DE19710622A1 - Kreiselgebläse mit integrierter Steuereinheit, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich der Turbinenkreiselgebläse, vor allem für Kraftfahrzeuge.

Sie betrifft insbesondere Kreiselgebläse in der Aus­ führung mit einem Gehäuse in Form eines Spiralgehäu­ se, das in einem Mittelteil eine Turbine enthält, die von einem durch eine Steuereinheit gesteuerten Motor in der Ausführung als Elektromotor drehend angetrie­ ben wird. Die Turbine ist so angeordnet, daß sie Luft außerhalb des Gehäuses ansaugt, um sie radial in das Spiralgehäuse einzublasen.

Die Steuereinheit besteht aus einer bestimmten Anzahl von elektrischen und elektronischen Bauteilen, die während ihres Betriebs Wärme abstrahlen können. Um eine Beschädigung der Steuereinheit zu vermeiden, durch die sich die Leistungen des Motors erheblich verringern würden, muß die von ihm abgegebene Wärme­ menge unbedingt abgeführt werden.

Es sind bereits eine Reihe von Anordnungen durch den Fachmann vorgeschlagen worden, um diesen Nachteil zu beseitigen.

So ist es aus der Veröffentlichung FR-A-2 676 610 be­ kannt, einen zusätzlichen Ableitungskanal im Spiral­ gehäuse vorzusehen, um einen Teil der Gebläseluft zu entnehmen und in eine Aufnahme zu leiten, in der die Steuereinheit angeordnet ist.

Desweiteren ist aus der französischen Patentanmeldung 94 15508 ein Kreiselgebläse bekannt, bei dem das Spi­ ralgehäuse eine zur Turbine gerichtete Ausparung um­ faßt, um einen Teil der Steuereinheit, beispielsweise einen Transistor, aufzunehmen, damit er durch den im Spiralgehäuse umströmenden Gebläseluftstrom gekühlt werden kann.

In beiden Fällen hat die Kühlung der Steuereinheit erhebliche Druckverluste und eine Behinderung der Strömung des Luftstroms zur Folge, wodurch der Wir­ kungsgrad des Lüfters entsprechend verringert wird.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein Kreiselgebläse bereitzustellen, das die Nachteile der Gebläse nach dem Stand der Technik nicht aufweist.

Dazu schlägt die Erfindung ein Kreiselgebläse der eingangs genannten Art vor, bei dem einerseits das Spiralgehäuse in einem vorbestimmten Bereich mit ge­ gebener Krümmung mindestens eine Umlenkwand enthält, deren Krümmung in etwa mit derjenigen des vorbestimm­ ten Bereichs identisch ist, und bei dem andererseits das Gehäuse Befestigungsmittel umfaßt, die so ange­ ordnet sind, daß sie zumindest einen Teil der Steuer­ einheit halten, der weitgehend in die Umlenkwand in­ tegriert ist, so daß der im Spiralgehäuse umströmende Gebläseluftstrom zumindest den Teil der Steuereinheit beströmen kann, ohne behindert zu werden.

Dadurch wird direkt im Innern des Spiralgehäuses und weitgehend in eine Umlenkwand integriert, die durch den Gebläseluftstrom beströmt wird, zumindest jeder Teil der Steuereinheit aufgenommen, der gekühlt wer­ den muß. Daher entfällt die Notwendigkeit, die Ge­ samtform des Gehäuses zu verändern, um die zu kühlen­ den Elemente zu integrieren.

Bei dem (den) in die Umlenkwand integrierten Teil(en) der Steuereinheit handelt es sich vorzugsweise um ei­ ne (mehrere) Einheit(en) zur Regelung der Drehzahl der Turbine.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung ist (sind) die Umlenkwände in etwa parallel zu einer der Wände des Gehäuses angeordnet, wobei sie sich auf einer Hö­ he erstreckt (erstrecken), die in etwa mit derjenigen dieser Wand des Gehäuses identisch ist.

Daraus ergibt sich, daß der vorbestimmte Bereich, je nach der Anzahl der vorgesehenen Umlenkwände, in zwei oder mehr Teile unterteilt ist, so daß jeder Teil ei­ nen Teil des Luftstroms kanalisiert, ohne seine Strö­ mung zu behindern.

Die Befestigungsmittel sind vorzugsweise dicht in ei­ ner der Gehäusewände angeordnet, die das Spiralgehäu­ se bilden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Befestigungsmittel in Form von elektrischen Verbin­ dern ausgeführt, in die Anschlußstifte eingesetzt werden können, die zu dem in die Umlenkwand inte­ grierten Teil der Steuereinheit gehören.

Dadurch wird das Gebläse erheblich vereinfacht, da die Befestigungsmittel eine zweifache Funktion in be­ zug auf die Halterung und den elektrischen Anschluß übernehmen.

In einer bevorzugten Ausführungsart enthält die Um­ lenkwand eine Aufnahme für das Einsetzen insbesondere des zu kühlenden Teils der Steuereinheit. Die Aufnah­ me befindet sich vorzugsweise an einem Ende der Um­ lenkwand, das, bezogen auf die Strömungsrichtung des Gebläseluftstroms, als vorderes Ende bezeichnet wird.

Daraus ergibt sich, daß der oder die Teile der Steu­ ereinheit vollständig im Innern des Spiralgehäuses und demzufolge auf der Hauptstrecke des Luststroms aufgenommen ist bzw. sind.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung befindet sich der vorbestimmte Bereich, in dem die Umlenkwand oder die Umlenkwände angeordnet ist bzw. sind, in ei­ nem Abschlußteil des Spiralgehäuses, der, ebenfalls bezogen auf die Strömungsrichtung des Gebläseluft­ stroms, als hinterer Abschlußteil bezeichnet wird.

Dieser hintere Abschlußteil hat im allgemeinen einen größeren Querschnitt als die anderen Teile des Spi­ ralgehäuses, so daß der Luftstrom darin besser ver­ teilt und die durch das Vorhandensein des Teils (der Teile) des Steuermoduls bedingte Behinderung mini­ miert wird.

In der nachstehend als Beispiel angeführten Beschrei­ bung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug ge­ nommen, auf denen folgendes dargestellt ist:

• - Fig. 1 zeigt eine schematische Querschnittansicht eines erfindungsgemäßen Kreiselgebläses.
• - Fig. 2 veranschaulicht eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Teils von Fig. 1, der die Umlenkwände enthält, in einer bevorzugten Ausfüh­ rungsart.
• - Fig. 3 zeigt eine Querschnittansicht entlang der Linie III-III von Fig. 1.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen, die ein Kreiselgebläse 1 zeigt, das ein Gehäuse 2 in Form ei­ nes Spiralgehäuses 3 mit zunehmendem Querschnitt um­ faßt. Dieses Spiralgehäuse 3 windet sich um einen Mittelbereich 4, in dem eine Turbine 5 angeordnet ist, die durch einen Motor 7 in der Ausführung als Elektromotor (mit gestrichelten Linien dargestellt) drehend um eine Drehachse 7 angetrieben wird.

Die Luft wird axial durch die Turbine 5 (entlang ei­ ner zur Drehachse 6 parallelen Achse) angesaugt und anschließend durch die Zentrifugalwirkung mitgenom­ men, die durch die Drehung der Turbine um die Dreh­ achse bedingt ist. Diese Turbine 5 weist axiale Öff­ nungen auf, die welche die mitgenommene Luft radial in das Spiralgehäuse 3 ausgetrieben wird, in dem sie in Richtung des Pfeils F strömt, bis sie zu einem Luftauslaß 8 gelangt, der sich am Ende eines Ab­ schlußteils 9 dieses Spiralgehäuses 3 befindet. Die­ ser Luftauslaß 8 steht mit einer Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimatisierungsvorrichtung in Verbindung (in den beigefügten Figuren nicht dargestellt).

Es wird nun insbesondere auf die Fig. 2 und 3 Be­ zug genommen. Das Spiralgehäuse 3 wird durch äußere 10 und innere 11 Seitenwände, die sich auf in etwa parallel zueinander angeordneten Ebenen erstrecken, sowie durch obere 21 und untere 13 Wände begrenzt, die ebenfalls in etwa parallel zueinander und in etwa senkrecht zu den Innen- 11 und Außenwänden 10 verlau­ fen. Das Spiralgehäuse 3 weist daher in der veran­ schaulichten Ausführungsart einen in etwa rechtecki­ gen Querschnitt auf.

Im Abschlußteil 9 des Spiralgehäuses 3 ist an einer ausgewählten Stelle 13 (oder in einem vorbestimmten Bereich) mindestens eine Umlenkwand 12 angebracht. Bei dem in den drei Figuren veranschaulichten Bei­ spiel enthält das Spiralgehäuse an dieser ausgewähl­ ten Stelle 13 zwei Umlenkwände 12-1 und 12-2. Diese erstrecken sich in etwa parallel zu den Außen- 10 und Innenwänden 11, denen sie jeweils am nächsten sind. Infolgedessen weisen sie Krümmungen auf, die in etwa mit den Krümmungen dieser Wände identisch sind. Die Umlenkwände 12 erstrecken sich vorzugsweise auf der gleichen Höhe H wie die Außen- 10 und Innenwände 11.

Die Umlenkwände 12-1 und 12-2 unterteilen daher den Abschlußteil 9 des Spiralgehäuses an der ausgewählten Stelle in drei Kanäle 14-1, 14-2 und 14-3, die den aus der Turbine 5 kommenden Gebläseluftstrom kanali­ sieren.

In dem veranschaulichten Beispiel enthält die Umlenk­ wand 12-1 eine Aufnahme 15-1, die vorzugsweise an ei­ nem Ende 16 ausgebildet ist, das, bezogen auf die Strömungsrichtung des Gebläseluftstroms im Spiralge­ häuse 3, als vorderes Ende bezeichnet wird.

Die Aufnahme 15 weist in etwa die gleiche Größe wie der Teil der Steuereinheit 17 auf, den sie aufnehmen soll. Dabei kann es sich beispielsweise um eine Ein­ heit zur Regelung der Drehzahl der Turbine 5 handeln. Eine derartige Einheit umfaßt eine Reihe von elektri­ schen und elektronischen Einheiten, vor allem Transi­ storen und Leistungswiderstände, die während des Be­ triebs eine hohe Wärmemenge abgeben. Die Einheit ist dabei in Form eines länglichen Blocks mit einem in etwa rechteckigen oder elliptischen Querschnitt und glatten Wänden ausgeführt, der an einer Abschlußflä­ che 18 in mehreren starren Anschlußstiften 19 endet (vier bei dem in den Figuren veranschaulichten Bei­ spiel).

Um die Einheit 17 zu halten, ist in der oberen Wand 21, oberhalb der Aufnahme 15-1 der Umlenkwand 12-1, ein elektrischer Verbinder 20-1 vorgesehen, um die Einheit 17 mit dem Rest der Steuerschaltung des Krei­ selgebläses elektrisch zu verbinden. Der Verbinder 20-1 enthält vorteilhafterweise eine Mehrzahl von Aufnahmen 22 für das Einsetzen der jeweiligen An­ schlußstifte 19 einer Einheit 17, die durch die obere Wand 21 hindurchgehen. Nach dem Einsetzen der An­ schlußstifte 19 in die Anschlußbuchsen 22 wird die Einheit 17 dadurch einwandfrei an der ausgewählten Stelle gehalten und gesichert und weitgehend in die sie aufnehmende Umlenkwand 12-1 integriert.

Das Gehäuse 2 ist aus Kunststoff ausgeführt, vorzugs­ weise durch Formen in zwei Teilen, wobei der erste Teil die als Deckel ausgebildete obere Wand und der zweite Teil insbesondere die Außen-, Innen- und Bo­ denwände sowie die Umlenkwände enthält.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschrie­ bene Ausführungsart beschränkt, sondern sie umfaßt auch alle Varianten, die der Fachmann im Rahmen der nachstehenden Ansprüche entwickeln kann.

So kann die Anzahl der Umlenkwände größer als zwei oder gleich eins sein.

Außerdem können die Umlenkwände auch keine Aufnahme enthalten, insoweit der in das Spiralgehäuse inte­ grierte Teil der Steuereinheit in der Verlängerung eines der beiden vorderen und hinteren Enden einer Umlenkwand angeordnet werden kann. In diesem Falle ist der Teil der Steuereinheit ein angesetztes Ele­ ment der Umlenkwand.

Bei weiteren Varianten kann die Ausführung der Auf­ nahme an einer anderen Stelle als am vorderen und hinteren Ende in Betracht gezogen werden, beispiels­ weise in deren Mitte, sofern die Anschlußstifte des Teils der Steuerschaltung von einer der oberen oder unteren Wände aus zugänglich sind.

Desweiteren könnte, falls sich die entsprechende Not­ wendigkeit ergibt, in Betracht gezogen werden, eine erste Einheit in einer Aufnahme einer Umlenkwand und eine zweite Einheit in der Verlängerung eines der En­ den ebendieser Umlenkwand anzuordnen oder auch mehre­ re Aufnahmen in der gleichen Wand vorzusehen.

Im übrigen wurden zwar Umlenkwände beschrieben, die in etwa parallel zur Innen- und Außenwand verlaufen; man könnte jedoch naheliegenderweise derartige Um­ lenkwände auch parallel zur oberen und unteren Wand ausführen. In diesem besonderen Fall müßte der Ver­ binder für den Anschluß des in das Spiralgehäuse in­ tegrierten Teils der Steuereinheit notwendigerweise in der Außenwand des Gehäuses angeordnet sein, wobei ein zusätzliches und geeignetes Befestigungsmittel vorgesehen werden müßte, um die Einheit, aufgrund der Schwerkraft, in einer Ebene zu halten, die in etwa parallel zur oberen und unteren Wand verläuft.

Darüber hinaus kann der Abschlußteil des Spiralgehäu­ ses, der die Umlenkwand bzw. die Umlenkwände umfaßt, getrennt vom Rest des Gehäuses ausgeführt sein, das unter diesen Bedingungen einteilig ausgebildet sein könnte.

Claims (8)

1. Kreiselgebläse in der Ausführung mit einem Gehäuse (2) in Form eines Spiralgehäuses (3), das in einem Mittelteil (4) eine Turbine (5) enthält, die von ei­ nem durch eine Steuereinheit gesteuerten Motor (7) in der Ausführung als Elektromotor drehend angetrieben wird, wobei die besagte Turbine (5) die Aufgabe hat, Luft in das Spiralgehäuse einzublasen , dadurch gekennzeichnet, daß das Spiralgehäuse (3) in einem vorbestimmten Bereich (13) mit gegebener Krümmung mindestens eine Umlenkwand (12) enthält, de­ ren Krümmung in etwa mit derjenigen des besagten Be­ reichs (13) identisch ist, und daß das Gehäuse (2) Befestigungsmittel (20) umfaßt, die so angeordnet sind, daß sie zumindest einen Teil (17) der Steuer­ einheit halten, der weitgehend in die Umlenkwand (12) integriert ist, so daß der im Spiralgehäuse umströ­ mende Gebläseluftstrom zumindest den besagten Teil der Steuereinheit beströmen kann, ohne behindert zu werden.

2. Gebläse nach Anspruch 1, bei dem das Gehäuse (2) Wände (10, 13, 21) umfaßt, die das Spiralgehäuse (3) begrenzen , dadurch gekennzeich­ net, daß die Umlenkwand (12) in etwa parallel zu einer der besagten Wände (10) des Gehäuses verläuft und sich auf einer Höhe (H) erstreckt, die in etwa mit derjenigen der besagten Wand des Gehäuses iden­ tisch ist.

3. Gebläse nach Anspruch 2 , dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Befestigungsmittel (20) dicht in einer der Wände des Gehäuses angeordnet sind.

4. Gebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , da­ durch gekennzeichnet, daß die Be­ festigungsmittel (20) in Form eines elektrischen Ver­ binders ausgeführt sind, in den Anschlußstifte (18) eingesetzt werden können, die zu dem in die Umlenk­ wand (12) integrierten Teil (17) der Steuereinheit gehören.

5. Gebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , da­ durch gekennzeichnet, daß die Um­ lenkwand (12) eine Aufnahme (15) enthält, in die zu­ mindest der besagte Teil (17) der Steuereinheit ein­ gesetzt werden kann.

6. Gebläse nach Anspruch 5 , dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Aufnahme (15) an einem Ende (16) angeordnet ist, das, bezogen auf die Strömungsrichtung des Gebläseluftstroms, als vorderes Ende bezeichnet wird.

7. Gebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , da­ durch gekennzeichnet, daß sich der vorbestimmte Bereich (13) in einem Abschlußteil (9) des Spiralgehäuses (3) befindet, der als hinterer Abschlußteil bezeichnet wird.

8. Gebläse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Umlenkwand (12) integrierte Teil der Steuer­ einheit eine Einheit zur Regelung der Drehzahl der Turbine ist.