DE3523223A1 - Als motorhalter ausgebildete luefterzarge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine als Motorhalter ausgebildete Lüf­ terzarge für ein Radialgebläse, die eine im wesentlichen zylin­ drische Aufnahme für einen Motor aufweist, die über Speichen mit einer sie umgebenden Wandung verbunden ist, die im wesent­ lichen eine Stirnwand eines Spiralgehäuses bildet.

Derartige Lüfterzargen werden üblicherweise aus Kunststoff her­ gestellt. Sie bilden zusammen mit einem oder mehreren Gehäuse­ teilen ein vollständiges Gebläsegehäuse, das bei Heizungs- oder Klimaanlagen von Fahrzeugen benutzt wird. Für derartige Radial­ gebläse werden im allgemeinen regelbare Antriebe vorgesehen. Dabei ist es üblich, eine sogenannte Leistungselektronik vorzu­ sehen, in welcher die nicht benötigte Antriebsleitung in Wärme umgewandelt wird, die dann abgeführt wird. Um diese Wärme abzu­ führen, ist es allgmein üblich, in dem Luftstrom nach dem Ge­ bläse einen Kühlkörper anzuordnen, an dem die Leistungselektro­ nik angebracht ist. Üblicherweise besteht ein derartiger Kühl­ körper aus einer metallischen Grundplatte, an welcher auf der Außenseite die Leistungselektronik angebracht ist. Die in dem Gebläseluftstrom liegenden Innenseite ist mit einer Vielzahl von Stiften versehen, die in den Gebläseluftstrom ragen. Ein derartiger Kühlkörper wird üblicherweise als ein Igelkörper be­ zeichnet. Derartige Kühlkörper sind einerseits recht aufwendig und teuer herzustellen, während sie andererseits auch zu Nach­ teilen führen. Die Anordnung in dem Gebläseluftstrom nach dem Gebläse führt dazu, daß zwischen der Leistungselektronik und dem Motor relativ lange Kabelwege gegeben sind. Darüber hinaus verursachen die von der Grundplatte abragenden und in den Ge­ bläseluftstrom hineinragenden Stifte Strömungsverluste und au­ ßerdem Geräusche. Da diese Igelkörper nach dem Gebläseaustritt angeordnet sind, ist die Gefahr relativ groß, daß diese Geräu­ sche in den Innenraum eines Fahrzeuges übertragen werden.

Es ist auch schon versucht worden, Kühlkörper der vorstehend erläuterten Art im Bereich der Luftansaugseite einer Lüfterzar­ ge anzuordnen. Aufgrund der abzuführenden Wärme ergeben sich relativ großflächige Igelkörper, die einen Großteil der Luft­ eintrittsquerschnitte abdecken. Praktische Versuche haben ge­ zeigt, daß eine derartige Anordnung eines Kühlkörpers oder Igelkörpers im Ansaugbereich zu Leistungsverlusten von etwa 10% führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lüfterzarge der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie die Möglichkeit bietet, die Leistungselektronik an ihr anzuordnen, ohne daß da­ durch wesentliche Leistungsverluste für das Radialgebläse ver­ ursacht werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Lüfterzarge aus Me­ tall hergestellt ist und im Bereich einer Speiche eine Materi­ alanhäufung aufweist, die auf der Außenseite als eine Anschluß­ fläche für eine Leistungselektronik ausgebildet ist.

Durch diese Ausbildung wird die Lüfterzarge so ausgebildet, daß sie die Funktion des Kühlkörpers für die Leistungselektronik übernehmen kann. Durch die Materialanhäufung mit der Anschluß­ fläche für die Leistungselektronik wird gewährleistet, daß die in bestimmten Betriebszuständen anfallende Wärme gut über die metallische Zarge abgeführt werden kann. Darüber hinaus bietet die metallische Zarge den Vorteil, daß die Kühlung des Motors verbessert wird, da über die metallische Zarge auch die an dem Motor entstehende Wärme abgeführt wird. Dies ist ein besonderer Vorteil, da die Wärmeentwicklung an dem Motor relativ groß ist, wenn dieser schneller läuft, während unter dieser Betriebsbe­ dingung die an der Leistungselektronik anfallende Wärme ge­ ringer ist. Durch die Anordnung der Leistungselektronik an der Ansaugseite wird die Gefahr vermieden, daß durch sie erzeugte Geräusche in das Fahrzeuginnere übertragen werden. Darüber hin­ aus ergibt sich der Vorteil, daß die Herstellung der Lüfter­ zarge aus Metall insgesamt billiger ist als die Herstellung einer Kunststoffzarge eines getrennten Kühlkörpers und die an­ schließende Montage.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß die Materialanhäufung im Bereich zwischen Anfang und Ende der Spirale vorgesehen ist. In diesem Bereich ist ein relativ gro­ ßer Bauraum vorhanden, in welchem eine entsprechend große Ma­ terialanhäufung vorgesehen werden kann, ohne daß dadurch die Gesamtabmessungen der Lüfterzarge wesentlich größer werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß die Innenseite der Materialanhäufung als eine in Ansaugrichtung geneigte Leitfläche ausgebildet ist. Damit wird erreicht, daß die Beeinträchtigung der Luftansaugung so gering wie möglich gehalten wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß auf der Außenseite der Wandung Rippen in Umfangsrichtung vor und/oder nach der Materialanhäufung angeordnet sind. Diese Rip­ pen dienen weiter zur Vergrößerung der Masse und zur Verbesse­ rung der Wärmeableitung, ohne daß dadurch die Luftströmungen wesentlich gestört werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind auf der Innenseite an der Wandung im Bereich des Anfangs der Spirale in Umfangs­ richtung verlaufende Rippen vorgesehen. Auch durch diese Maß­ nahme wird die Möglichkeit verbessert, die Wärmeabfuhr zu ver­ bessern. Die Kühlrippen im Innern im Anfangsbereich der Spirale stören die Luftströmung nicht nennenswert.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestell­ ten Ausführungsform.

Fig. 1 zeigt eine axiale Ansicht auf die Außenseite einer erfindungsgemäßen Lüfterzarge und

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1.

Die in Fig. 1 und 2 nur schematisch dargestellte Lüfterzarge 1 ist ein einteiliges Metallbauteil. Es ist als Aluminiumdruckguß hergestellt. Die Lüfterzarge 1 besitzt eine zylindrische Auf­ nahme 2 für einen nicht dargestellten Elektromotor. Von der In­ nenseite der zylindrischen Aufnahme 2 ragen in nicht näher dar­ gestellter Weise Stege auf, die zum Aufnehmen und Lagefixieren des Motors dienen. Das zur Außenseite gewandte Ende der Aufnah­ me 2 ist durch eine Stirnwand 15 verschlossen, die eine zentra­ le Öffnung 16 aufweist. Üblicherweise werden in der Aufnahme 2 anschließend an die Stirnwand 15 in dem zylindrischen Teil noch Durchbrechungen vorgesehen, die bei der schematischen Darstel­ lung der Ausführungsform nicht gezeigt sind.

Unter Belassung einer Lufteintrittsöffnung wird die Aufnahme 2 von einer Wandung 6 umgeben, die, wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, Bestandteil eines Spiralgehäuses ist. Das Spi­ ralgehäuse wird durch ein oder mehrere Bauteile zu einem voll­ ständigen Spiralgehäuse ergänzt, daß ein nicht dargestelltes, von dem Elektromotor angetriebenes Lüfterrad umgibt. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, besitzt die Wandung 6 einen in etwa C-förmigen Querschnitt, der sich entsprechend der zunehmenden Größe der Spirale vergrößert. Die Wandung 6 ist mit der eine Art Nabe bildenden Aufnahme 2 über drei Speichen 3, 4 und 5 verbunden, die gleichmäßig über den Umfang verteilt sind.

Die Speichen 3, 4 und 5 sind schräg und vorzugsweise mit einer zusätzlichen Krümmung in Anströmrichtung angestellt, so daß sie eine Art Leitvorrichtung bilden, die dem nicht dargestellten Gebläserad vorgeschaltet ist. In dem Bereich der Speiche 5, die sich im wesentlichen zwischen dem Auslaß 17 der Spirale und dem Anfang der Spirale befindet, ist eine Materialanhäufung 7 vor­ gesehen, die im wesentlichen eine Verdickung der in diesem Be­ reich befindlichen Speiche und der Wandung 6 in diesem Bereich bedeutet. Im Bereich der Materialanhäufung 7 ist auf der Außen­ seite eine ebene Anschlußfläche vorgesehen, an der eine Grund­ platte 12 einer Leistungselektronik 8 befestigt ist. Die Be­ festigung erfolgt mittels Maschinenschrauben 18, die durch die Grundplatte 12 hindurchgesteckt und in Gewindebohrungen der Ma­ terialanhäufung 7 der Lüfterzarge 1 eingeschraubt sind. Die In­ nenfläche der Materialanhäufung 7, d. h. die dem nicht darge­ stellten Lüfterrad zugewandte Fläche, ist in entsprechender Weise, wie die Flächen der stegförmigen Speichen 3 und 4, als eine Anströmfläche ausgebildet, die entsprechend dem sich bei Betrieb einstellenden Luftwirbel von außen nach innen mit einer Neigung verläuft. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, sind in Um­ fangsrichtung vor und nach der Anschlußfläche für die Grund­ platte 12 der Leistungselektronik 8 auf der Außenseite Rippen 9 vorgesehen, die zu einer weiteren Vergrößerung der Oberfläche und damit zu einer Verbesserung der Wärmeabfuhr führen. Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, sind zusätzlich im Bereich des Anfangs der Spirale auf der Innenseite Rippen 11 vorgesehen, die sich in Strömungsrichtung der Spirale erstrecken und die ebenfalls zu einer Oberflächenvergrößerung und zu einer Erhöhung der Mas­ se beitragen.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, erstreckt sich die Materialan­ häufung 7 über einen Bereich von etwa einem Fünftel bis nahezu einem Viertel des Umfangs zwischen der Aufnahme 2 und dem Au­ ßenumfang der Wandung 6. In axialer Richtung erstreckt sich die Materialanhäufung etwa über die axiale Länge der Speichen 3, 4 und 5, so daß insgesamt eine relativ große Masse vorhanden ist, durch die eine Wärmeabfuhr ermöglicht wird. Wie aus Fig. 1 er­ sichtlich ist, wird dennoch der Eintrittsquerschnitt der An­ saugöffnung nicht nennenswert verkleinert, so daß die Leistung des Gebläses nicht beeinträchtigt wird. Insbesondere da die Innenfläche der Materialanhäufung als eine Leitfläche ausgebil­ det ist, macht sich die Materialanhäufung strömungstechnisch nicht ungünstig bemerkbar.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ergibt sich der Vorteil, daß die Lüfterzarge 1 selbst direkt als ein Kühlkörper für die Leistungselektronik 8 ausgebildet und ausgenutzt wird. Darüber hinaus erfolgt eine verbesserte Wärmeableitung von dem in der Aufnahme 2 aufzunehmenden Elektromotor. Besonders vorteilhaft ist es dabei, daß eine Wechselwirkung zwischen der Erwärmung des Motors und der Leistungselektronik 8 in der Weise besteht, daß der Motor sich im wesentlichen dann stärker erwärmt, wenn von der Leistungselektronik 8 keine oder nur wenig Leistung durch Wärme vernichtet werden muß, während der Motor sich weni­ ger erwärmt, wenn relativ Fehlleistung durch die Leistungselek­ tronik 8 vernichtet werden muß. Des weiteren ergibt sich der Vorteil, wie insbesondere aus Fig. 1 zu ersehen ist, daß die zu dem Motor zu führenden elektrischen Kabel 13 auf sehr kurzen Kabelwegen von der Leistungselektronik 8 zu dem Motor geführt werden können, wobei diese Kabel 13 durch die Ansaugöffnung hindurchgelegt werden. Zusätzlich ist ein Versorgungskabel 14 an die Leistungselektronik 8 geführt.

Claims (5)

1. Als Motorhalter ausgebildete Lüfterzarge für ein Radial­ gebläse, die eine im wesentlichen zylindrische Aufnahme für ei­ nen Motor aufweist, die über Speichen mit einer sie umgebenden Wandung verbunden ist, die im wesentlichen eine Stirnwand eines Spiralgehäuses bildet, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Me­ tall hergestellt ist und im Bereich einer Speiche (6) eine Ma­ terialanhäufung (7) aufweist, die auf der Außenseite als eine Anschlußfläche für eine Leistungselektronik (8) ausgebildet ist.

2. Lüfterzarge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialanhäufung (7) im Bereich zwischen Anfang und Ende der Spirale vorgesehen ist.

3. Lüfterzarge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Innenseite der Materialanhäufung als eine in An­ saugrichtung geneigte Leitfläche ausgebildet ist.

4. Lüfterzarge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenseite an der Wandung (6) Rip­ pen (9, 10) in Umfangsrichtung vor und/oder nach der Material­ anhäufung (7) angeordnet sind.

5. Lüfterzarge nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenseite an der Wandung (6) im Bereich des Anfangs der Spirale in Umfangsrichtung verlaufende Rippen (11) vorgesehen sind.