DE102016100386A1

DE102016100386A1 - Gebläseanordnung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102016100386A1
Application number: DE102016100386.7A
Authority: DE
Inventors: Robert Steven Sawyer
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-01-20
Filing date: 2016-01-12
Publication date: 2016-07-21
Also published as: RU2697176C2; MX2016000752A; RU2016100373A3; US20160208817A1; US9951789B2; RU2016100373A; CN105805030A

Abstract

Eine Gebläseanordnung umfasst ein Gehäuse mit einer Spiralwand, einen Motor mit einer Ausgangswelle, die sich innerhalb des Gehäuses erstreckt, ein Laufrad, das innerhalb des Gehäuses positioniert und an der Ausgangswelle befestigt ist, zum Erzeugen eines Luftstroms entlang eines Luftstromwegs innerhalb des Gehäuses, einen Luftstromauslass und einen Spiralenabschluss. Der Spiralenabschluss ist eine Membran, die zwischen der Spiralwand und dem Luftstromauslass positioniert ist, und bildet mit der Spiralwand und mit dem Luftstromauslass entlang des Luftstromwegs eine im Wesentlichen durchgängige Fläche. In einer ersten Stellung ist die Membran im Wesentlichen gespannt und in einer zweiten Stellung ist die Membran entspannt. Alternativ dazu ist die Membran über ein Ventil in Strömungsverbindung mit der Membran aufblasbar.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Das vorliegende Dokument bezieht sich allgemein auf Gebläseanordnungen, die in einem Fahrzeug eingesetzt werden, und insbesondere abstimmbare Gebläseanordnungen, die zu HVAC-Systemen (HVAC – Heating, Ventilation and Air Conditioning, Heizung, Lüftung und Klimatisierung) gehören.
HINTERGRUND
Gebläseanordnungen sind eine allgemeine Komponente von Fahrzeug-HVAC-Systemen und sind für maximalen Wirkungsgrad/Luftstrom bei Betrieb in allseits bekannten Umluft- und Frischluftmodi konstruiert. Im Heizmodus während des Frischluftmodus kann das Luftstromvolumen jedoch durch Überkühlen der Kraftmaschine eine optimale Heizleistung innerhalb des Fahrzeugs behindern. Dadurch kann die zur Verfügung stehende Menge an erwärmtem Kühlmittel möglicherweise zum Erwärmen des Fahrgastraums auf eine gewünschte Temperatur nicht ausreichen. Darüber hinaus kann der Geräuschpegel innerhalb des Fahrgastraums bei diesem Modus aufgrund des großen Luftvolumens, das sich durch typischerweise kleinere Heizkanäle und Auslässe bewegt, unangenehme Höhen erreichen. Entsprechend besteht ein Bedarf an einer Gebläseanordnung, die so abstimmbar oder einstellbar ist, dass ein gewünschtes Luftstromvolumen bei allen Betriebsmodi zugeführt werden kann, einschließlich der Kombination aus Umluft- und Heizmodus.
Obgleich verschiedene Lösungen für dieses Problem existieren, weist jede Lösung ihre eigenen Nachteile auf. Beispielsweise kann ein Reduzieren oder Beschränken des Luftstromvolumens im Heizmodus durch Reduzieren der Drehzahl des Motors/Laufrads, der bzw. das den Luftstrom erzeugt, erzielt werden. In diesem Fall werden jedoch durch Hinzufügen solcher Beschränkungen zum Steuern des Luftstromvolumens der Heizung Turbulenzen und NVH (Noise, Vibration and Harshness-Geräusche, Schwingungen und Rauigkeit) tendenziell erhöht, die gleichermaßen untragbar sind.
Alternativ dazu kann eine an den Motor/das Laufrad angelegte Höchstspannung beschnitten oder begrenzt werden, wodurch das maximale Luftstromvolumen reduziert wird. Obgleich das maximale Luftstromvolumen unter Verwendung dieses Ansatzes angemessen reduziert werden kann, führt eine an den Motor/das Laufrad angelegte Mindestspannung weiterhin zu einem Luftstromvolumen, das größer als vom Insassen erwünscht/benötigt ist. Die Mindestspannung ist mit den Mindestumdrehungen pro Minute des Motors verbunden und führt zu einer übermäßigen Zufuhr der zum Erwärmen des Fahrgastraums auf die gewünschte Temperatur zur Verfügung stehenden erwärmten Luft. Des Weiteren werden die Stufen zwischen den gewünschten Einstellungen hoher Drehzahl und niedriger Drehzahl bis zu dem Punkt eingeengt, dass ein Insasse des Fahrzeugs möglicherweise nicht in der Lage ist, einen Unterschied zwischen den ausgewählten Einstellungen festzustellen.
Ein weiteres Verfahren zum Abstimmen der Gebläseanordnung, so dass das gewünschte Luftstromvolumen bei allen Betriebsmodi zugeführt werden kann, besteht im Anpassen des Spiralenabschlusses der Gebläseanordnung. Eine Art des Anpassens des Spiralenabschlusses der Gebläseanordnung wird im US-Patent Nr. 1056813 von McLean beschrieben. McLean strebte die Verwendung eines Volumengebläses mit einem großen Volumen zwischen einer Spiralwand eines Gebläsegehäuses und einem Rad (oder Laufrad) als Druckgebläse in einigen Fällen durch Steuern des Abschlusspunkts oder Mindestabstands zwischen dem Gebläsegehäuse/der Spiralwand und der Peripherie des Rads an. Bei der Gebläseanordnung von McLean ist der Spiralenabschluss an der Spiralwand des Gebläsegehäuses angelenkt, wodurch ein Schwenken des Spiralenabschlusses um einen Befestigungspunkt gestattet wird. Ein horizontaler Abschnitt des Spiralenabschlusses überlappte einen Luftstromauslass oder Ablasskanal der Gebläseanordnung, und der horizontale Abschnitt verlief allgemein durch den Luftstromauslass. Ein Regler wurde zum Anpassen des Mindestabstands zwischen dem Gebläsegehäuse/der Spiralwand und der Peripherie des Rads in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors verwendet.
Ein anderer Erfinder legte eine andere Art zum Anpassen des Spiralenabschlusses einer Gebläseanordnung fest. Das japanische Patent Nr. 2003042097A beschreibt eine Anpassung auf einen Abstand oder Luftspalt zwischen einem Gebläsegehäuse/einer Spiralwand und einer Peripherie eines Rads bei Gebläseanordnungen, die bei Fahrzeugen verwendet werden. Die Erfindung ist dahingehend konstruiert, Probleme zu lösen, die Niederfrequenzgeräusch beinhalten, das erzeugt wird, wenn von einem Zentrifugalgebläse geblasene Luft in einem Fußraum- oder Enteisungsbetriebsmodus aufgrund hohen Drucks in einem Klimaanlagenkanal zurück in das Gebläse strömt. Bei der Gebläseanordnung ist eine bewegliche Nase oder ein beweglicher Spiralenabschluss vorgesehen, die bzw. der durch ein Kabel, das an Moduswählhebeln angebracht ist, gezogen wird. Der Spiralenabschluss führt eine Translationsbewegung entlang einer Spiralwand eines Gehäuses der Gebläseanordnung durch. In anderen Modi drückt das Kabel die Nase oder den Spiralenabschluss entlang der Spiralwand zum Gebläse zurück, um den Luftspalt in den verbleibenden Betriebsmodi zu verringern. Das Patent lehrt weiterhin die Verwendung von Gestängen anstatt des Kabels, die zur Bewegung des Spiralenabschlusses in Abhängigkeit von einem zum Erfassen des Drucks an einem Luftstromauslass positionierten Drucksensor betätigt werden. Eine weitere erörterte Alternative besteht darin, den Spiralenabschluss an der Spiralwand anzubringen, wodurch gestattet wird, dass der Spiralenabschluss nach außen schwenkt, wenn er durch das Kabel gezogen wird, wodurch die Größe des Luftspalts geändert wird. Dieser Ansatz ähnelt dem Ansatz von McLean.
Dieses Dokument bezieht sich auf eine Gebläseanordnung mit einem Spiralenabschluss, der unter Verwendung eines Aktuators anpassbar ist, so dass bei allen Betriebsmodi im Fahrzeug ein gewünschtes Luftstromvolumen zugeführt werden kann. Vorteilhafterweise gestattet dies, dass der Fahrzeugbediener die Gebläseanordnung selbst in den Umluft- und Heizmodi nutzt. Bisher war der Luftdurchsatz in diesen Modi zu hoch, wodurch es nicht möglich war, den Fahrgastraum auf eine gewünschte Temperatur zu erwärmen. Darüber hinaus besteht bei der vorliegenden Konstruktion kein Bedarf an Kabeln und/oder Gestängen zwischen der Gebläseanordnung und am Armaturenbrett befestigten Bedienelementen, und sie führt nicht zu einer Erhöhung von Turbulenz und NVH.
KURZDARSTELLUNG
Gemäß den hier beschriebenen Zwecken und Vorteilen wird eine Gebläseanordnung bereitgestellt. Die Gebläseanordnung kann weithin als ein Gehäuse mit einer Spiralwand, einen Motor mit einer Ausgangswelle, die sich innerhalb des Gehäuses erstreckt, ein Laufrad, das innerhalb des Gehäuses positioniert und an der Ausgangswelle befestigt ist, zum Erzeugen eines Luftstroms entlang eines Luftstromwegs innerhalb des Gehäuses, einen Luftstromauslass und einen Spiralenabschluss umfassend beschrieben werden. Der Spiralenabschluss ist eine Membran, die zwischen der Spiralwand und dem Luftstromauslass positioniert ist, und bildet mit der Spiralwand und mit dem Luftstromauslass entlang dem Luftstromweg eine im Wesentlichen durchgängige Fläche. In einer ersten Stellung ist die Membran im Wesentlichen gespannt und in einer zweiten Stellung ist die Membran entspannt. Bei einer möglichen Ausführungsform definieren der Spiralenabschluss und das Laufrad einen Luftspalt mit einem Mindestabstand in der ersten Stellung.
Die Gebläseanordnung kann des Weiteren ein Formelement zum Bewegen der Membran zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung und einen Aktuator zum Bewegen des Formelements umfassen. Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform wird das Formelement gegen die Membran in der ersten Stellung gedrückt. Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform wird das Formelement vom Drücken gegen die Membran in der zweiten Stellung weggezogen.
Bei noch einer weiteren möglichen Ausführungsform ist die Membran über ein Ventil in Strömungsverbindung mit der Membran aufblasbar. Bei noch einer weiteren möglichen Ausführungsform umfasst die Gebläseanordnung eine Fluidquelle, die mit dem Ventil zum Aufblasen der Membran in die erste Stellung verbunden ist. Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform ist das Ventil ein Zweiwegeventil, das ein Entfernen von Fluid aus der Membran in der zweiten Stellung gestattet.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform definieren der Spiralenabschluss und das Laufrad einen Luftspalt mit einem Mindestabstand in der ersten Stellung und einem Höchstabstand in der zweiten Stellung.
Gemäß einem zusätzlichen Aspekt umfasst eine Gebläseanordnung ein Gehäuse mit einer Spiralwand, einen Motor mit einer Ausgangswelle, die sich innerhalb des Gehäuses erstreckt, ein Laufrad, das innerhalb des Gehäuses positioniert und an der Ausgangswelle befestigt ist, zum Erzeugen eines Luftstroms entlang eines Luftstromwegs innerhalb des Gehäuses, einen Luftstromauslass und einen elastischen Spiralenabschluss, der zwischen der Spiralwand und dem Luftstromauslass positioniert ist, einen Luftspalt zwischen dem elastischen Spiralenabschluss und dem Laufrad definiert und mit der Spiralwand und dem Luftstromauslass eine im Wesentlichen durchgängige Wand bildet.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform kann die Gebläseanordnung des Weiteren ein Formelement zum Bewegen des elastischen Spiralenabschlusses zwischen einer ersten Stellung, bei der der elastische Spiralenabschluss im Wesentlichen gespannt ist, und einer zweiten Stellung und einen Aktuator zum Bewegen des Formelements umfassen. Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform wird das Formelement gegen den elastischen Spiralenabschluss in der ersten Stellung gedrückt. Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform wird das Formelement vom Drücken gegen den elastischen Spiralenabschluss in der zweiten Stellung weggezogen.
Bei noch einer weiteren möglichen Ausführungsform ist der elastische Spiralenabschluss aufblasbar. Bei noch einer weiteren möglichen Ausführungsform umfasst die Gebläseanordnung mindestens ein Ventil in Strömungsverbindung mit dem elastischen Spiralenabschluss und einer Fluidquelle, die zum Aufblasen des elastischen Spiralenabschlusses in die erste Stellung in der Lage ist. Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform ist mindestens ein Ventil ein Zweiwegeventil, das ein Entfernen von Fluid aus dem elastischen Spiralenabschluss in der zweiten Stellung gestattet.
Bei anderen möglichen Ausführungsformen sind die oben beschriebenen Gebläseanordnungen in ein Fahrzeug integriert.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Ändern eines Luftdurchsatzes bei einer Gebläseanordnung bereitgestellt. Das Verfahren kann weithin als die folgenden Schritte umfassend beschrieben werden: (a) Erzeugen eines Luftstroms unter Verwendung eines innerhalb eines Gehäuses positionierten Laufrads, das eine Spiralwand aufweist; (b) Herstellen eines Luftspalts zwischen einem elastischen Spiralenabschluss in einer ersten Stellung und dem Laufrad, wobei der Luftspalt den Luftdurchsatz bestimmt; und (c) Anpassen des Luftspalts zur Beeinflussung des Luftdurchsatzes durch Bewegen des elastischen Spiralenabschlusses aus der ersten Stellung, in der der elastische Spiralenabschluss im Wesentlichen gespannt ist, in eine zweite Stellung, in der der elastische Spiralenabschluss entspannt ist.
Bei einer möglichen Ausführungsform ist der elastische Spiralenabschluss eine Membran, und der Schritt des Anpassens umfasst dahingehendes Betätigen eines Formelements, die Membran zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung zu bewegen.
Bei noch einer weiteren möglichen Ausführungsform ist der elastische Spiralenabschluss aufblasbar, und der Schritt des Anpassens umfasst Ändern einer Menge an Fluid in dem elastischen Spiralenabschluss.
In der folgenden Beschreibung werden verschiedene bevorzugte Ausführungsformen der Gehäuseanordnung und des damit in Zusammenhang stehenden Verfahrens gezeigt und beschrieben. Es versteht sich, dass die Anordnungen und das Verfahren in verschiedenen Ausführungsformen realisiert werden können, und dass zahlreiche Einzelheiten hinsichtlich verschiedener, offensichtlicher Aspekte modifiziert werden können, ohne von den Anordnungen und dem Verfahren, die in den folgenden Ansprüchen aufgeführt und beschrieben werden, abzuweichen. Dementsprechend sollten die Zeichnungen und Beschreibungen als Veranschaulichung und nicht als Einschränkung betrachtet werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGSFIGUREN
Die beigefügten und hiermit einbezogenen Zeichnungsfiguren, die einen Bestandteil der Beschreibung bilden, veranschaulichen verschiedene Aspekte der Gebläseanordnung und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung gewisser Grundgedanken der Erfindung. In den Zeichnungsfiguren zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Gebläseanordnung;
2 eine frontseitige Ansicht der Gebläseanordnung;
3 eine Querschnittsteilansicht der Gebläseanordnung und insbesondere eines Luftstroms innerhalb eines Luftwegs und eines Formelements in Kontakt mit einer Membran in einer ersten Stellung, in der die Membran im Wesentlichen gespannt ist, und einer zweiten Stellung, in der die Membran entspannt ist; und
4 eine Querschnittsteilansicht der Gebläseanordnung und insbesondere eines Luftstroms innerhalb eines Luftwegs und einer Fluidquelle in Strömungsverbindung mit einer aufblasbaren Membran zum Aufblasen der Membran in eine erste Stellung.
Es wird nun detailliert auf die vorliegenden Ausführungsformen der Gebläseanordnung und des damit in Zusammenhang stehenden Verfahrens, die beispielhaft in den beiliegenden Zeichnungsfiguren dargestellt sind, wobei zur Bezeichnung von ähnlichen Elementen dieselben Bezugszahlen verwendet werden, Bezug genommen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es wird nun auf 1 und 2 Bezug genommen, die weitgehend eine Ausführungsform einer Gebläseanordnung 10 mit einem Gehäuse 12, das eine Spiralwand 14 und Seitenwände 16, 18 umfasst, darstellen. Das Gehäuse ist bei der vorliegenden Ausführungsform aus geeigneten starren Kunststoffmaterialien, wie z. B. Polypropylen oder dergleichen, durch Spritzgießen, Blasformen usw., hergestellt. Es könnten jedoch auch gestanzte Metallkomponenten verwendet werden. Ein Laufrad 20 ist innerhalb des Gehäuses 12 positioniert und an einer Ausgangswelle 22 eines Motors 24 befestigt. Durch eine Öffnung 17 in der Seitenwand 16 wird Luft in das Laufrad 20 eingezogen. Wie in 2 gezeigt, ist der Motor 24 bei der vorliegenden Ausführungsform am Gehäuse 12 befestigt und die Ausgangswelle 22 erstreckt sich in das Gehäuse, wo das Laufrad 20 befestigt ist. Bei einer möglichen Ausführungsform kann der Motor innerhalb des Gehäuses befestigt sein und kann sogar innerhalb der Welle positioniert sein, die das Laufrad dreht, um die Standfläche der Gebläseanordnung zu begrenzen, wie in der Technik bekannt ist.
Im Betrieb dreht der Motor 24 die Ausgangswelle 22, die wiederum das Laufrad 20 dreht, wodurch ein Luftstrom (allgemein durch die Pfeile 26 gezeigt) entlang eines Luftstromwegs innerhalb des Gehäuses 12 erzeugt wird. Der Luftstrom 26 wird durch die Bewegung des Laufrads 20 innerhalb des Gehäuses 12 erzeugt. Der Luftstrom 26 strömt vom Laufrad 20 durch einen Luftspalt (A) neben einem Spiralenabschluss 28 innerhalb des Luftstromwegs. Der Luftstrom 26 strömt weiter um die Spiralwand 14 des Gehäuses 12, bevor er an einem Luftstromauslass 30 aus dem Gehäuse austritt. Der Luftstromauslass 30 kann an dem Gehäuse 12 angebracht sein oder kann mit dem Gehäuse integral ausgeformt sein.
Der Spiralenabschluss 28 ist eine Membran und ist zwischen der Spiralwand und dem Luftstromauslass positioniert. Bei der beschriebenen Ausführungsform ist die Membran 28 ein Elastomer, jedoch können auch andere Materialien, wie z. B. Silikon oder ähnliche Kautschuke, für den Spiralenabschluss verwendet werden. Eine Membran wird als eine beliebige flexible flächige Struktur, die als eine Grenze, eine Beschichtung oder eine Abgrenzung wirkt, definiert. In diesem Fall erzeugt die Membran 28 eine Grenze zwischen dem Luftstromweg und der Umgebungsluft und bildet mit der Spiralwand 14 und dem Luftstromauslass 30 eine im Wesentlichen durchgängige Wand.
Wie in 3 gezeigt, definiert der Abstand zwischen dem Laufrad 20 und dem Spiralenabschluss 28 einen Luftspalt (A), durch den der Luftstrom 26 strömt. Wie in der Technik bekannt ist, beeinflusst dieser Abstand, oder die Größe des Luftspalts (A), den Luftdurchsatz beim Strömen entlang des Luftstromwegs und Austreten aus dem Gehäuse 12 am Luftstromauslass 30. Eine Änderung der Stellung des Spiralenabschlusses 28, oder in diesem Fall der Membran, bezüglich des Laufrads 20 erhöht oder verringert den Durchsatz des Luftstroms 26.
Bei der beschriebenen Ausführungsform ist ein Aktuator 32 ein Unterdruckaktuator und ist auf eine beliebige zweckmäßige Art und Weise zum Bewegen eines Formelements 34 zwischen einer ersten Stellung, in der die Membran im Wesentlichen gespannt ist, und einer zweiten Stellung (in gestrichelten Linien gezeigt), in der die Membran entspannt ist, am Gehäuse 12 befestigt. Des Weiteren kann der Aktuator 32 unter Verwendung einer Unterdruckquelle, einer elektrischen Quelle, einer pneumatischen Quelle oder anderweitig angetrieben werden. Wie in 3 gezeigt, drückt das Formelement 34 gegen die Membran 28 in der ersten Stellung, was dazu führt, dass die Membran im Wesentlichen gespannt ist, so dass der Luftspalt (A) bei einem Mindestwert liegt. In dieser Stellung liegt der Luftdurchsatz innerhalb des Gehäuses bei einem Höchstwert.
Wenn ein Absenken des Durchsatzes von Luftstrom 26 vom Höchstdurchsatz ohne eine Änderung der Drehzahl des Motors 24/Laufrads 20 gewünscht wird, wird der Aktuator 32 eingeschaltet, um das Formelement 34 zurückzuziehen, wie durch den Wirkungspfeil B in 3 gezeigt wird. Wenn der Aktuator 32 das Formelement 34 zurückzieht, wird das Formelement vom Drücken gegen die Membran 28 weggezogen. Dies führt dazu, dass sich die Membran 28 aus der ersten Stellung in die zweite Stellung entspannt, so dass der Abstand zwischen dem Laufrad 20 und der Membran 28, d.h., der Luftspalt (A), erhöht wird. Der Durchsatz des Luftstroms 26 kann auf einen Solldurchsatz gesteuert werden, darunter der Höchstdurchsatz, wenn der Luftspalt (A) ein Mindestabstand ist, in der ersten Stellung, ein Mindestdurchsatz, wenn der Luftspalt (A) ein Höchstabstand ist, in einer zweiten Stellung und ein beliebiger Durchsatz zwischen dem Höchstdurchsatz und dem Mindestdurchsatz in Zwischenstellungen.
Wie in 4 gezeigt, ist die Membran bei einer alternativen Ausführungsform der Gebläseanordnung 10 eine aufblasbare Membran 36. Die Membran 36 ist über ein mit einer Fluidquelle 40 in Strömungsverbindung stehendes Ventil 38 aufblasbar. Für das Fluid bei der beschriebenen Ausführungsform wird Luft in Erwägung gezogen, jedoch könnten andere Fluide, darunter Gase und/oder Flüssigkeiten, zum Aufblasen der Membran 36 verwendet werden. Des Weiteren kann die Fluidquelle 40 komprimierte Luft vom Fahrzeug oder mit Druck beaufschlagte Luft sein. Beispielsweise kann das Fluid Luft, die in Verbindung mit Bremsleitungen, die bei Fahrzeugen, wie z. B. Schwerlastkraftwagen, eingesetzt werden, genutzt wird, oder sogar Hydraulikflüssigkeit sein.
Wie gezeigt ist die Fluidquelle 40 auf eine beliebige zweckmäßige Art und Weise zum Aufblasen der Membran 36 über das Ventil 38 in die erste Stellung, in der die Membran im Wesentlichen gespannt ist, so dass der Luftspalt (A) bei einem Mindestwert liegt, am Gehäuse 12 befestigt. In dieser Stellung liegt der Luftdurchsatz innerhalb des Gehäuses bei einem Höchstwert. Bei der beschriebenen Ausführungsform wird ein Zweiwegeventil verwendet, das gestattet, dass Fluid durch ein einziges Ventil in die Membran 36 eintritt und aus dieser austritt. Andere Ausführungsformen könnten mehrere Ventile, darunter ein erstes Ventil in Verbindung mit der Fluidquelle 40 und ein zweites Ventil zum Entfernen von Fluid aus der Membran 36, verwenden.
Wenn ein Absenken des Durchsatzes von Luftstrom 26 vom Höchstdurchsatz ohne eine Änderung der Drehzahl des Motors 24/Laufrads 20 gewünscht wird, wird Fluid aus der Membran 36 gezogen. Mit Entfernung des Fluids entspannt sich die Membran 36 aus der ersten Stellung in die zweite Stellung, so dass der Abstand zwischen dem Laufrad 20 und der Membran 36, d.h., der Luftspalt (A), erhöht wird. Der Durchsatz des Luftstroms 26 kann auf einen Solldurchsatz gesteuert werden, darunter der Höchstdurchsatz, wenn der Luftspalt (A) ein Mindestabstand ist, in der ersten Stellung, ein Mindestdurchsatz, wenn der Luftspalt (A) ein Höchstabstand ist, in einer zweiten Stellung und ein beliebiger Durchsatz zwischen dem Höchstdurchsatz und dem Mindestdurchsatz in Zwischenstellungen.
Bei einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Ändern eines Luftdurchsatzes bei einer Gebläseanordnung 10 die Schritte des Erzeugens eines Luftstroms 26 unter Verwendung eines Laufrads 20, das innerhalb eines Gehäuses 12 positioniert ist, das eine Spiralwand 14 aufweist, des Herstellens eines Luftspalts (A) zwischen einem elastischen Spiralenabschluss 28 in einer ersten Stellung und dem Laufrad und des Anpassens des Luftspalts zur Beeinflussung des Luftdurchsatzes durch Bewegen des elastischen Spiralenabschlusses 28 aus der ersten Stellung, in der der elastische Spiralenabschluss im Wesentlichen gespannt ist, in eine zweite Stellung, in der der elastische Spiralenabschluss entspannt ist.
Der Luftstrom 26 wird durch Antreiben des Laufrads 20 mit einem Motor 24 erzeugt, so dass das Laufrad rotiert, wodurch ein Luftstrom innerhalb des Gehäuses 12 erzeugt wird. Der Durchsatz des Luftstroms 26 wird durch den Luftspalt (A) bestimmt, bei dem es sich um den Abstand zwischen dem elastischen Spiralenabschluss 28 und dem Laufrad 20 in der in durchgezogenen Linien in 3 gezeigten ersten Stellung handelt. Der Luftspalt (A) wird bei einer Ausführungsform durch Bewegen des elastischen Spiralenabschlusses 28, bei dem es sich bei der beschriebenen Ausführungsform um eine Membran handelt, durch dahingehendes Betätigen eines Formelements 34, die Membran 28 in eine gewünschte Stellung zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung oder einschließlich dieser zu bewegen, hergestellt. Sobald die gewünschte Stellung eingenommen wurde und ein gewünschter Luftdurchsatz erzeugt wird, kann der Luftspalt (A) zur Beeinflussung des Luftdurchsatzes durch Einschalten des Aktuators 32, um das Formelement 34 herauszuschieben oder zurückzuziehen, angepasst werden.
Bei einer alternativen Ausführungsform wird der Luftspalt (A) durch Ändern einer Menge an Fluid in dem elastischen Spiralenabschluss 28, bei dem es sich bei der alternativen beschriebenen Ausführungsform um eine aufblasbare Membran 36 handelt, hergestellt. Eine Fluidquelle 40 ist mit der aufblasbaren Membran 36 verbunden. Die Membran 36 ist über ein damit in Strömungsverbindung stehendes Ventil 38 aufblasbar. Sobald die gewünschte Stellung eingenommen wurde und ein gewünschter Luftdurchsatz erzeugt wird, kann der Luftspalt (A) weiter angepasst werden.
Wenn ein Absenken des Durchsatzes von Luftstrom 26 vom Höchstdurchsatz ohne eine Änderung der Drehzahl des Motors 24/Laufrads 20 gewünscht wird, wird Fluid aus der Membran 36 gezogen. Mit Entfernung des Fluids entspannt sich die Membran 36 aus der ersten Stellung in eine zweite Stellung, so dass der Abstand zwischen dem Laufrad 20 und der Membran 36, d.h., der Luftspalt (A), erhöht wird. Der Durchsatz des Luftstroms 26 kann auf einen Solldurchsatz gesteuert werden, darunter der Höchstdurchsatz, wenn der Luftspalt (A) ein Mindestabstand ist, in der ersten Stellung, ein Mindestdurchsatz, wenn der Luftspalt (A) ein Höchstabstand ist, in einer zweiten Stellung und ein beliebiger Durchsatz zwischen dem Höchstdurchsatz und dem Mindestdurchsatz in Zwischenstellungen.
Wenn der Luftspalt (A) bei einem Zwischenpunkt zwischen der ersten und der zweiten Stellung hergestellt wird, senkt die Fluidquelle 40 die Menge an Fluid in der aufblasbaren Membran 36, was dazu führt, dass sich die Membran weiter zur zweiten Stellung hin entspannt, um den Luftdurchsatz durch Erweitern des Luftspalts (A) zu verringern. Im Gegensatz dazu erhöht die Fluidquelle 40 die Menge an Fluid in dem aufblasbaren Spiralenabschluss, was dazu führt, dass sich die Membran zur ersten Stellung hin erstreckt, um den Luftdurchsatz durch Verringern des Luftspalts (A) zu erhöhen.
Zusammengefasst lassen sich aus der Bereitstellung einer Gebläseanordnung mit einem Spiralenabschluss, der eine Membran ist, so dass bei allen Betriebsmodi im Fahrzeug ein gewünschtes Luftstromvolumen zugeführt werden kann, zahlreiche Vorteile ziehen. Dies gestattet, dass der Fahrzeugbediener die Gebläseanordnung selbst in den Umluft- und Heizmodi nutzt. Bisher war der Luftdurchsatz in diesen Modi zu hoch, wodurch es nicht möglich war, den Fahrgastraum auf eine gewünschte Temperatur zu erwärmen, und bekannte Mittel zum Verringern des Luftdurchsatzes führten zu ungewollten und unerwünschten Umständen.
Das Vorstehende wurde zu Zwecken der Veranschaulichung und Beschreibung dargelegt. Es ist nicht als erschöpfend oder als die Ausführungsformen auf die exakte, offenbarte Form einschränkend auszulegen. Offensichtliche Modifikationen und Varianten sind angesichts der obigen Lehren möglich. Alle derartigen Modifikationen und Varianten liegen innerhalb des Schutzumfangs der angehängten Ansprüche, wenn diese mit der Breite, zu der sie in fairer, rechtlicher und gesetzlicher Weise berechtigt sind, interpretiert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 1056813 [0005]
JP 2003042097 A [0006]

Claims

Gebläseanordnung, die Folgendes umfasst: ein Gehäuse mit einer Spiralwand; einen Motor mit einer Ausgangswelle, die sich innerhalb des Gehäuses erstreckt; ein Laufrad, das innerhalb des Gehäuses positioniert und an der Ausgangswelle befestigt ist, zum Erzeugen eines Luftstroms entlang eines Luftstromwegs innerhalb des Gehäuses; einen Luftstromauslass; und einen Spiralenabschluss, der zwischen der Spiralwand und dem Luftstromauslass positioniert ist, wobei der Spiralenabschluss mit der Spiralwand und dem Luftstromauslass eine im Wesentlichen durchgängige Wand bildet und wobei der Spiralenabschluss eine Membran ist, die in einer ersten Stellung im Wesentlichen gespannt und in einer zweiten Stellung entspannt ist.
Gebläseanordnung nach Anspruch 1, wobei der Spiralenabschluss und das Laufrad einen Luftspalt mit einem Mindestabstand in der ersten Stellung definieren.
Gebläseanordnung nach Anspruch 1, die des Weiteren ein Formelement zum Bewegen der Membran zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung und einen Aktuator zum Bewegen des Formelements umfasst.
Gebläseanordnung nach Anspruch 3, wobei das Formelement gegen die Membran in der ersten Stellung gedrückt wird.
Gebläseanordnung nach Anspruch 4, wobei das Formelement vom Drücken gegen die Membran in der zweiten Stellung weggezogen wird.
Gebläseanordnung nach Anspruch 1, wobei die Membran über ein Ventil in Strömungsverbindung mit der Membran aufblasbar ist.
Gebläseanordnung nach Anspruch 6, die ferner eine Fluidquelle umfasst, die mit dem Ventil zum Aufblasen der Membran in die erste Stellung verbunden ist.
Gebläseanordnung nach Anspruch 6, wobei das Ventil ein Zweiwegeventil ist, das ein Entfernen von Fluid aus der Membran gestattet.
Gebläseanordnung nach Anspruch 8, wobei der Spiralenabschluss und das Laufrad einen Luftspalt mit einem Mindestabstand in der ersten Stellung und einem Höchstabstand in der zweiten Stellung definieren.
Fahrzeug, das eine Gebläseanordnung nach Anspruch 2 enthält.
Gebläseanordnung, die Folgendes umfasst: ein Gehäuse mit einer Spiralwand; einen Motor mit einer Ausgangswelle, die sich innerhalb des Gehäuses erstreckt; ein Laufrad, das innerhalb des Gehäuses positioniert und an der Ausgangswelle befestigt ist, zum Erzeugen eines Luftstroms entlang eines Luftstromwegs innerhalb des Gehäuses; einen Luftstromauslass; und einen elastischen Spiralenabschluss, der zwischen der Spiralwand und dem Luftstromauslass positioniert ist, einen Luftspalt zwischen dem elastischen Spiralenabschluss und dem Laufrad definiert und mit der Spiralwand und dem Luftstromauslass eine im Wesentlichen durchgängige Wand bildet.
Gebläseanordnung nach Anspruch 11, die des Weiteren ein Formelement zum Bewegen des elastischen Spiralenabschlusses zwischen einer ersten Stellung, bei der der elastische Spiralenabschluss im Wesentlichen gespannt ist, und einer zweiten Stellung und einen Aktuator zum Bewegen des Formelements umfasst.
Gebläseanordnung nach Anspruch 12, wobei das Formelement gegen den elastischen Spiralenabschluss in der ersten Stellung gedrückt wird.
Gebläseanordnung nach Anspruch 1, wobei das Formelement vom Drücken gegen den elastischen Spiralenabschluss in der zweiten Stellung weggezogen wird.
Gebläseanordnung nach Anspruch 11, wobei der elastische Spiralenabschluss aufblasbar ist.
Gebläseanordnung nach Anspruch 15, die ferner mindestens ein Ventil in Strömungsverbindung mit dem elastischen Spiralenabschluss und einer Fluidquelle, die zum Aufblasen des elastischen Spiralenabschlusses in die erste Stellung in der Lage ist, umfasst.
Gebläseanordnung nach Anspruch 16, wobei des mindestens eine Ventil ein Zweiwegeventil ist, das ein Entfernen von Fluid aus dem elastischen Spiralenabschluss in der zweiten Stellung gestattet.
Verfahren zum Ändern eines Luftdurchsatzes bei einer Gebläseanordnung, das die folgenden Schritte umfasst: Erzeugen eines Luftstroms unter Verwendung eines Laufrads, das innerhalb eines Gehäuses positioniert ist, das eine Spiralwand aufweist; Herstellen eines Luftspalts zwischen einem elastischen Spiralenabschluss in einer ersten Stellung und dem Laufrad, wobei der Luftspalt den Luftdurchsatz bestimmt; und Anpassen des Luftspalts zur Beeinflussung des Luftdurchsatzes durch Bewegen des elastischen Spiralenabschlusses aus der ersten Stellung, in der der elastische Spiralenabschluss im Wesentlichen gespannt ist, in eine zweite Stellung, in der der elastische Spiralenabschluss entspannt ist.
Verfahren zum Ändern eines Luftdurchsatzes bei einer Gebläseanordnung nach Anspruch 18, wobei der elastische Spiralenabschluss eine Membran ist und der Schritt des Anpassens dahingehendes Betätigen eines Formelements, die Membran zwischen der ersten Stellung und der zweiten Stellung zu bewegen, umfasst.
Verfahren zum Ändern eines Luftdurchsatzes bei einer Gebläseanordnung nach Anspruch 18, wobei der elastische Spiralenabschluss aufblasbar ist und der Schritt des Anpassens Ändern einer Menge an Fluid in dem elastischen Spiralenabschluss umfasst.