-
Die Erfindung betrifft ein Gebläsemodul gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Gebläse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6.
-
Stand der Technik
-
Gebläse mit Gebläsemodulen werden beispielsweise zur Klimatisierung von Fahrgastzellen von Kraftfahrzeugen verwendet. Derartige Gebläse weisen typischerweise Rotoren mit Rotorblättern auf, die einen Luftstrom zwischen einem Einlass eines Gebläsekanals des Gebläses und einem Auslass erzeugen. Der Rotor ist üblicherweise über eine Welle mit einem Motor verbunden, der den Rotor antreibt. Dieser Motor erfordert üblicherweise ebenfalls eine Kühlung, weshalb typischerweise ein von Luft durchströmter Kühlkanal vorgesehen ist, der vom Gebläsekanal abzweigt.
-
Bei einem Einsatz des Gebläses in einem Kraftfahrzeug besteht die Gefahr, dass Feuchtigkeit in das Gebläse eindringt. Ein Vordringen dieser Feuchtigkeit bis zum Motor des Gebläses muss verhindert werden. Dies kann durch geeignete Gestaltung des zur Kühlung des Motors dienenden Kühlkanals erreicht werden. Die
WO 2007/089964 beschreibt ein Gebläse, dessen Kühlkanal so ausgebildet ist, dass in den Gebläsekanal des Gebläses eindringende Feuchtigkeit nicht über den Kühlkanal bis zum Motor des Gebläses vordringen kann.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Gebläsemodul für ein Gebläse bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein Gebläsemodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiter ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Gebläse bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein Gebläse mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
-
Ein erfindungsgemäßes Gebläsemodul umfasst ein Motorgehäuse und ein mit dem Motorgehäuse verbindbares Deckelgehäuse. Im Gebläsemodul kann ein Motor angeordnet werden. Dabei weist das Gebläsemodul eine im Wesentlichen zylindrische Außenfläche auf. Außerdem weist das Gebläsemodul einen Kühlkanal zum Kühlen des Motors auf. Der Kühlkanal besitzt einen ersten Einlass, einen zweiten Einlass und einen Auslass, wobei der erste Einlass und der zweite Einlass in der zylindrischen Außenfläche angeordnet sind. Ein erster Abschnitt des Kühlkanals verläuft vom ersten Einlass in das Innere des Gebläsemoduls. Ein zweiter Abschnitt des Kühlkanals verläuft vom zweiten Einlass in das Innere des Gebläsemoduls. Vorteilhafterweise kann dieses Gebläsemodul mit einem Rotor kombiniert werden, der entweder im oder gegen den Uhrzeigersinn dreht. Dadurch ist das Gebläsemodul universell einsetzbar.
-
Bevorzugt verlaufen der erste Abschnitt des Kühlkanals vom ersten Einlass entlang einer ersten Kurve in das Innere des Gebläsemoduls und der zweite Abschnitt des Kühlkanals vom zweiten Einlass entlang einer zweiten Kurve in das Innere des Gebläsemoduls. Dabei weisen die erste Kurve und die zweite Kurve entgegengesetzte Krümmungen auf.
-
Bevorzugt sind der erste Einlass und der zweite Einlass zwischen dem Motorgehäuse und dem Deckelgehäuse angeordnet. Vorteilhafterweise ergibt sich dadurch eine besonders einfache Formgestaltung von Motorgehäuse und Deckelgehäuse. Dies erlaubt es, das Motorgehäuse und das Deckelgehäuse im Spritzgussverfahren besonders kostengünstig herzustellen.
-
Ebenfalls bevorzugt ist das Gebläsemodul in Bezug auf eine Ebene, die zwischen dem ersten Einlass und dem zweiten Einlass und durch das Zentrum des Gebläsemoduls verläuft, spiegelsymmetrisch ausgebildet. Vorteilhafterweise kann das Gebläsemodul dann nicht nur mit links- oder rechtsdrehenden Rotoren kombiniert werden, sondern kann insgesamt unverändert in Gebläsen beider Drehrichtungen verwendet werden. Dies führt zu einer Kostenersparnis.
-
Es ist zweckmäßig, wenn das Motorgehäuse einen Durchbruch aufweist, durch den eine Welle geführt werden kann, und der Durchbruch gleichzeitig den Auslass des Kühlkanals bildet. Vorteilhafterweise kann ein im Gebläsemodul angeordneter Motor dann durch einen durch den Motor verlaufenden Luftstrom gekühlt werden. Ebenfalls vorteilhaft ist, dass das Motorgehäuse dann keine weiteren Öffnungen aufweisen muss.
-
Ein erfindungsgemäßes Gebläse umfasst ein Gebläsemodul, einen in dem Gebläsemodul angeordneten Motor, einen Rotor, der über eine Welle mit dem Motor verbunden ist, und ein Gebläsegehäuse. Dabei ist das Gebläsemodul gemäß der oben stehenden Beschreibung ausgebildet. Vorteilhafterweise kann der Motor den Rotor in diesem Gebläse im oder gegen den Uhrzeigersinn antreiben.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform des Gebläses ist im Gebläsegehäuse ein Gebläsekanal angeordnet, wobei der erste Einlass und der zweite Einlass sich in einem Druckbereich des Gebläsekanals befinden. Vorteilhafterweise stellt sich dann automatisch ein den Motor kühlender Luftstrom durch den Kühlkanal ein.
-
Bevorzugt ist zwischen dem Gebläsemodul und dem Gebläsegehäuse eine umlaufende Lippendichtung ausgebildet, die abschnittsweise durch das Motorgehäuse und abschnittsweise durch das Deckelgehäuse des Gebläsemoduls gebildet wird. Vorteilhafterweise reduziert diese Lippendichtung Luftverluste zwischen dem Gebläsemodul und dem Gebläsegehäuse.
-
Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:
-
1 einen Schnitt durch ein Gebläse;
-
2 eine perspektivische Darstellung eines teilweise geöffneten Gebläses;
-
3 einen Schnitt durch ein Gebläsemodul;
-
4 eine perspektivische Ansicht des Gebläsemoduls mit einem Rotor;
-
5 eine Aufsicht auf ein Motorgehäuse;
-
6 eine Aufsicht auf ein Deckelgehäuse; und
-
7 eine perspektivische Ansicht des Deckelgehäuses.
-
1 zeigt in einer Schnittdarstellung ein Gebläse 100. Das Gebläse 100 kann beispielsweise in einem Kraftfahrzeug zur Klimatisierung der Fahrgastzelle verwendet werden. Das Gebläse 100 dient dazu, Luft durch einen Gebläseeinlass 310 anzusaugen und durch einen Gebläsekanal 300 zu einem Gebläseauslass 320 zu transportieren, wo die Luft ausgeblasen wird. Der Gebläseauslass 320 kann beispielsweise in der Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs angeordnet sein.
-
Das Gebläse 100 umfasst ein Gebläsemodul 105. Das Gebläsemodul 105 besteht aus einem Deckelgehäuse 120 und einem Motorgehäuse 130. Das Deckelgehäuse 120 und das Motorgehäuse 130 können beispielsweise aus Kunststoff bestehen und mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt sein.
-
Innerhalb des Gebläsemoduls 105 ist ein in 1 nicht sichtbarer Motor 150 angeordnet. Der Motor 150 kann beispielsweise ein Elektromotor sein. Der Motor 150 versetzt eine Welle 160 in eine Drehbewegung. Die Welle 160 ist mit einem außerhalb des Gebläsemoduls 105 angeordneten Rotor 140 verbunden. Der Rotor 140 weist eine Mehrzahl von Rotorblättern 141 auf und kann durch die Welle 160 in eine Drehbewegung versetzt werden. Das Gebläsemodul 105 und der am Gebläsemodul 105 angebrachte Rotor 140 sind derart in einer Öffnung eines Gebläsegehäuses 110 angeordnet, dass der Rotor 140 sich innerhalb des Gebläsegehäuses 110 befindet und der Übergang zwischen dem Gebläsegehäuse 110 und dem Gebläsemodul 105 durch eine Lippendichtung 111 abgedichtet wird. Das Gebläsegehäuse 110 bildet den das Gebläsemodul 105 und den Rotor 140 schneckenförmig umlaufenden Kühlkanal 300. Eine Drehung des Rotors 140 bewirkt, dass Luft durch den stirnseitig zum Rotor 140 im Gebläsegehäuse 110 angeordneten Gebläseeinlass 310 angesaugt und durch den Gebläsekanal 300 zum Gebläseauslass 320 transportiert wird. Durch die Pumpleistung des Rotors 140 stellt sich in einem dem Rotor 140 nachfolgenden Druckbereich 330 des Gebläsekanals 300 ein höherer Druck als in der Umgebung des Gebläses, beispielsweise am Gebläseeinlass 310, ein.
-
2 zeigt das Gebläse 100 in perspektivischer Darstellung. Dabei ist das Gebläsegehäuse 110 teilweise geöffnet und gibt den Blick auf den im Gebläsegehäuse 110 angeordneten Gebläsekanal 300 frei. Der Gebläseeinlass 310 befindet sich im in 2 nicht dargestellten Teil des Gebläsegehäuses 110 unterhalb des Rotors 140. Von dort wird durch die Drehbewegung des Rotors 140 Luft durch die dem Gebläseeinlass 310 zugewandte Stirnseite des Rotors 140 angesaugt, strömt durch den Rotor 140 und verlässt den Rotor 140 umfangsseitig in den Druckbereich 330 des Gebläsekanals 300. 2 zeigt außerdem, dass das Gebläsemodul 105 im Druckbereich 330 des Gebläsekanals 300 einen ersten Einlass 210 und einen zweiten Einlass 220 aufweist, die als im Übergangsbereich zwischen Deckelgehäuse 120 und Motorgehäuse 130 angeordnete Öffnungen ausgebildet sind.
-
3 zeigt eine Schnittdarstellung des Gebläsemoduls 105 ohne den daran befestigten Rotor 140 und ohne das umgebende Gebläsegehäuse 110. Das Gebläsemodul 105 besteht aus dem etwa trichterförmigen Motorgehäuse 130 und dem etwa deckelförmigen Deckelgehäuse 120. Innerhalb des Gebläsemoduls 105, zwischen dem Motorgehäuse 130 und dem Deckelgehäuse 120, befindet sich ein Hohlraum, in dem der Motor 150 angeordnet ist. Der Motor 150 ist mit der Welle 160 verbunden und kann diese in eine Drehbewegung um ihre Längsachse versetzen. Das Motorgehäuse 130 weist einen Durchbruch 131 auf, durch den die Welle 160 vom Inneren des Gebläsemoduls 105 nach außen verläuft.
-
Der Motor 150 erwärmt sich während des Betriebs und muss daher gekühlt werden. Zu diesem Zweck ist im Gebläsemodul 105 ein Kühlkanal 200 angeordnet, der zwischen den Einlässen 210, 220 und einem Auslass 230 verläuft. In der Schnittdarstellung der 3 ist lediglich der zweite Einlass 220 erkennbar. Der Auslass 230 wird durch den Durchbruch 131 im Motorgehäuse 130 gebildet, durch den auch die Welle 160 verläuft. Der erste Einlass 210 und der zweite Einlass 220 sind, wie bereits anhand der 2 erläutert, im Druckbereich 330 des Gebläsekanals 300 angeordnet. Da der Auslass 230 des Kühlkanals 200 zu einem Bereich des Gebläsekanals 300 führt, in dem ein niedrigerer Luftdruck herrscht als im Druckbereich 330, stellt sich während des Betriebs des Gebläses 100 selbsttätig ein Luftstrom ein, der vom ersten Einlass 210 und vom zweiten Einlass 220 durch den Kühlkanal 200 zum Auslass 230 verläuft und dabei den Motor 150 kühlt.
-
Das Gebläse 100 wird für gewöhnlich so eingesetzt, dass das Gebläsemodul 105 wie in der Darstellung der 3 orientiert ist, sich der Motor 150 also oberhalb des Rotors 140 befindet. 3 zeigt, dass der Kühlkanal 200 dann vom zweiten Einlass 220 zunächst in einem zweiten gekurvten Abschnitt 250 schräg abwärts bis zu einem Knick verläuft, wo sich ein vertikaler Abschnitt 260 des Kühlkanals 200 anschließt, der parallel zum Motor 150 senkrecht nach oben am Motor 150 vorbei bis zum Deckelgehäuse 120 verläuft. Dort wird die durch den Kühlkanal 200 strömende Luft ein weiteres Mal umgelenkt und zur der Welle 160 gegenüberliegenden Außenseite des Motors 150 geleitet. Von dort strömt die Luft entweder unmittelbar außen am Motor 150 entlang oder durch den Motor 150 hindurch bis zur mit dem Motor 150 verbundenen Welle 160 und von dort durch den Auslass 230 zurück in den Gebläsekanal 300. Falls die Luft durch den Motor 150 selbst strömen soll, so muss das Gehäuse des Motors 150 geeignete Öffnungen aufweisen.
-
Durch den abwärts geneigten zweiten gekurvten Abschnitt 250 des Kühlkanals 200 und den sich daran anschließenden vertikalen Abschnitt 260 wird verhindert, dass durch den zweiten Einlass 220 in den Kühlkanal 200 eindringende Feuchtigkeit bis zum Motor 150 vordringen kann. Die durch den zweiten Einlass 220 eindringende Feuchtigkeit sammelt sich aufgrund der Schwerkraft am tiefsten Punkt am Übergang zwischen dem zweiten gekurvten Abschnitt 250 und dem vertikalen Abschnitt 260, wo sie keinen Schaden anrichtet. Dies gilt entsprechend für durch den ersten Einlass 210 eindringende Feuchtigkeit, wie anhand der nachfolgenden Figuren noch genauer erläutert wird.
-
4 zeigt das Gebläsemodul 105 und den daran angebrachten Rotor 140 in einer weiteren perspektivischen Darstellung. Das Gebläsemodul 105 und der Rotor 140 ergänzen sich zu einer insgesamt etwa zylindrischen Gesamtform. Ein Teil der Mantelfläche des Zylinders wird dabei durch das Gebläsemodul 105 gebildet, die übrigen Bereiche der Zylindermantelfläche werden durch den Rotor 140 gebildet. In Umfangsrichtung wird der Zylindermantelabschnitt des Gebläsemoduls 105 zu einem größeren Teil durch das Motorgehäuse 130 und zu einem kleineren Teil durch das Deckelgehäuse 120 gebildet. Der erste Einlass 210 und der zweite Einlass 220 liegen im Zylindermantelabschnitt des Gebläsemoduls 105 zwischen dem Deckelgehäuse 120 und dem Motorgehäuse 130.
-
Die dem Rotor abgewandte kreisringförmige Kante des zylindermantelförmigen Abschnitts des Gebläsemoduls 105 ist als Lippendichtung 111 ausgebildet. Die Lippendichtung 111 wird in Umfangsrichtung in einem größeren Winkelbereich durch das Motorgehäuse 130 und in einem kleinen Winkelbereich durch das Deckelgehäuse 120 gebildet. Die Lippendichtung ist als kreisringförmige, in einem Winkel von etwa 45° radial nach außen und vom Rotor 140 weg nach oben geschürzter Steg ausgebildet. Werden das Gebläsemodul 105 und der daran befestigte Rotor 140 mit dem Gebläsegehäuse 110 verbunden, so kommt die Lippendichtung 111 des Gebläsemoduls 105 mit einer ebenfalls kreisringförmigen Stufe des Gebläsegehäuses 110 in Anlage, wodurch sich eine dichte Verbindung ergibt. Dies ist in der Schnittdarstellung der 1 erkennbar.
-
5 zeigt eine Aufsicht auf das Motorgehäuse 130 ohne damit verbundenes Deckelgehäuse 120. In 5 ist der Durchbruch 131 erkennbar, durch den im montierten Zustand des Gebläses 100 die Welle 160 des Motors 150 verläuft, und der gleichzeitig als Auslass 230 des Kühlkanals 200 dient. Außerdem sind in der umfangsseitigen Außenkante des Motorgehäuses 130 der erste Einlass 210 und der zweite Einlass 220 erkennbar. Der erste Einlass 210 und der zweite Einlass 220 sind in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnet und um einige Grad voneinander beabstandet. An den zweiten Einlass 220 schließt sich der bereits in 3 sichtbare zweite gekurvte Abschnitt 250 an, der in der Darstellung der 5 senkrecht nach unten in die Blattebene hinein verläuft. An den ersten Einlass 210 schließt sich entsprechend ein erster gekurvter Abschnitt 240 an, der ebenfalls senkrecht in die Papierebene der 5 hinein nach unten verläuft. Der erste gekurvte Abschnitt 240 und der zweite Abschnitt 250 vereinigen sich in dem Bereich des Kühlkanals 200, in dem dieser in den vertikalen Abschnitt 260 übergeht.
-
In radialer Richtung verlaufen der erste gekurvte Abschnitt und der zweite gekurvte Abschnitt 250 von der Außenseite des Motorgehäuses 130 in Richtung des Zentrums des Motorgehäuses 130. Dabei folgen der erste gekurvte Abschnitt 240 einer ersten Kurve und der zweite gekurvte Abschnitt 250 einer zweiten Kurve. Die erste Kurve und die zweite Kurve weisen entgegengesetzte Krümmungen auf. Beispielsweise ist der erste gekurvte Abschnitt 240 vom ersten Einlass 210 ausgehend nach links gekrümmt, während der zweite gekurvte Abschnitt 250 vom zweiten Einlass 220 aus nach rechts gekrümmt ist. In einer vereinfachten Ausführungsform können der erste gekurvte Abschnitt 240 und der zweite gekurvte Abschnitt 250 von den Einlässen 210, 220 aus auch geradlinig in das Innere des Motorgehäuses 130 verlaufen. In diesem Fall erstrecken sich die beiden Abschnitte 240, 250 von dem Punkt des Kühlkanals 200, ab dem sich der vertikale Abschnitt 260 anschließt, V-förmig radial nach außen.
-
Durch die Anordnungen der Einlässe 210, 220 und die Formen der sich anschließenden gekurvten Abschnitte 240, 250 kann Luft aus zwei unterschiedlichen Richtungen in den Kühlkanal 200 eindringen. Strömt in der Darstellung der 5 beispielsweise Luft von links nach rechts am Motorgehäuse 130 entlang, so kann diese Luft besonders einfach durch den ersten Einlass 210 und den ersten gekurvten Abschnitt 240 in den Kühlkanal 200 fließen. Strömt in der Darstellung der 5 dagegen Luft von rechts nach links am Motorgehäuse 130 entlang, so kann diese Luft besonders einfach durch den zweiten Einlass 220 und den zweiten gekurvten Abschnitt 250 in den Kühlkanal 200 fließen. Diese Ausgestaltung des Kühlkanals 200 erlaubt es, den Rotor 140 des Gebläses 100 in beiden möglichen Drehrichtungen zu betreiben. Dreht sich der Rotor 140 in der Darstellung der 5 im Uhrzeigersinn, so wird die Luft aus dem Druckbereich 330 des Gebläsekanals 300 bevorzugt durch den zweiten Einlass 220 in den Kühlkanal 200 strömen. Dreht sich der Rotor 140 in der Darstellung der 5 gegen den Uhrzeigersinn, so wird Luft aus dem Druckbereich 330 des Gebläsekanals 300 bevorzugt durch den ersten Einlass 210 in den Kühlkanal 200 strömen.
-
6 und 7 zeigen eine Aufsicht und eine perspektivische Ansicht des Deckelgehäuses 120 ohne das mit dem Deckelgehäuse 120 verbindbare Motorgehäuse 130. 6 und 7 zeigen die deckelgehäuseseitigen Begrenzungswände des ersten Einlasses 210, des zweiten Einlasses 220, des ersten gekurvten Abschnitts 240 und des zweiten gekurvten Abschnitts 250 des Kühlkanals 200. Es ist erkennbar, dass sowohl die Einlässe 210, 220 als auch die gekurvten Abschnitte 240, 250 des Kühlkanals 200 zwischen dem Deckelgehäuse 120 und dem Motorgehäuse 130 verlaufen.
-
Das Gebläsemodul 105 kann sowohl mit einem im Uhrzeigersinn als auch mit einem gegen den Uhrzeigersinn drehenden Rotor 140 kombiniert werden. Je nach Drehrichtung des Rotors 140 muss das Gebläsemodul 150 dann entweder mit einem Gebläsegehäuse 110 verbunden werden, das wie in 1 ausgebildet ist, oder mit einem Gebläsegehäuse, das gegenüber dem Gebläsegehäuse 110 der 1 spiegelbildlich ausgebildet ist. Entsprechend der jeweiligen Drehrichtung des Rotors 140 verlaufen die Gebläsekanäle 300 im Gebläsegehäuse 110 dann im oder gegen den Uhrzeigersinn. Das Gebläsemodul 105 hat also den Vorteil, für beide Ausführungen von Gebläsen verwendbar zu sein. In Kraftfahrzeugen kommen üblicherweise beide Arten von Gebläsen zum Einsatz. Da für beide Gebläse der gleiche Typ des Gebläsemoduls 105 verwendet werden kann, reduziert sich die Zahl der insgesamt notwendigen unterschiedlichen Bauteile, was zu einer Kostenreduzierung führt.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
