[发明专利]风扇模块

说明书

本发明涉及一种尤其是用于冷却汽车发动机的风扇模块。

由现有技术已知布置在汽车的冷却器和内燃机之间的轴流式风扇。这种轴流式风扇配置有空气导向叶片，它们覆盖整个出口横截面并且用于将流动的空气的转动能量转向到轴向上以便由此加强轴向的空气流。

由于在现代汽车的发动机室中不同的安装条件使得为内燃机和风扇模块之间的间距提供的空间越来越小，混流式风扇变得越来越重要。图14和15示意地显示了在汽车的冷却器200和内燃机300之间布置的具有风扇马达500的风扇模块400，其中在图11中示出了轴流式空气流动600和在图12中示出了混流式空气流动700。在这种结构形式中，空气流沿轴向进入风扇和再部分地沿径向离开风扇。但是，使用已知的空气导向叶片此时导致风扇性能的下降，因为在空气导向叶片将空气转向到轴向时干扰了沿径向的空气流动。

此外，受限制的结构布置使得风扇马达的运行温度升高，这要求对风扇马达以及尤其是对集成的电子装置进行更好的冷却。同时要使用越来越大的功率的风扇马达，从而对风扇马达的冷却要求也不断提高。最后由于内燃机的功率越来越大，风扇马达的环境温度和运行温度也不断提高。

EP0387987A2描述了一种用于在外壳中安置冷却器风扇马达的支撑环。其中内支撑环借助于径向牵条定位在圆孔的中心上。径向牵条配置有附加的稳定环，它们一方面用于提高支撑装置的机械稳定性和另一方面用于将冷却空气流从径向转向到轴向和由此提高风扇效率。

US2005/0186070A1显示了一种风扇装置，其中空气进入开口用空气导向元件覆盖，其中在开口的中心处的第一区域中的空气导向元件的数目不同于在开口的周面处的第二区域中的空气导向元件的数目。空气导向元件的数目此时相应于在风扇叶片的长度上可能出现的压力差这样地选择，使得风扇的性能得到优化。

本发明的任务是提供一种可以改善风扇马达的冷却的风扇模块。

该任务通过按照权利要求1所述的风扇模块解决。由此提供一种尤其是用于汽车发动机的冷却的风扇模块，包括风扇外壳，包括在风扇外壳中布置的风扇马达(尤其是电动马达)和包括由风扇马达驱动的风扇轮，其中风扇外壳具有固定的空气导向元件，它们布置在风扇轮的风扇毂的区域中和仅仅部分地覆盖通过风扇外壳限定的出口横截面。在风扇毂上布置有风扇叶片，其中在风扇毂的区域中的一些风扇叶片具有用于形成流动开口的风扇叶片部段，该风扇叶片部段按照固定的分裂式襟翼(Spreizklappe)的方式构造，用于在风扇毂附近产生提高的静空气压力。

因此按照本发明，风扇模块的冷却通过在风扇外壳，即支撑风扇马达的框架上进行结构修改而得到改善。为此在风扇外壳上设有空气导向元件，尤其是形式为空气导向叶片。通过这些空气导向元件在风扇模块的前侧和后侧之间产生附加的压力差。

换言之，通过本发明，以前没有被利用的转动能量或者换一种方式说，即通过风扇的空气流动的切向部分，被转换成静压力。在马达前侧和马达后侧之间的提高的压力差导致通过以敞开的结构方式实现的风扇马达的空气流动被提高和由此使得风扇马达的冷却得到明显改善。但是，空气导向元件没有导致沿径向的空气流的恶化，因为它们不是在出口横截面的整个面积上延伸。此外，空气导向元件中央地布置在出口横截面上，亦即在风扇毂的区域中，从而在风扇轮的外周上出现的空气流动的大部分保持不受空气导向元件的干扰。用于冷却内燃机的主空气量被在风扇的外部区域中(在叶片顶尖的区域中)转换。

为了进一步改善风扇马达的冷却，规定风扇叶片在风扇毂的区域中具有用于形成流动开口的风扇叶片部段，它按照一种固定的分裂式襟翼的形式进行构造，用于在风扇毂附近产生提高的静空气压力。由此提高在风扇模块的前侧和后侧之间压力差。由此在风扇毂和风扇马达之间的间隙上引导通过较大的空气量，其导致在该间隙中的文氏管效应的加强和因此使得通过风扇马达的冷却空气流提高。

因此按照本发明，风扇模块的冷却通过在风扇叶片上进行的结构改变得到改善。为此在每个风扇叶片上在风扇毂的附近设有从风扇叶片的型面上固定延伸的风扇叶片部段，从而形成一种具有初级叶片或主叶片和次级叶片或辅助叶片的″被分开的风扇叶片″(″裂开的叶片″或″开缝的叶片″)。此时辅助叶片通过固定延伸的风扇叶片部段形成和主叶片通过(未延伸的)其余风扇叶片形成。用语″裂开的叶片″和″被分开的风扇叶片″以下被同义地使用。