V-Profil. Durch Verändern einer Steghöhe oder Rampenhöhe lässt sich die Umströmung der jeweiligen Schaufel 4 beeinflussen, was in den 3 und 4 durch entsprechende Strömungspfeile 24 und 25 angedeutet ist. Bemerkenswert ist dabei, dass sich durch Verändern der Geometrie der Rampe 14 die druckseitige Umströmung 34 verändern lässt, ohne dass dadurch die Saugseitige Umströmung 25 beeinflusst wird. Somit lässt sich mithilfe der Rampe 14 die Druckseite des Lüfterrads 1 optimieren, ohne dabei eine unerwünschte Wechselwirkung mit der Saugseite 8 zu erzeugen.How in particular the 3 to 6 is the ramp 14 For example, designed as a web, the body of the blade 7 projects. It is noteworthy that the web-shaped ramp 14 not perpendicular to the back 11 from the blade body 7 protrudes, but against a Lotrichtung 41 is inclined. Indicated here is an inclination angle of about 45 °. As a result, the respective channel has 20 respectively. 20 ' in a cross-section measured transversely to the radial direction, a V-profile. By changing a web height or ramp height, the flow around the respective blade can be 4 influence what is in the 3 and 4 through appropriate flow arrows 24 and 25 is indicated. It is noteworthy that by changing the geometry of the ramp 14 the pressure-side flow around 34 change, without thereby the suction-side flow around 25 being affected. Thus, using the ramp 14 the pressure side of the fan wheel 1 optimize, without doing an undesirable interaction with the suction side 8th to create.

Ferner ist es möglich, die Höhe der Rampe 14 entlang ihres radialen Verlaufs zu variieren. In den 5 und 6 ist jeweils mit unterbrochener Linie ein einfacher Verlauf eines zum Schaufelkörper 7 distalen Abströmrands 26 der Rampe 14 wiedergegeben. Dieser vereinfachte Verlauf des Abströmrands 26 kann insbesondere dazu führen, dass sich der Abströmrand 26 in einer senkrecht zu einer Rotationsachse 27 (vgl. 1, 2 und 12) verlaufenden, hier nicht näher bezeichneten Austrittsebene liegt. Insbesondere können in dieser Austrittsebene auch die Abströmkanten 13 liegen. In den 5 und 6 sind dagegen mit durchgehender Linie komplexere Verläufe für den Abströmrand 26 angedeutet, bei denen der Abströmrand 26 zumindest in einem sich entlang der Rampe 14 erstreckenden Abschnitt 28 von der besagten Austrittsebene axial beabstandet ist. Auch diese komplexen Verläufe für den Abströmrand 26 können zu einer verbesserten Umströmung der Rampe 14 führen. It is also possible to adjust the height of the ramp 14 to vary along its radial course. In the 5 and 6 each with a broken line is a simple course of a blade body 7 distal Abströmrands 26 the ramp 14 played. This simplified course of the Abströmrands 26 may in particular cause the outflow edge 26 in a direction perpendicular to a rotation axis 27 (see. 1 . 2 and 12 ) extending, here unspecified exit level is. In particular, in this exit plane, the trailing edges 13 lie. In the 5 and 6 on the other hand, with a continuous line, are more complex processes for the outflow edge 26 indicated, where the outflow edge 26 at least in a way along the ramp 14 extending section 28 axially spaced from said exit plane. Also these complex processes for the outflow edge 26 can lead to an improved flow around the ramp 14 to lead.

Bei den Ausführungsformen der 1 bis 9 und 11 ist die Rampe 14 zur Anströmkante 12 hin konkav gekrümmt. Es hat sich gezeigt, dass eine derartige konkave Krümmung besonders vorteilhaft ist für die Führung einer Rückströmung 29 sowie für einen Druckaufbau an der Druckseite 10 im Bereich einer Hauptströmung 30. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Geometrien für die Rampe 14 denkbar. Dementsprechend ist in 10 rein exemplarisch eine zur Anströmkante 12 hin leicht konvex gekrümmte Rampe 14 angedeutet. Die ursprünglich konkav gekrümmte Rampe 14 ist dabei in 10 mit unterbrochener Linie angedeutet. Ebenso ist denkbar, die jeweilige Rampe 14 geradlinig auszuführen.In the embodiments of the 1 to 9 and 11 is the ramp 14 to the leading edge 12 concavely curved. It has been found that such a concave curvature is particularly advantageous for guiding a return flow 29 and for a pressure build-up on the pressure side 10 in the area of a mainstream 30 , In principle, however, other geometries for the ramp 14 conceivable. Accordingly, in 10 purely exemplarily one to the leading edge 12 slightly convex curved ramp 14 indicated. The originally concave curved ramp 14 is in 10 indicated by a broken line. It is also conceivable, the respective ramp 14 to execute in a straight line.

Durch die Formgebung der Rampe 14 ist es ferner möglich, eine Strömungsrichtung der Rückströmung 29 im Bereich der Austrittsöffnung 22 des jeweiligen axial offenen Kanals 20' zu beeinflussen. Rein exemplarisch sind in den 7 bis 9 hierzu drei verschiedene Möglichkeiten aufgezeigt. Im Beispiel der 7 ist die Strömungsrichtung der Rückströmung 29 in der Austrittsöffnung 22 zur Abströmkante 13 hin geneigt. Im Beispiel der 8 ist die Strömungsrichtung der Rückströmung 29 in der Austrittsöffnung 22 weitgehend radial orientiert. Im Beispiel der 9 ist die Strömungsrichtung der Rückströmung 29 in der Austrittsöffnung 22 zur Anströmkante 23 hin geneigt. By shaping the ramp 14 it is also possible, a flow direction of the return flow 29 in the area of the outlet opening 22 of the respective axially open channel 20 ' to influence. Are purely exemplary in the 7 to 9 Three different options are shown. In the example of 7 is the flow direction of the return flow 29 in the exit opening 22 to the trailing edge 13 inclined towards. In the example of 8th is the flow direction of the return flow 29 in the exit opening 22 largely radially oriented. In the example of 9 is the flow direction of the return flow 29 in the exit opening 22 to the leading edge 23 inclined towards.

Bei der in 9 gezeigten Ausführungsform ist der radial außen offene Kanal 20' in einem radial außen liegenden Austrittsbereich 31, der die Austrittsöffnung 22 enthält, als Diffusor 32 ausgestaltet. Erkennbar nimmt der durchströmbare Querschnitt des radial offenen Kanals 20' in der Strömungsrichtung der darin geführten Rückströmung 29 zwischen der Rampe 14 und dem Schaufelkörper 7 zunächst ab und anschließend wieder zu.At the in 9 the embodiment shown is the radially outwardly open channel 20 ' in a radially outer outlet region 31 that the exit opening 22 contains, as a diffuser 32 designed. Recognizable takes the durchströmbare cross section of the radially open channel 20 ' in the flow direction of the recirculation flow therein 29 between the ramp 14 and the blade body 7 first off and then back on.

11 zeigt eine weitere besondere Ausführungsform, bei welcher der Schaufelkörper 7 im Endbereich 34 der Rampe 14 zu Saugseite hin gegenüber der übrigen Vorderseite 9 nach Außen gewölbt ist. Dieser nach Außen gewölbte Abschnitt ist in 11 mit 33 bezeichnet. Mit unterbrochener Linie ist dabei die ursprüngliche Kontur dieses Abschnitts 33 wiedergegeben, die sich ergibt, wenn die Kontur der übrigen Vorderseite 9 des Schaufelkörpers 7 an der Schaufelspitze 6 von der Anströmkante 13 zur Abströmkante 13 verlängert wird und an der Abströmkante 13 vom Schaufelfuß 5 bis zur Schaufelspitze 6 verlängert wird. Der in 11 erkennbare, axial offene Kanal 20' erstreckt sich dabei bis in den Endbereich 34 hinein. 11 shows a further particular embodiment in which the blade body 7 in the end area 34 the ramp 14 towards the suction side opposite to the remaining front side 9 is arched to the outside. This outward curved section is in 11 With 33 designated. With a broken line is the original contour of this section 33 reproduced, which results when the contour of the remaining front 9 of the blade body 7 at the blade tip 6 from the leading edge 13 to the trailing edge 13 is extended and at the trailing edge 13 from the blade foot 5 to the blade tip 6 is extended. The in 11 recognizable, axially open channel 20 ' extends to the end area 34 into it.

Entsprechend 12 umfasst der Axiallüfter 2 zusätzlich zum Lüfterrad 1 eine Lüfterhaube 35, die das Lüfterrad 1 am Außenumfang umschließt. Die Lüfterhaube 35 ist im Beispiel der 12 an einem Wärmetauscher 36 angebracht und bildet einen Strömungskanal 37 aus, der vom Wärmetauscher 36 bis zum Lüfterrad 1 führt. Der Axiallüfter 2 erzeugt mithilfe des Lüfterrads 1 im Betrieb eine Kühlluftströmung 38, die den Wärmetauscher 36 durchströmt. Das Lüfterrad 1 ist bei einer Vielzahl von Einbausituationen dabei axial zwischen dem Wärmetauscher 36 und einem Motorblock 39 einer im Übrigen nicht dargestellten Brennkraftmaschine, insbesondere eines Fahrzeugs, angeordnet. Das Lüfterrad 1 fördert dabei eine Hauptströmung 30 weitgehend axial, wobei bereits innerhalb des Lüfterrads 1 eine Umlenkung in die Radialrichtung erfolgt, sodass insbesondere im Bereich der Schaufelspitzen 6 eine Diagonalströmung vorliegt. Axial zwischen dem Motorblock 39 und dem Lüfterrad 1 kommt es durch den Aufstau zur Rückströmung 29, die mit Hilfe der hier vorgestellten Kanäle 20, 20' besonders effizient abgeführt und besonders verlustarm in die Hauptströmung 30 rückgeführt werden kann.Corresponding 12 includes the axial fan 2 in addition to the fan 1 a fan cover 35 that the fan wheel 1 encloses on the outer circumference. The fan cover 35 is in the example of 12 on a heat exchanger 36 attached and forms a flow channel 37 from the heat exchanger 36 to the fan 1 leads. The axial fan 2 generated using the fan wheel 1 during operation a cooling air flow 38 that the heat exchanger 36 flows through. The fan wheel 1 is in a variety of installation situations axially between the heat exchanger 36 and an engine block 39 an otherwise not shown internal combustion engine, in particular a vehicle arranged. The fan wheel 1 promotes a mainstream 30 largely axially, being already inside the fan 1 a deflection in the radial direction takes place, so that in particular in the area of the blade tips 6 there is a diagonal flow. Axially between the engine block 39 and the fan wheel 1 it comes through the backlog to the backflow 29 using the channels presented here 20 . 20 ' discharged particularly efficiently and particularly low loss in the mainstream 30 can be returned.

In 12 ist das Lüfterrad 1 rein exemplarisch mit einem Lüfterring 40 ausgestattet, der fest mit den Schaufeln 4 verbunden ist und dementsprechend mit dem Lüfterrad 1 mitrotiert. Der Lüfterring 40 kann ein integraler Bestandteil des spritzgeformten Lüfterrads 1 sein. Erkennbar erstreckt sich der Lüfterring 40 axial an der Saugseite 8 über die Anströmkanten 12 der Schaufeln 4 hinaus, während an der Druckseite 10 die Abströmkanten 13 axial über den Lüfterring 40 vorstehen.In 12 is the fan 1 purely exemplary with a fan ring 40 equipped, fixed with the blades 4 is connected and accordingly with the fan 1 co-rotates. The fan ring 40 Can be an integral part of the spray-molded fan 1 be. Visible extends the fan ring 40 axially on the suction side 8th over the leading edges 12 the blades 4 out, while on the pressure side 10 the trailing edges 13 axially over the fan ring 40 protrude.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102010042325 A1 [0002]
WO 2012/072779 A1 [0003]
EP 1219837 A2 [0003]
DE 19929978 A1 [0003]

Claims

Fan wheel for an axial fan ( 2 ) for generating a cooling air flow ( 38 ) through a heat exchanger ( 36 ) of a vehicle, - with a hub ( 3 ) and several blades ( 4 ), each on a blade root ( 5 ) with the hub ( 3 ), the blades ( 4 ) each have a blade body ( 7 ), which on a suction side ( 8th ) of the fan wheel ( 1 ) a front side ( 9 ) and on a printing side ( 10 ) of the fan wheel ( 1 ) a back ( 11 ) and which has a leading edge ( 12 ) and trailing edge ( 13 ), wherein at least one of the blades ( 4 ) on the printing side ( 10 ) of the fan wheel ( 1 ) a ramp ( 14 ), which from the back ( 11 ) of the blade body ( 7 ) and extending from an initial area ( 15 ), in which the blade root ( 5 ) and the leading edge ( 12 ) of the respective blade ( 4 ), in the direction of the trailing edge ( 13 ) and a blade tip ( 6 ) of the respective blade ( 4 ), characterized in that the respective ramp ( 14 ) over more than 50% of a radially from the blade root ( 5 ) to the blade tip ( 6 ) measured blade length ( 16 ).

Fan impeller according to claim 1, characterized in that the respective ramp ( 14 ) over at least 75% of the blade length ( 16 ).

Fan wheel according to claim 1 or 2, characterized in that the respective ramp ( 14 ) substantially over the entire blade length ( 16 ).

Fan wheel according to one of claims 1 to 3, characterized in that between the ramp ( 14 ) and the trailing edge ( 13 ) of the blade body ( 14 ) at least one to the pressure side ( 10 ) open channel ( 20 . 20 ' ) is trained.

Fan impeller according to claim 4, characterized in that at least one such channel ( 20 ' ) to a radially outer end ( 18 ) of the ramp ( 14 ).

Fan impeller according to one of claims 4 or 5, characterized in that at least one such channel ( 20 ' ) is open radially on the outside.

Fan wheel according to claim 6, characterized in that at least one such radially outwardly open channel ( 20 ' ) in a radially outer exit region ( 31 ) as a diffuser ( 32 ) is configured.

Fan impeller according to one of claims 4 to 7, characterized in that a plurality of channels ( 20 . 20 ' ) are arranged parallel next to each other, with adjacent channels ( 20 . 20 ' ) by a common divider ( 23 ) are separated from each other at the rear ( 11 ) from the blade body ( 7 ) between the ramp ( 14 ) and the trailing edge ( 13 ) protrudes.

Fan wheel according to one of claims 1 to 8, characterized in that the ramp ( 14 ) to the leading edge ( 12 ) is curved concavely.

Fan wheel according to one of claims 1 to 9, characterized in that a to the blade body ( 7 ) distal discharge edge ( 26 ) of the ramp ( 14 ) along the ramp ( 14 ) substantially in a direction perpendicular to the axis of rotation ( 27 ) of the fan wheel ( 1 ) extending exit level is.

Fan wheel according to one of claims 1 to 9, characterized in that the ramp ( 14 ) one to the blade body ( 7 ) distal discharge edge ( 26 ), which at least one along the ramp ( 14 ) extending section ( 28 ), which is perpendicular to the axis of rotation ( 27 ) of the fan wheel ( 1 ) extending exit plane is spaced.

Fan impeller according to one of claims 1 to 11, characterized in that the ramp ( 14 ) to an end region ( 34 ), in which the trailing edge ( 13 ) and the blade tip ( 6 ), wherein the blade body ( 7 ) in this end region ( 34 ) to the suction side ( 8th ) towards the other front ( 9 ) is curved outward.

Fan wheel according to claims 12 and 4, characterized in that at least one such channel ( 20 ' ) to the end area ( 34 ).

Fan wheel according to one of claims 1 to 13, characterized in that - the respective ramp ( 14 ) on the blade root ( 6 ) and / or at the hub ( 3 ) begins, and / or - that the respective ramp ( 14 ) at the leading edge ( 12 ) begins.

Fan impeller according to one of claims 1 to 13, characterized in that a fan ring ( 40 ) fixed to the blades ( 4 ) connected is.

Axial fan for generating a cooling flow ( 38 ) for flowing through a heat exchanger ( 36 ) of a motor vehicle, - with a fan wheel ( 1 ) according to one of claims 1 to 14, - with a fan cowl ( 35 ), which the fan wheel ( 1 ) encloses on the outer circumference.