DE2657840A1 - Geraeuscharme kuehlanlage fuer brennkraftmaschinen - Google Patents

Geraeuscharme kuehlanlage fuer brennkraftmaschinen

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Description

Firma Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr GmbH & Co. KG,
Mauserstr. 5, D-7000 Stuttgart 30
Geräuscharme Kühlanlage für Brennkraftmaschinen"
Die Erfindung betrifft eine geräusch-arrae Kühlanlage für Brennkraftmaschinen, bestehend aus einem Radiallüfter : " "· '
'- und aus einem am Umfang eines Radiallaufrades im Abstand zu diesem angeordneten Ringkühler, der einstückig oder aus Teilkühlern bestehend ausgeführt ist, wobei der Kühler aus Wasser führenden Rohren und auf diesen befestigten Kühllamellen besteht.
Etwa Mitte der achtziger Jahre wird der zulässige Geräuschpegel der mit Brennkraftmaschinen ausgerüsteten Kraftfahrzeuge um ca. zehn dB(A) unter den heute zugelassenen Werten liegen. Neben der Verringerung des von der Brennkraftmaschine und seinen Zubehörteilen abgestrahlten Geräusches ist auch eine Absenkung des von der Kühlanlage verursachten Lärmpegels um ca. zehn dB (A) erforderlich.
Um dieses Ziel zu erreichen, wurden zahlreiche Vorschläge gemacht, die in den meisten Fällen eine Vergrößerung der Stirnfläche des herkömmlichen Flachkühlers vorsehen. Dadurch soll eine entsprechende Verringerung des Druckverlustes erreicht werden, so daß die für die Geräuscherzeugung besonders maßgebende Umfangsgeschwindigkeit des Lüfters herabgesetzt werden kann.
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Derartige Kühlanlagen erfordern jedoch so vM Platz, daß sie nicht im Motorraum von Fahrzeugen unterzubringen sind. Deshalb sehen einige Vorschläge die Installation hinter dem Fahrerhaus bzw. auf dem Fahrerhausdach vor. Beide Ausführungen sind mit erheblichen Nachteilen behaftet, nämlich Verkürzung der Ladefläche bzw. ungünstige Belastung des Fahrerhauses sowie erhöhte Verbrühungsgefahr bei Unfällen.
; Es sind ferner Kühlanlagen mit Ringkühler und Radiallüfter bekannt. Den bekannten Konstruktionen haften aber zahlreiche Kachteile an.
Vorwiegend werden Kühler mit radial angeordneten Rippen verwendet, ,!welche auf kreisförmig gebogene Kühlrohre.; aufgereiht sind.
Dies bedingt aber luftseitig einen erheblichen Stoßverlust, da 1 die Kühlluft mit einer großen Umfangskomponente in den Kühler eintritt.
Zur Vermeidung dieser Stoßverluste werden bei einigen bekannten Konstruktionen die Kühlrippen so abgebogen, daß ihr Eintrittswinkel dem Zuströmwinkel entspricht (GB-PS 153 157; DT-PS 1 576 705). Die Herstellung derartig geformter Kühlrippen verteuert jedoch den Kühler. Auch ist es schwierig, den richtigen Eintrittswinkel zu ermitteln, so daß auch hierbei noch erhebliche Stoßverluste auftreten können. Außerdem ändert sich der Zuströmwinkel der Kühlluft mit dem jeweiligen Betriebszustand des Fahrzeuges, so daß eine stoßfreie Ausbildung nur für einen ganz bestimmten Betriebspunkt, je nach Fahrgeschwindigkeit bzw. Abströmwinkel, erfolgen kann.
Bei anderen bekannten Ringkühlern werden für die Wasserführung scheibenförmige Lamellen verwendet, zwischen denen Kühlrippen
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radial oder in Richtung der Kuhlluftzustromung geneigt angeordnet sind (DT-AS 1 551 519, DT-OS 1 925 809).
Die Herstellung dieser Bauarten ist jedoch noch aufwendig und diese Kühler sind noch mit Stoßverlusten behaftet.
,Es sind auch aus Segmenten zusammengesetzte Ringkühler als rotierende Wärmetauscher bekannt (DT-OS 2 610 673), deren Rohre ■parallel zur Drehachse verlaufen. Dabei wirkt der rotierende 'Wärmetauscher selbst als Lüfter.
Zur Einhaltung einer erforderlichen Kühlfläche ist die Kühlerbreite der bekannten Anlagen gewöhnlich größer als die Austritts— breite des Radiallüfters (DT-AS 1 551 519, DT-PS 15 76 705). Um eine möglichst gleichmäßige Luftverteilung auf die gesamte Kühlerbreite zu erzielen, sind zwischen Lüfter und Kühler konische Leitringe (DT-OS 2 050 267) nebeneinander angeordnet, so daß sich eine aus mehreren Ring-Diffusoren bestehende Erweiterung von der Laufradaustrittsbreite auf die Kühlerbreite ergibt. Auch diese Maßnahme erhöht die Herstellkosten und führt zu einer Vergrößerung des Durchmessers der Kühlanlage.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine geräuscharme Kühlanlage zu schaffen, die gleichzeitig so kompakt ausgeführt werden kann, daß sie noch im Motorraum Platz findet, wobei ein Ringkühler und ein Radiallüfter vorgesehen ist, bei dem ohne Zuhilfenahme von Leitringen und leitblechähnlich geformten Kühlrippen ein weitgehend stoßfreier Eintritt der Kühlluft im gesamten Betriebsbereich, eine gleichmäßigere Beaufschlagung des Kühlers und ein möglichst kleiner Kühlerdurchmesser erreicht wird, so daß eiryeinfach herzustellendes Kühlaggregat zur Anwendung kommen kann.
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Diese Aufgabe wild nach der Erfindung bei einer Kühlanlage der eingangs erläuterten Art im wesentlichen dadurch gelöst, daß die Kühlwasserrohre parallel zur Lüfterachse und die Lamellen parallel zur Strömungsrichtung der das Radiallaufrad verlassen-■ den Kühlluft liegen.
tBesonders vorteilhaft ist es, wenn das Radiallaufrad mit einer abgerundeten Deckscheibe versehen ist, daß in dieses Radiallauf-■'rad eine Einlaufdüse hineinragt, daß diese Einlaufdüse so ge-
1 formt ist, daß die zwischen Radiallaufrad und Einlaufdüse hindurchtretende Spaltluft und die Hauptströmung eine nach außen gerichtete Komponente erhalten und die Spaltluft tangential oder nahezu tangential an die Rundung der Radiallaufraddeckschei-.be herangeführt wird.
Die erfindungsgemäße Kühlanlage weist somit einen Ringkühler mit strömungsgünstiger Anordnung der Kühlwasserrohre und der Kühlrippen in Verbindung mit einem relativ breiten Radiallaufrad und einer besonders geformten Einlaufdüse auf.
Für die konstruktive Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kühlanlage bieten sich verschiedene Möglichkeiten an. Nach einem Ausführungsbeispiel ist es vorteilhaft, wenn die Einlaufdüse mit einer Deckscheibe des Radiallaufrades verbunden ist und mit dieser umläuft.
Nach einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, daß das Verhältnis der Laufradaustrittsfläche zum engsten Querschnitt der Einlaufdüse größer als 1,2 ist.
Die mit den Kühllamellen besetzten Kühlwasserrohre werden z. B. zwischen zwei ringförmigen Wasserkästen angeordnet. Besonders vorteilhaft ist dabei, den Ringkühler aus einzelnen Kühlelementen herzustellen, die auf dem Umfang eines aus leichten Profilteilen bestehenden Rahmens ring- oder polygonförmig im Abstand
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zum Laufradumfang angeordnet sind. Es hat sich auch als vorteilhaft erwiesen, einen Korb als Traggerüst zu verwenden, an dessen Umfang einzelne Kühlelemente befestigt sind, wobei diese auch eben ausgeführt sein können, so daß sich ein Polygon ergibt. Er kann aber auch aus leichten Profilblechen oder Gußteilen bestehen. Dabei können sogar anderweitig eingesetzte Elemente, z. B. Wärmetauscher für Kraftfahrzeugheizungen, verwendet werden, welche vegen ihrer großen Stückzahl sehr wirtschaftlich zu fertigen sind.
Für den das Radiallaufrad umschließenden Ringkühler wird als Wärmetauscher eine Konstruktion verwendet, bei welcher das Kühlwasser durch Rohre mit kühlluftseitig strömungsgünstigen Quer-' schnitt geleitet wird, z. B. Rundrohre, wobei die Kühlwasserrohre parallel zur Lüfterachse verlaufen. Auf die Kühlwasserrohre sind Kühllamellen aufgereiht, welche parallel zur Strömungsrichtung der das Radialrad verlassenden Kühlluft liegen, so daß, abgesehen von den Randzonen, auch bei wechselnder Anströmrichtung kein Eintrittsstoß entsteht. Auf diese Weise wird der Kühlerdruckverlust gegenüber den bekannten Konstruktionen erhdiich vermindert, was sich sowohl auf den Leistungsbedarf des Lüfters als auch auf den Geräuschpegel günstig auswirkt.
Das Gerüst des Korbes kann nach einer Weiterbildung der Erfindung zumindest zum Teil auch aus Hohlprofilen bestehen, derart, daß diese Hohlprofile als Sammelleitungen für den Kühlwasseriai- und -Abfluß dienen und somit die Wasserverteilung bilden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die einzelnen Kühlerelemente an den Wasserkästen miteinander direkt verbunden sind und die Wasserkästen einen Wasserverteilerkanal bilden.
Ein weiterer Vorteil gegenüber den bekannten Ausführungen besteht in einer wesentlichen Verbesserung der Kühlerbeaufschla-
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"j gung, ohne daß aufwendige und ausladende Leitvorrichtungen erforderlich sind. Dies wird durch Verwendung eines relativ breiten Radiallaufrades in Verbindung mit einer besonders geformten Einlaufdüse erreicht.
;Auch einige bekannte Ringkühlerkonstruktionen weisen breite }Radialräder auf (OS 1 576 708) dergestalt, daß der Laufrad 'austrittsquerschnitt größer ist als der Querschnitt der axialen 'Eintrittsöffnung. Es hat sich aber herausgestellt, daß bei .derartigen Auslegungen ohne erfindungsgemäße Einlaufdüse eine ,,Ablösung der Strömung an der Rundung der Laufraddeckscheibe erfolgt, so daß nur ein Teil der gesamten Laufradaustrittsbreite von der Kühlluft durchströmt wird. Die Folge ist eine Verschlechterung der Kühlerbeaufschlagung und des Lüfterwirkungsgrades sowie ein Anstieg des Lärmpegels. Deshalb wurde bereits vorgesehen, zur Vermeidung einer Strömungsablösung die Strömung zwischen Laufradeintritts- und Austrittsquerschnitt zu beschleunigen (DT-PS 1 576 705). Dies führt zu schmalen Laufrädern und macht die Verwendung von Diffuseren zwischen Laufrad und Kühler erforderlich.
Bei Ringkühleranlagen, welche sich bereits im Einsatz befinden bzw. durch die Literatur bekannt geworden sind, sind zum Teil auch Einlaufdüsen vorgesehen (DT-OS 20 50 265). Diese sind so gestaltet, daß sich zwischen Düse und Laufrad eine gute Dichtwirkung ergibt, um den Spaltverlust so klein wie möglich zu halten. Der Luftspalt wird also möglichst klein und meistens auch noch als Labyrinthsichtung ausgeführt, was fertigungstechnisch sehr aufwendig ist. Diese Spaltausführung ist in Pumpen- und Verdichterbau üblich, bedingt aber die Verwendung schmaler Laufräder, bei denen also die Strömung im Bereich der 90° Umlenkung nicht verzögert werden darf, bzw. sogar eine Beschleunigung erfahren muß, um eine Ablösung an der Laufraddeckscheibe zu vermeiden. Bei verzögerter Strömung bildet sich - nämlich an der Deckscheibenrundung eine breite, stark abgebremste Grenzschicht aus, deren Energie nicht ausreicht, um die volle Umlenkung in die radiale Richtung mitzumachen.
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Bei der vorgeschlagenen Einlaufdüse nach der Erfindung in Verbindung mit einem breiten Laufrad wird dagegen ein relativ großer Luftspalt ohne Labyrinthdichtung vorgesehen und die in axialer Richtung zwischen Düse und Laufraddeckscheibe hindurchtretende Spaltluft tangential oder nahezu tangential an die Abrundung der Laufraddeckscheibe herangeführt. Dadurch saugt sich der Spaltluftstrom aufgrund des bekannten Coanda-Effektes an die Deckscheibenrundung an und macht die 90"-Umlenkung in die radiale Richtung ablösungsfrei mit. Gleichzeitig erhält auch die Hauptströmung schon innerhalb der Einlaufdüse eine nach außen gerichtete Komponente. Die Spaltströmung führt der sich an der Deckscheibe bildenden Grenzschicht so viel Energie zu, daß auch die Hauptströmung, trotz Verzögerung im Bereich der 90°-ümlenkung, ablösungsfrei durch das Laufrad geführt wird.
Ist die Lagerung des Laufrades mit dem Ringkühler fest verbunden, dann kann der Luftspalt zwischen dem Lüfter und der am Ringkühler befestigten Einlaufdüse 3 bis 10 mm betragen. Auch bei dem größeren Wert wird noch ein guter Lüfterwirkungsgrad erreicht. An die Fertigungsgenauigkeit werden also keine hohen Anforderungen gestellt.
Bei anderen Einbausituationen wird dsr Lüfter auf der Kurbeloder Wasserpumpenwelle der Brennkraftmaschine befestigt, während der Kühler am Fahrzeugrahmen oder der Karosserie abgestützt ist. Erfolgt die Befestigung der Einlaufdüse am Ringkühler, muß wegen der auftretenden Relativbewegungen zwischen Düse und Radiallaufrad ein größerer Luftspalt von ca. 20 mm vorgesehen werden. Aber auch mit einem derart großen Luftspalt werden noch gute Wirkungsgrade und Luftleistungen erzielt. Der Impuls der kräftigen Spaltströmung sorgt für eine ablösungsfreie umlenkung auch bei größerer Verzögerung.
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Eine andere Möglichkeit besteht in der Befestigung der Einlaufdüse am Motorblock, wobei eine elastische Verbindung zwischen Düse und Ringkühler vorgesehen wird.
In Verbindung mit der vorgeschlagenen Einlaufdüse kann die Hauptströmung im Bereich der 90"-Umlenkung so stark verzögert werden, daß der Laufradaustrittsquerschnitt erheblich größer ausgeführt werden kann als der axiale Einlaufquerschnitt. Das führt aber gegenüber den bekannten Ringkühleranlagen zu einer wesentlich größeren voll beaufschlagten Laufradaustrittsbreite, wodurch sich folgende Vorteile bzw. Verbesserungen ergeben:
- Das Verhältnis Kühler- zu Laufradbreite wird kleiner und dadurch die Kühlerbeaufschlagung vergleichmäßigt, also die Kühlleistung erhöht.
- Die Austrittsgeschwindigkeit am Lüfter ist niedriger, so daß der durch die plötzliche Querschnittserweiterung bedingte Stoßverlust verringert wird.
- Durch die kleine Meridiankomponente der das Radiallaufrad verlassenden Luft ergibt sich ein sehr flacher Abströmwinkel, so daß der spiralförmige Weg der Luft zwischen Laufradaustritt und Kühler gegenüber bekannten Konstruktionen vergrößert wird. Dadurch kann sich die Luft besser auf die Kühlerbreite verteilen.
- Mit der starken Verzögerung der Strömung innerhalb des Radiallaufrades ist eine große statische Druckziffer verbunden, so daß der Lüfter mit relativ niedriger Umfangsgeschwindigkeit betrieben werden kann, was sich besonders günstig auf das Geräuschverhalten auswirkt.
- Wegen des geringen Anteils des dynamischen Druckes, als Folge der Verzögerung im Laufrad, ist der statische Wirkungsgrad
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sehr hoch , so daß sich auch eine Reduzierung der Leistungsaufnahme gegenüber herkömmlichen Kühlanlagen ergibt.
- Der niedrige dynamische Druck bzw. die niedrige Kühlereintrittsgeschwindigkeit tragen ebenfalls zur Verringerung des Druck- ; Verlustes und Geräuschpegels bei.
Es wird also mit den erfindungsgemäßen Merkmalen gegenüber bekannten Ringkühleranlagen eine Absenkung des KühlerwiderStandes,eine Verringerung der Kühleranströmgeschwindigkeit und eine Erhöhung der statischen Druckziffer des Radiallaufrades erreicht, so daß eine solche Kühlanlage sehr geräuscharm arbeitet, kompakt und kostengünstig ausgeführt werden kann und eine niedrige Antriebs- ; leistung erfordert.
• Versuche mit einer erfindungsgemäß gestalteten Kühlanlage ergaben bei gleichem Platzbedarf wie bei den konventionellen Anlagen mit Flachkühler und Axiallüfter eine Absenkung des Geräuschpegels um ca. 10 dB (A). Dabei war der Radiallüfter so ausgelegt, daß die Strömung zwischen dem Düseneinlaufquerschnitt und der Laufradaustrittsfläche auf etwa die Hälfte verzögert wird. Eine Ablösung der Strömung wurde nicht beobachtet. Die Geschwindigkeitsverteilung im Kühler war wesentlich gleichmäßiger als bei Anlagen, welche die erfindungsgemäßen Merkmale nicht aufweisen.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert, die schematisch Ausführungsbeispiele darstellen. Dabei zeigt:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kühlanlage mit Ringkühler, Radiallüfter und Einlaufdüse,
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Fig. 2 die Kühlanlage nach Fig. 1 in Frontansicht, Fig. 3 ein Geschwindigkeitsdreieck am Lüfteraustritt,
[ Fig. 4 eine Teilansicht der Einlaufdüse nach der Erfindung,
ι Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel einer Befestigung der Kühlanlage , und
Fig. 6 und 7 Ausführungsbeispiele für die Ausbildung des Ringkühlers.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einer erfin-'· dungsgemäßen Kühlanlage sind mehrere Wärmetauscherelemente 1 zu einem Polygon oder Kreis zusammengefaßt und bilden so den Ring-
kühler. Innerhalb des. Ringkühler ist ein Radiallaufrad 2 angeordnet, welches von einerKurbelwelle oder Wasserpumpenwelle 3 einerBrennkraftmaschine 4 angetrieben wird. Das Radiallaufrad 2 kann auch auf einer besonderen Lagerung montiert sein, welche an der Brennkraftmaschine 4 befestigt ist oder zusammen mit dem Ringkühler eine Einheit bildet.
In das Radiallaufrad 2 ragt eine Einlaufdüse 5 hinein, welche an der Stirnseite des Kühlers beispielsweise mit Schrauben 6 befestigt ist. Im dargeäbellten Ausführungsbeispiel sind die Wärmetauscherelemente 1 mit zwei Hohlprofilrahmen 11 und 12 verbunden, welche als Sammelleitungen für den Kühlwasserzu- und -Abfluß und gleichzeitig als Trag- und Verbindungselemente dienen.
Die Rückseite des Ringkühlers ist durch eine hintere Abschlußscheibe 7 verschlossen. Im Zentrum der Abschlußscheibe 7 ist eine Öffnung 28 für die Antriebswelle 3 des Radiallaufrades 2
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vorgesehen. Bei von der Brennkraftmaschine getrennter Lagerung kann diese Lagerung an der Scheibe 7 befestigt und die Antriebswelle 3 über einen nicht dargestellten Keilriementrieb oder eine elastische Welle bzw. Gelenkwelle mit der Antriebswelle der Brennkraftmaschine 4 verbunden sein.
Die Wärmetauscherelemente 1 sind seitlich mit Wasserkästen 8 versehen, wleche gleichzeitig als Befestigungs- und Verbindungselemente mit den Sammelrohren 11 und 12 über Flansche 10 dienen.
Aus der Frontansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kühlanlage nach Fig. 1 in Fig. 2 ist zu ersehen, daß die Wärmetauscherelemente 1 ein Polygon bilden. Ein Kühlwasserzulaufstutzen 13 und ein Kühlwasserablaufstutzen 14 sind über nicht dargestellte Schläuche/dem Flüssigkeitskühlmantel der Brennkraftmaschine 4 verbindbar.
Die Wärmetauschaelemente 1 bestehen, wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich, aus Kühlerwasserrohren 15, welche parallel zur Lüfterachse 17 verlaufen und auf welche Kühllamellen 16 so aufgereiht sind, daß diese parallel zu der das Radiallaufrad 2 verlassenden Strömung 18 stehen. Im linken oberen Teil der Fig. 2 ist ein Schnitt entlang der Linie AB in Fig. 1 dargestellt, wobei links oben die Anordnung der Kühlwasserrohre eines Wärmetauscherelementes 1 gezeigt ist. Hier ist eine fluchtende Rohranordnung dargestellt, d. h. eine Reihe der Rohre ist gegenüber der anderen Reihe jeweils versetzt. Es ist jedoch auch jede andere Stellung der Rohre untereinander iröglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Rohre kühlluftseitig besonders strömungsgünstig ausgebildet sind, beispielsweise als Rundrohre.
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In Fig. 3 ist ein Geschwindigkeitsdreieck am Lüfteraustritt eingezeichnet. Die Luft verläßt das Radiallaufrad 2 mit einer Relativgeschwindigkeit w„, wobei die Umfangsgeschwindigkeit des Lüfters U2 ist. Aus W2 und U3 resultiert die Absolutgeschwindigkeit C2. Die Strömung bewegt sich somit mit der Geschwindigkeit c2 unter einem Winkel °^ 2 zum Wärmetauscher 1 und tritt annähernd mit diesen Winkel cA in den Wärmetauscher 1 ein. Innerhalb desselben ergibt sich infolge der Stau-.wirkung der Kühlwasserrohre 15 und der Reibung zwischen den Lamellen 16 eine Umlenkung der Strömung. Strömungsuntersuchungen zeigten, daß die Kühlluft den Wärmetauscher 1 annähernd senkrecht zu dessen Austrittsfläche verläßt. Der Strömungsweg zwischen Radiallaufradaustritt und Wärmetauschereintritt entspricht einer logarithmischen Spirale. In Fig. 3 ist dieserWeg durch Pfeile 19 dargestellt. Je kleiner die Meridiangeschwindigkeit C2 am Laufradaustritt ist, desto flacher verläuft die Spirale und der Weg zwischen Laufradaustritt und Wärmetauscher vergrößert sich dadurch. Dies begünstigt die Ausbreitung der Strömung vomLaufradaustritt auf die größere Breite des Ringkühlers .
Zur Erzielung einer niedrigen Meridiangeschwindigkeit muß das Radiallaufrad 2möglichst breit ausgeführt werden, was aber nur dieVerbindung mit der Einlaufdüse 5 eine ablösungsfreie Laufradströmung ergibt.
Die Wirkungsweise der Einlaufdüse 5 ergibt sich deutlich aus Fig. 4. An der Stelle 20, d. h. am Luftspalt zwischen Radiallaufrad 2 und Einlaufdüse ^^sxeht ein Spaltluftstrom, welcher das Anlegen der Hauptströmung an die Rundung einer Laufraddeckscheibe 21 begünstigt, wenn die Einlauf düse 5 so geformt ist, daß der Spaltluftstrom und die Hauptströmung eine nach außen gerichtete Komponente erhalten und tangential oder nahezu tangential an die Laufraddeckscheibe 21 herangeführt werden.
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Bei der beschriebenen Form derEinlaufdüse 5 legt sich der Spaltluftstrom aufgrund des bekannten Coanda--Effektes an die Rundung der Laufraddeckscheibe 21 an und führtder Hauptströmung so viel Energie zu, daß eine zu starke Abbremsung der Grenzschicht an der Deckscheibenabrundung vermieden und eine Ablösung der Hauptströmung verhindert wird. Durch diesen Effekt wird eine erhebliche Verzögerung der umgelenkten Strömung ermöglicht. Es erfolgt auch noch eine ablösungsfreie Verzögerung, wenn der Schaufelaustrittsquerschnitt F2 größer als das 1,2-fache des engsten Düsenquerschnittes FQ ist, wobei F« =" D~ . b~ .TT ' :'. (mit b gleich Schaufelbreite und D2 gleich Schaufelaustrittsdurchmesser) ist. Mit der starken Verzögerung ist eine niedrige Austrittsgeschwindigkeit und ein hoher statischer Druckanteil verbunden, wie es für einen geräuscharmen Betrieb und eine gleichmäßige Kühlerbeaufschlagung wünschenswert ist.
Bei staker Relativbewegung zwischen Radiallaufrad 2 und Ringkühler, wenn also beispielsweise das Radiallaufrad 2 auf einer Antriebswelle der Brennkraftmaschine 4 und der Kühler 1 am Fahrzeugrahmen 25 befestigt ist, kann die Einlaßdüse 5 am Radiallaufrad 2 unter Einhaltung eines relativ engen Luftspälte"s:20 befestigt werden, wie in Fig. 5 dargestellt. An der Stelle 22 entsteht ein zweiter Luftspalt in radialer Richtung, durch welchen Kaltluft entweicht. Der Spaltluftstrom kann zur Kühlung des Sammelrohres 12 herangezogen werden.
Die mit dem Lüfter umlaufende Einlaufdüse 5 ist durch Stege mit der Innenseite der Laufraddeckscheibe 21 verbunden.
Für die konstruktive Gestaltung des Ringkühlers gibt es neben dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel noch weitere Möglichkeiten, in den Fig. 6 und 7 bilden die Wasserkästen 8
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selbst die Sammelkanäle 11, 12 und dienen" :.. gleichzeitig als Verbindungselemente zu den benachbarten Wärmetauscherelementen 1, in—dem die Wasserkästen seitlich mit Verbindungsflanschen 24 versehen sind. Die Befestigung des Ringkühlers am Fahrzeugrahmen ■» 25 ist als ein Beispiel in Fig. 2 dargestellt, wobei zur Befesti-' gung Pratzen 26 dienen und Schwingungsdämpfer 27 vorgesehen ι sind.
'" Eine weitere Möglichkeit zur Befestigung des Kühlers besteht darin, daß dieser mit der Brennkraftmaschine 4 verbunden ist. In diesem Fall kann der Luftspalt zwischen Radiallaufrad 2 und kühlerfester Einlaufdüse 5 relativ klein gehalten werden, was geringe Spaltverluste, also einen guten Lüfterwirkungsgrad er- !gibt.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfaßt auch alle fachmännischen Weiterbildungen und Abwandlungen sowie Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und/oder darge±ellten Merkmale und Maßnahmen.
- Ansprüche -
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Claims (10)

  1. Firma Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr GmbH & Co. KG, ν Mauserstrasse 5, D-7000 Stuttgart 30
    ANSPRÜCHE
    1 .] Geräuscharme Kühlanlage für Brennkraftmaschinen, bestehend aus einem Radiallüfter und aus einem am Umfang eines Radiallaufrades im Abstand zu diesem angeordneten Ringkühler, der einstückig oder aus Teilkühlern bestehend ausgeführt ist, wobei der Kühler aus wasserführenden Rohren und aus diesen befestigten Kühllamellen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlwasserrohre (15) parallel zur Lüfterachse- und die Lamellen parallel zur Strömungsrichtung der das Radiallaufrad (2) verlassenden Kühlluft liegen.
  2. 2. Kühlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Radiallaufrad (2) mit einer abgerundeten Deckscheibe (21) versehen ist, daß in dieses Radiallaufrad eine Einlaufdüse (5) hineinragt, daß diese Einlaufdüse (5) so geformt ist, daß die zwischen Radiallaufrad (2) und Einlaufdüse (5) hindurchtretende Spaltluft und die Hauptströmung eine nach außen gerichtete Komponente erhalten und die Spaltluft tangential oder nahezu tangential an die Rundung der Radiallaufraddeckscheibe (21) herangeführt wird.
  3. 3. Kühlanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaufdüse (5) mit der Deckscheibe (21) des Radiallaufrades (2) verbunden ist und mit diesen umläuft.
  4. 4. Kühlanlage nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Laufradaustrittsfläche F2 zum engsten Querschnitt der Einlaufdüse F- größer als 1,2 ist.
  5. ; 5. Kühlanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ί einzelne Kühlelemente (1) auf dem Umfang eines aus leichten Profil-, teilen bestehenden Rahmens ring- oder polygonförmig im Abstand zum Laufradumfang angeordnet sind.
  6. 6. Kühlanlage nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlwasserrohre (15) kühlluftseitig strömungsgünstigen Querschnitt aufweisen.
  7. •'7. Kühlanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlwasserrohre (15) als Rundrohre ausgebildet sind.
  8. 8. Kühlanlage nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmenteile hohl ausgebildet sind und die Wasserverteilung bilden.
  9. 9. Kühlanlage nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Kühlelemente an den Wasserkästen miteinander direkt verbunden sind und die Wasserkästen einen Wasserverteilerkanal bilden.
  10. 10. Kühlanlage nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekenngjchnet, daß das Radiallaufrad. (2) auf einer aus dem Brennkraftmaschinengehäuse herausragenden Antriebswelle montiert ist und dieEinlaufdüse (5) und der Ringkühler am Motorblock bzw. Fahrzeugrahmen befestigt sind.
    809826/0106
    '11. Külanlage nach Anspruch 2 und Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet/ daß ein zweiter Spalt (22) vorgesehen ist, derart, daß ein zweiter Spaltluftstrom zur Kühlung der Sammelleitung (12) dient.
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