DE102016100462A1 - FAN ASSEMBLY FOR ONE VEHICLE - Google Patents
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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 bildet in einer ersten Stellung mit der Spiralwand an einem stromabwärtigen Ende und mit dem Luftstromauslass an einem stromaufwärtigen Ende eine im Wesentlichen durchgängige Fläche entlang des Luftstromwegs. Die Gebläseanordnung umfasst des Weiteren einen Aktuator zum Bewegen des Spiralenabschlusses entlang eines Vorsprungs, der sich von der Spiralwand neben dem stromabwärtigen Ende des Spiralenabschlusses erstreckt, aus der ersten Stellung in eine zweite Stellung zum Reduzieren des Luftstroms. Der Spiralenabschluss kann mehr als ein Glied umfassen.A fan assembly includes a housing having a scroll wall, a motor having an output shaft extending within the housing, an impeller positioned within the housing and attached to the output shaft for generating an airflow along an airflow path within the housing, an airflow outlet and a spiral termination. The volute seal forms in a first position with the volute wall at a downstream end and with the airflow outlet at an upstream end a substantially continuous surface along the airflow path. The fan assembly further includes an actuator for moving the coil end along a projection extending from the spiral wall adjacent the downstream end of the coil end, from the first position to a second position for reducing airflow. The spiral termination may include more than one member.
Description
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
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.The present document relates generally to fan assemblies used in a vehicle and, more particularly, to tunable fan assemblies associated with HVAC (HVAC) systems (Heating, Ventilation and Air Conditioning).
HINTERGRUNDBACKGROUND
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, unangenehm hohe Werte 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.Blower assemblies are a general component of vehicle HVAC systems and are designed for maximum efficiency / airflow when operating in well-known recirculation and fresh air modes. However, in the heating mode during the fresh air mode, the airflow volume may interfere with optimum heating performance within the vehicle by over cooling the engine. Thus, the amount of heated coolant available may not be sufficient to heat the passenger compartment to a desired temperature. In addition, the noise level within the passenger compartment in this mode may reach uncomfortably high levels due to the large volume of air moving through typically smaller heating channels and outlets. Accordingly, there is a need for a fan assembly that is tunable or adjustable to provide a desired airflow volume in all modes of operation, including the combination of recirculating and heating modes.
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. Although there are several solutions to this problem, each solution has its own disadvantages. For example, reducing or restricting the airflow volume in the heating mode may be achieved by reducing the speed of the motor / impeller that generates the airflow. In this case, however, adding such limitations to controlling the airflow volume of the heater tends to increase turbulence and NVH (Noise, Vibration and Harshness - noise, vibration and roughness), which are equally prohibitive.
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 erwärmten Luft zum Erwärmen des Fahrgastraums auf die gewünschte Temperatur. 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.Alternatively, a maximum voltage applied to the motor / impeller may be clipped or limited, thereby reducing the maximum airflow volume. While the maximum airflow volume may be reasonably reduced using this approach, a minimum voltage applied to the motor / impeller will continue to result in an airflow volume that is greater than desired / required by the occupant. The minimum voltage is related to minimum engine revolutions per minute and results in excessive supply of heated air to heat the passenger compartment to the desired temperature. Furthermore, the levels between the desired high speed and low speed settings are narrowed to the point that an occupant of the vehicle may not be able to detect a difference between the selected settings.
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 einer Gebläseanordnung wird im
Ein anderer Erfinder legte eine andere Art zum Anpassen des Spiralenabschlusses einer Gebläseanordnung fest. Das
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. This document relates to a fan assembly with a scroll terminator that is adaptable using an actuator so that a desired volume of airflow can be supplied in all operating modes in the vehicle. Advantageously, this allows the vehicle operator to use the fan assembly itself in the recirculation and heating modes. So far, the air flow in these modes was too high, which made it impossible to heat the passenger compartment to a desired temperature. Moreover, the present design eliminates the need for cables and / or links between the fan assembly and dashboard mounted controls, and does not result in an increase in turbulence and NVH.
KURZDARSTELLUNGSUMMARY
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 bildet in einer ersten Stellung mit der Spiralwand an einem stromabwärtigen Ende und mit dem Luftstromauslass an einem stromaufwärtigen Ende eine im Wesentlichen durchgängige Fläche entlang dem Luftstromweg. Die Gebläseanordnung umfasst des Weiteren einen Aktuator zum Bewegen des Spiralenabschlusses entlang einem Vorsprung, der sich von der Spiralwand neben dem stromabwärtigen Ende des Spiralenabschlusses erstreckt, aus der ersten Stellung in eine zweite Stellung zum Reduzieren des Luftstroms.In accordance with the purposes and advantages described herein, a fan assembly is provided. The fan assembly may be widely used as a housing having a scroll wall, a motor having an output shaft extending within the housing, an impeller positioned within the housing and secured to the output shaft for generating an airflow along an airflow path within the housing. an airflow outlet and a spiral termination are described comprehensively. The coil end forms in a first position with the spiral wall at a downstream end and with the airflow outlet at an upstream end a substantially continuous surface along the air flow path. The fan assembly further includes an actuator for moving the scroll seal along a projection extending from the scroll wall adjacent the downstream end of the scroll termination, from the first position to a second position for reducing the airflow.
Bei einer möglichen Ausführungsform befindet sich die zweite Stellung neben einem distalen Ende des Vorsprungs. Bei einer weiteren Ausführungsform definieren der Spiralenabschluss und das Laufrad einen Luftspalt mit einem Mindestabstand in der ersten Stellung. Bei noch einer weiteren Ausführungsform weist der durch den Spiralenabschluss und das Laufrad definierte Luftspalt einen Höchstabstand in der zweiten Stellung auf.In one possible embodiment, the second position is adjacent a distal end of the projection. In another embodiment, the spiral termination and the impeller define an air gap with a minimum clearance in the first position. In yet another embodiment, the air gap defined by the spiral termination and the impeller has a maximum distance in the second position.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform sind der Motor und die Ausgangswelle innerhalb des Gehäuses positioniert.In another possible embodiment, the motor and the output shaft are positioned within the housing.
Bei einer möglichen Ausführungsform bewegt sich ein stromabwärtiges Ende des Spiralenabschlusses entlang dem Luftstromauslass aus der ersten Stellung in die zweite Stellung.In one possible embodiment, a downstream end of the scroll terminator moves along the airflow outlet from the first position to the second position.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform umfasst der Spiralenabschluss ein stromaufwärtiges Glied und ein stromabwärtiges Glied, die zusammen die im Wesentlichen durchgängige Fläche mit der Spiralwand und dem Luftstromauslass entlang dem Luftstromweg in der ersten Stellung bilden.In another possible embodiment, the volute closure includes an upstream member and a downstream member that together form the substantially continuous surface with the volute wall and the airflow outlet along the airflow path in the first position.
Bei noch einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich ein zweiter Vorsprung von dem Gehäuse, bewegt der Aktuator das stromabwärtige Glied des Spiralenabschlusses entlang dem Vorsprung und dem zweiten Vorsprung aus der ersten Stellung in eine zweite Stellung zum Reduzieren des Luftstroms. Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform befindet sich die zweite Stellung neben einem distalen Ende des Vorsprungs.In yet another embodiment, a second protrusion extends from the housing, the actuator moves the downstream member of the scroll seal along the protrusion and the second protrusion from the first position to a second position to reduce the airflow. In another possible embodiment, the second position is adjacent to a distal end of the projection.
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 einem Luftstromweg innerhalb des Gehäuses, einen Luftstromauslass, mindestens zwei Glieder, die eine im Wesentlichen durchgängige Fläche mit der Spiralwand an einem stromabwärtigen Ende und dem Luftstromauslass an einem stromaufwärtigen Ende entlang dem Luftstromweg in einer ersten Stellung bilden, einen ersten Vorsprung, der sich von der Spiralwand neben dem stromaufwärtigen Ende der mindestens zwei Glieder erstreckt, und einen zweiten Vorsprung, der sich von dem Gehäuse neben dem stromabwärtigen Ende der mindestens zwei Glieder erstreckt, und einen Aktuator zum Bewegen mindestens eines der mindestens zwei Glieder entlang dem ersten und dem zweiten Vorsprung von der ersten Stellung in eine zweite Stellung zum Reduzieren des Luftstroms.In an additional aspect, a fan assembly includes a housing having a scroll wall, a motor having an output shaft extending within the housing, an impeller positioned within the housing and secured to the output shaft for generating an airflow along an air flow path within the housing Housing, an airflow outlet, at least two members forming a substantially continuous surface with the spiral wall at a downstream end and the Luftstromauslass at an upstream end along the Luftstromweg in a first position, a first projection extending from the spiral wall adjacent to the upstream End of the at least two links, and a second protrusion extending from the housing adjacent the downstream end of the at least two links, and an actuator for moving at least one of the at least two links along the first and second protrusions thereof Position to a second position to reduce the airflow.
Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform befindet sich die zweite Stellung neben einem distalen Ende des ersten und/oder des zweiten Vorsprungs. Bei einer weiteren Ausführungsform definieren ein stromaufwärtiges Glied der mindestens zwei Glieder und das Laufrad einen Luftspalt mit einem Mindestabstand in der ersten Stellung.In another possible embodiment, the second position is adjacent a distal end of the first and / or second protrusion. In another embodiment, an upstream member of the at least two members and the impeller define an air gap with a minimum clearance in the first position.
Bei noch einer weiteren möglichen Ausführungsform wird das stromaufwärtige Glied der mindestens zwei Glieder durch den Aktuator bewegt und ein stromabwärtiges Glied ist statisch. In yet another possible embodiment, the upstream member of the at least two members is moved by the actuator and a downstream member is static.
Bei anderen möglichen Ausführungsformen sind die oben beschriebenen Gebläseanordnungen in ein Fahrzeug integriert.In other possible embodiments, the blower assemblies described above are integrated into a vehicle.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Ändern eines Luftdurchsatzes bei einer Gebläseanordnung bereitgestellt. Das Verfahren kann weithin als die folgende 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 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 Spiralenabschlusses entlang einem Vorsprung, der sich von der Spiralwand neben einem stromabwärtigen Ende des Spiralenabschlusses erstreckt, aus der ersten Stellung in eine zweite Stellung.In another aspect, a method of changing an air flow rate in a fan assembly is provided. The method can be broadly described as comprising the following steps: (a) generating an air stream using an impeller positioned within a housing having a spiral wall; (b) establishing an air gap between a coil end in a first position and the impeller, the air gap determining the air flow rate; and (c) adjusting the air gap to affect the rate of air flow by moving the coil end along a projection extending from the spiral wall adjacent a downstream end of the coil end from the first position to a second position.
Bei einer möglichen Ausführungsform kann der Spiralenabschluss eine im Wesentlichen durchgängige Fläche mit der Spiralwand am stromabwärtigen Ende und einem Luftstromauslass an einem stromaufwärtigen Ende in der ersten Stellung bilden, so dass der hergestellte Luftspalt auf ein Minimum reduziert wird und der Luftdurchsatz auf ein Maximum erhöht wird. Bei einer weiteren möglichen Ausführungsform befindet sich das stromabwärtige Ende des Spiralenabschlusses neben einem distalen Ende des Vorsprungs in der zweiten Stellung, so dass der hergestellte Luftspalt auf ein Maximum erhöht wird und der Luftdurchsatz auf ein Minimum reduziert wird.In one possible embodiment, the coil end may form a substantially continuous surface with the spiral wall at the downstream end and an airflow outlet at an upstream end in the first position, so that the air gap established is minimized and the air flow rate is maximized. In another possible embodiment, the downstream end of the coil termination is adjacent to a distal end of the projection in the second position so that the air gap established is maximized and the air flow rate is minimized.
Bei noch einer weiteren möglichen Ausführungsform umfasst der Spiralenabschluss ein stromaufwärtiges Glied und ein stromabwärtiges Glied, die zusammen die im Wesentlichen durchgängige Fläche mit der Spiralwand und dem Luftstromauslass in der ersten Stellung bilden, und der Schritt des Anpassens des Luftspalts umfasst Bewegen des stromaufwärtigen und/oder stromabwärtigen Glieds des Spiralenabschlusses aus der ersten Stellung in eine zweite Stellung.In yet another possible embodiment, the volute closure includes an upstream member and a downstream member that together form the substantially continuous surface with the volute wall and the airflow outlet in the first position, and the step of adjusting the air gap includes moving the upstream and / or downstream member of the spiral termination from the first position to a second position.
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.In the following description, various preferred embodiments of the housing assembly and related method are shown and described. It is understood that the arrangements and the method may be embodied in various forms, and that numerous details with respect to various obvious aspects may be modified without departing from the arrangements and method set forth and described in the following claims. Accordingly, the drawings and descriptions should be considered as illustrative and not restrictive.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGSFIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING FIGURES
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:The accompanying drawings, which are incorporated in and form a part of the specification, illustrate various aspects of the fan assembly and, together with the description, serve to explain certain principles of the invention. In the drawing figures show:
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.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Reference will now be made in detail to the present embodiments of the fan assembly and related method, which are illustrated by way of example in the accompanying drawing figures, wherein like numerals refer to like reference numerals.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Es wird nun auf
Im Betrieb dreht der Motor
Wie in
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Aktuator
In
Wenn eine Verringerung des Durchsatzes des Luftstroms
Der Spiralenabschluss
Bei einer in
Wie durch die gestrichelte Linie
Bei dieser Ausführungsform bewegt der Aktuator
Der maximale Luftdurchsatz wird erreicht, wenn sich das stromaufwärtige Glied
Bei einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Ändern eines Luftdurchsatzes bei einer Gebläseanordnung
Der Luftstrom
Wenn der Luftspalt (A) bei einem Zwischenpunkt zwischen der ersten und der zweiten Stellung hergestellt wird, bewegt der Aktuator
Zusammengefasst lassen sich aus der Bereitstellung einer Gebläseanordnung mit einem Spiralenabschluss, der unter Verwendung eines Aktuators anpassbar 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.In summary, providing a fan assembly with a scroll terminator that is adaptable using an actuator so that a desired volume of airflow can be delivered in all modes of operation in the vehicle provides numerous benefits. This allows the vehicle operator to use the fan assembly even in the recirculation and heating modes. So far, the air flow in these modes was too high, which made it impossible to heat the passenger compartment to a desired temperature.
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.The foregoing has been presented for purposes of illustration and description. It is not intended to be exhaustive or to limit the embodiments to the precise form disclosed. Obvious modifications and variations are possible in light of the above teachings. All such modifications and variations are within the scope of the appended claims if interpreted in breadth to which they are entitled in a fair, legal, and statutory manner.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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