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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Haltergehäuse für einen Gebläsemotor. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Klimaanlage, insbesondere eine Kraftfahrzeugklimaanlage, mit einem solchen Haltergehäuse sowie ein Verfahren zum Auswuchten eines Gebläses in einer solchen Klimaanlage.
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Gebläse werden in vielen Geräten verwendet, um einen klimatisierenden Luftstrom zu erzeugen. Dabei werden beispielsweise Bauteile solcher Geräte selber gekühlt, oder - in Klimaanlagen - der so erzeugte Luftstrom für die Klimatisierung einer Zielumgebung verwendet.
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Im Betrieb erzeugen Gebläse oftmals unerwünschte Nebengeräusche. Diese stammen nicht nur aus dem Lüfterrad, sondern werden regelmäßig auch durch eine Unwucht der gesamten Gebläseanordnung verursacht, welches dann beispielsweise als Körperschall wahrnehmbar ist. Die Unwucht kann verschiedene Ursachen haben. Sie wird insbesondere durch Fertigungstoleranzen des Lüfterrades oder durch nicht exaktes Ausrichten der Bauteile beeinflusst, z.B. durch nicht exakte Ausrichtung des Lüfterrades auf der Welle oder des Gebläsemotors in dem Haltergehäuse.
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Aus dem Stand der Technik ist bekannt, den Gebläsemotor schwingungsisolierend in einem formstabilen Haltegehäuse zu lagern. Ferner ist bekannt, jede Gebläseanordnung individuell auszuwuchten, indem die Unwucht ausgemessen wird und durch Ausgleichgewichte oder Materialabtrag am Lüfterrad die Unwucht kompensiert wird.
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Um durch Unwucht erzeugte Nebengeräusche zu reduzieren, ist es wünschenswert, die Gebläseanordnung möglichst in einem solchen Zustand auszuwuchten, in welchem der spätere Einsatz erfolgen soll. Ein Auseinanderbauen nach dem Auswuchtprozess und anschließendes Wiederzusammenbauen ist aus den obengenannten Gründen nachteilig.
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Um wiederholbare Ergebnisse beim Messen der Unwucht zu erzielen, muss der Gebläsemotor mit aufmontiertem Gebläserad mechanisch fest mit der Auswuchtmaschine verbunden sein. Allerdings stellt sich hier das Problem, dass die Klemmung weit weg vom Schwerpunkt zwischen Gebläserad und Motor stattfindet, welches regelmäßig zu weniger zufriedenstellender Erfassung der Unwucht führt.
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Eine Lösung des Problems besteht darin, dass das Haltergehäuse Öffnungen aufweist, durch welche ein Klemmwerkzeug zum Angreifen an den Gebläsemotor eingeführt werden kann. Diese Öffnungen müssen dann nach dem Auswuchtprozess mit Deckel oder Kappen verschlossen werden, um einen Druckverlust in der Gebläseanordnung zu vermeiden. Dies ist beispielsweise in der
DE 10 2013 102 834 A1 am Rande erwähnt.
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Andere Lösungen sind bekannt aus der
DE 600 20 866 T2 , bei welcher der Presssitz des Motors mittels biegsamen Bereichen innerhalb der Montagestrutur auch bei Fertigungstoleranzen verbessert wird, und aus der
DE 11 2013 000 616 T5 .
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gebläseanordnung kostengünstig dahingehend zu verbessern, dass ein vereinfachter Auswuchtprozess einer Gebläseanordnung ermöglicht wird.
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Diese Aufgabe wird durch ein Haltergehäuse für einen Gebläsemotor mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Klimaanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 10 sowie durch ein Verfahren zum Auswuchten eines Gebläses mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Das erfindungsgemäße Haltergehäuse für einen Gebläsemotor umfasst eine umlaufende Seitenwand aus einem formstabilen Kunststoff und ist dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Seitenwand wenigstens zwei elastisch verformbare Bereiche aufweist, welche vorzugsweise diametral gegenüberliegen. Durch die nur lokale Verformbarkeit wird die ansonsten formstabile Ausführung des Haltergehäuses kaum beeinträchtigt. Die verformbaren Bereiche können dabei in solchen Bereichen angebracht sein, welche ein Fixieren am oder in der Nähe des Schwerpunkts des Gebläsemotors erlaubt, wenn dieser im Haltergehäuse aufgenommen ist. Die verformbaren Bereiche erlauben es dabei, dass eine von außen angreifende Klemmvorrichtung lokal das Haltergehäuse zusammendrücken kann. Der Gebläsemotor kann somit auch in zusammengebautem Zustand der Gebläseanordnung am Schwerpunkt fixiert werden.
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Die wenigstens zwei elastisch verformbaren Bereiche sind vorzugsweise so angeordnet, dass beim Angreifen eines Klemmwerkzeugs der Gebläsemotor am Schwerpunkt eingeklemmt wird. Es werden daher idealerweise zwei diametral gegenüberliegende Bereiche auf der umlaufenden Seitenwand vorgesehen. Alternativ, insbesondere falls eine diametrale Anordnung aus anderen baulichen Gründen unmöglich oder ungeeignet ist, können die elastisch verformbaren Bereiche auch so verteilt angeordnet sein, dass ein Fixieren des Gebläsemotors in der Nähe des Schwerpunkts ermöglicht wird. Es werden beispielsweise drei Bereiche vorgesehen, von denen ein Bereich diametral dem Punkt gegenüberliegt, welcher sich aus der halben Bogenlänge zwischen den beiden anderen Bereichen ergibt.
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Die elastisch verformbaren Bereiche können auf verschiedene Weise hergestellt werden. Gemäß einer Ausbildung der Erfindung umfassen die elastisch verformbaren Bereiche einen Abschnitt aus einem elastischen Kunststoff. Dieser kann beispielsweise über ein Zweikomponenten-Spritzgussverfahren zusammen mit dem formstabilen Kunststoff in die Spritzgussform eingespritzt werden, um das Haltergehäuse in einem Schritt durch Spritzguss herzustellen.
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Alternativ oder auch zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die plastisch verformbaren Bereiche einen Abschnitt mit lokal reduzierter Wandstärke umfassen. Hierbei kann ggf. auf ein Zweikomponenten Spritzgussverfahren verzichtet werden. Das Haltergehäuse kann dann in einfacher Weise aus einem Material hergestellt werden.
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Gemäß einer Ausbildung der Erfindung ist die lokal reduzierte Wandstärke durch die Kavität eines Spritzgusswerkzeugs vorgebbar. Dieser Herstellungsprozess ist besonders einfach. Ohne Nachbearbeiten kann sich die reduzierte Wandstärke bereits im selben Prozessschritt wie der Herstellung des Haltergehäuses selber ergeben. Alternativ oder auch zusätzlich kann die lokal reduzierte Wandstärke aber auch durch Materialabtrag, beispielsweise durch Fräsen, erreicht werden.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Wandstärke wenigstens abschnittsweise an der Innenseite und der Außenseite der umlaufenden Seitenwand reduziert ist. Diese ermöglicht einen besonders einfachen Herstellungsprozess, bei welchem jeweils ein Werkzeug von außen und ein Werkzeug von innen gegeneinander greifen. Hierdurch wird auch das Erreichen einer gleichmäßig reduzierten Wandstärke vereinfacht.
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Die elastisch verformbaren Bereiche sind vorteilhafterweise L-förmig, U-förmig oder O-förmig an oder um einen formstabilen Fixierungsbereich ausgebildet. Hierdurch wird ein definierter Angreifpunkt für die Klemmbacken der Wuchtmaschine bereitgestellt. Das nicht vollflächige Ausbilden elastischer Bereiche hat zudem den Vorteil, dass hierdurch die Gesamtstatik des Haltergehäuses kaum beeinflusst wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass an der Innenseite und an der Außenseite der umlaufenden Seitenwand jeweils ein U-förmiger Bereich mit reduzierter Wandstärke ausgebildet ist, wobei die beiden U-förmigen Bereiche um 180° gegeneinander gedreht sind, sodass sich ein O-förmiger Bereich mit reduzierter, und dabei vorzugsweise konstanter, Wandstärke ergibt, welcher den formstabilen Fixierungsbereich umschließt. Der O-förmige Bereich definiert den Fixierungsbereich am besten. Allerdings ist ein U-förmiges Relief auf einem Werkzeug für den Herstellungsprozess unkomplizierter als ein O-förmiges Relief, weil bei letzterem eine zusätzliche Werkzeugbewegung senkrecht zum Relief erforderlich ist.
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Typischerweise beträgt die reduzierte Wandstärke das 0,2-fache bis 0,6-fache, vorzugsweise das 0,25-fache bis 0,5-fache, der ursprünglichen Wandstärke. Auf diese Weise hat der Bereich der reduzierten Wandstärke eine im Betrieb noch ausreichende Stabilität, kann aber im Auswuchtprozess noch elastisch verformt werden, ohne eine plastische Verformung, d.h. eine dauerhafte Veränderung der Seitenwand, zu riskieren.
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Für Kraftfahrzeugklimaanlagen wird die Seitenwand oder das gesamte Haltergehäuse typischerweise aus Polypropylen mit einer Wandstärke zwischen 1,2mm und 2mm, vorzugsweise etwa 1,5mm gefertigt. In diesem Fall liegt die reduzierte Wandstärke in einem Bereich von 0,3mm bis 0,9mm. Sie beträgt vorzugsweise etwa 0,6mm.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Auswuchten eines Gebläses mit einem solchen Haltergehäuse umfasst folgende Schritte. Einsetzen eines Gebläsemotors mit Entkopplungselementen in das Haltergehäuse, Verschließen des Haltergehäuses mit einem Gehäuseteil und Aufsetzen eines Gebläserades auf die Welle des Gebläsemotors. Anschließendes kraftschlüssiges Anbringen einer Klemmvorrichtung an den elastisch verformbaren, vorzugsweise diametral gegenüberliegenden Bereichen der Seitenwand des Haltergehäuses, bis sich ein Kraftschluss mit dem Gebläsemotor ergibt, und dann Durchführen des Auswuchtens in zusammengebautem Zustand des Gebläsemotors in dem Haltergehäuse. Auf diese Weise werden ein erneutes Auseinandernehmen nach dem Auswuchten oder weitere Verfahrensschritte wie das Verschließen von Gehäuseöffnungen unnötig. Die Anzahl der Fertigungsschritte wird also reduziert. Ferner kann das Fehlerrisiko verringert und das Wuchtergebnis verbessert werden. Ferner besteht keine Gefahr, dass der Motor während des Auswuchtprozesses verkippt wird. Der Ausschuss oder teures Nacharbeiten wird deutlich reduziert.
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Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen und mit Bezug zu den Figuren näher erläutert.
- Die 1 zeigt ein Klimagerät mit einem Haltergehäuse
- die 2 zeigt eine Detailansicht des Haltergehäuses und damit verbundenen Bauteilen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
- die 3 zeigt eine Schnittansicht der 2 entlang der Linie A - A,
- die 4 - 6 zeigen schematisch Anordnungen der wenigstens zwei elastisch verformbaren Bereiche über die Seitenwand des Haltergehäuses gemäß Ausführungsvarianten der Erfindung,
- die 7 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform eines elastisch verformbaren Bereichs,
- die 8 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform eines elastisch verformbaren Bereichs,
- die 9 zeigt schematisch eine Anordnung mit einem Spritzgusswerkzeug und einem Haltergehäuse gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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In der 1 ist ein Kraftfahrzeugklimagerät 10 mit einem Haltergehäuse 11 dargestellt. In einem Kraftfahrzeugklimagerät 10 ist an geeigneter Stelle, typischerweise wie hier dargestellt im Bereich des Lufteinlasses, eine Gebläseanordnung vorgesehen. Die Details einer solchen Kraftfahrzeugklimaanlage 10, wie insbesondere die luftführenden Kanäle, Luftauslässe und Wärmetauscher, sind aus dem Stand der Technik an sich bekannt. Es wird hier nicht weiter darauf eingegangen.
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In der 2 ist eine Detailansicht des Haltergehäuses 11 und den damit verbundenen Bauteilen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. In der 3 ist eine entsprechende Schnittansicht der 2 entlang der Linie A - A dargestellt. Im Folgenden wird sich auf beide 2 und 3 parallel bezogen.
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Das Haltergehäuse 11 weist eine umlaufende Seitenwand 12 auf. Diese ist aus einem formstabilen Kunststoff gefertigt. Im konkreten Ausführungsbeispiel wurde ein Thermoplast, beispielsweise Polypropylen (PP) verwendet. Das Haltergehäuse 11 ist im Wesentlichen topfförmig ausgebildet und für die Aufnahme eines annährend zylinderförmigen Gebläsemotors 14 angepasst. Der Innendurchmesser der umlaufenden Seitenwand 12 ist dabei wenige Millimeter größer als der Außendurchmesser des Gebläsemotors 14. Zum schwingungsisolierenden Lagern des Gebläsemotors 14 werden zwischen diesem und der Innenseite der Seitenwand 12 nach an sich beliebiger Art Dämpfungselemente angebracht, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist (nicht dargestellt).
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Zur Montage der Gebläseanordnung wird der Gebläsemotor 14 in das Haltergehäuse 11 eingesetzt und dieses mit einem Gegengehäuseteil 13 im Wesentlichen luftdicht verschlossen. Auf die Welle 15 des Gebläsemotors 14 wird dann ein Gebläserad 16 aufgesetzt.
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Erfindungsgemäß sind auf der umlaufenden Seitenwand 12 wenigstens zwei elastisch verformbare Bereiche 20 vorgesehen. Gemäß dem Ausführungsbeispiel der 2 liegen zwei solcher Bereiche 20 diametral gegenüber, d.h. in Bezug zur Drehachse der Welle 15 um 180° versetzt.
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In anderen Ausführungsvarianten können die elastisch verformbaren Bereiche 20 auch anders angeordnet sein. Insbesondere kann die Anordnung von anderen Bauteilen, beispielsweise einem Gebläseregler 17 oder anderen Gehäuseteilen, durch allgemeine Bauraumvorgaben so ungünstig sein, dass eine diametrale Anordnung zweier Bereiche 20 nicht möglich ist.
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In den 4 bis 6 sind schematisch Anordnungen der wenigstens zwei elastisch verformbaren Bereiche 20 über die Seitenwand 12 des Haltergehäuses 11 gemäß verschiedener Ausführungsvarianten der Erfindung dargestellt. In der 4 sind zwei diametral gegenüberliegende Bereiche 20 vorgesehen, während in den 5 und 6 drei solche Bereich 20 vorgesehen sind. In der 5 sind die Bereiche etwa 120° versetzt angeordnet, während in der 6 zwei der Bereiche 20 nahe beieinander liegen (beispielsweise < 90° voneinander versetzt), ihr Mittelpunkt ist dabei aber etwa 180° gegenüber dem dritten Bereich 20 versetzt. Auf diese Weise werden umlaufend um die Seitenwand 12 Angriffspunkte bereitgestellt, mittels welcher das Haltergehäuse 11 mit dem darin gelagerten Gebläsemotor 14 im Schwerpunkt fixierbar wird.
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Die elastisch verformbaren Bereiche können auf an sich geeignete Weise erzeugt werden, beispielsweise durch ein Zweikomponenten-Spritzgussverfahren unter Verwendung eines elastischen Kunststoffs, z.B. Gummi, für die elastisch verformbaren Bereiche 20. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfassen ein oder mehrere der elastisch verformbaren Bereiche 20 einen Abschnitt mit lokal reduzierter Wandstärke. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind alle elastisch verformbaren Bereiche 20 durch lokal reduzierte Wandstärke ausgebildet. Dann lässt sich das Haltergehäuse 11 in einfacher Weise aus einem einzigen Kunststoff herstellen.
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Im folgenden Ausführungsbeispiel mit Bezug zu den 7 bis 9, welches insbesondere auf das mit Bezug zu der in den 1 bis 3 dargestellten Kraftfahrzeugklimagerät 10 anwendbar ist, wurde für das komplette Haltergehäuse 11 der Kunststoff PP-T20, d.h. Polypropylen mit 20% Talkanteil, gewählt. Das Haltergehäuse 11 hat einen Durchmesser von etwa 60 mm und die umlaufende Seitenwand hat eine Höhe von etwa 50 mm. Die Wandstärke des Haltergehäuses 11, insbesondere der Seitenwand 12, beträgt etwa 1,5 mm. Lokal kann die Wandstärke durch Verstärkungsrippen von diesem Wert abweichen. Die elastisch verformbaren Bereiche 20A - 20D sind ganz durch eine reduzierte Wandstärke von etwa 0.6 mm gebildet.
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Wie in den 7 und 8 dargestellt, ist die Wandstärke O-förmig reduziert und umschließt einen formstabilen Fixierungsbereich 21, welcher die Originalwandstärke von 1,5 mm aufweist. Das ausgebildete „O“ hat eine Breite von 30 - 40 mm und eine Höhe von etwa 50 mm, d.h. es ist quasi über die gesamte Höhe der Seitenwand 12 ausgebildet. Die Strukturbreite der reduzierten Wandstärke beträgt knapp 10 mm, kann aber je nach der Größe des Haltergehäuses 11 auch größer oder kleiner gewählt werden. Bei zu großer Strukturbreite könnte sich ein Verarbeitungsproblem während des Spritzgießens ergeben, weshalb Strukturbreiten deutlich größer als 10 mm möglichst zu vermeiden sind. Bei zu kleiner Strukturgröße ist andererseits kein ausreichender elastischer Effekt vorhanden.
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Gemäß der 7 ist nach einer ersten Variante der O-förmige Bereich 20C einseitig ausgebildet, d.h. nur auf der Innenseite oder der Außenseite der Seitenwand 12. Der untere Teil der 7 zeigt eine Draufsicht auf den O-förmigen Bereich 20C, während im oberen Teil der 7 die Querschnitte B-B, C-C und D-D zur Darstellung der reduzierten Wandstärke schematisch dargestellt sind. Gemäß der 8 ist nach einer zweiten Variante der O-förmige Bereich 20D beidseitig ausgebildet. Der O-förmige Bereich 20D wird dabei dadurch gebildet, dass an der Innenseite und an der Außenseite der umlaufenden Seitenwand 12 jeweils ein U-förmiger Bereich 20A bzw. 20B mit reduzierter Wandstärke ausgebildet ist, wobei die beiden U-förmigen Bereiche 20A, 20B um 180° gegeneinander gedreht sind. Die offenen Enden der „U“s fangen dabei mit einer von Null ansteigenden Tiefe an, bis an der Basis des jeweiligen „U“s die maximale Wandstärkenreduktion auf 0,6 mm erreicht wird. Dadurch ergibt sich der O-förmige Bereich 20C mit konstanter Wandstärke, welcher wiederum den formstabilen Fixierungsbereich 21 mit Originalwandstärke umschließt. Wie bei der 7 zeigt der untere Teil der 8 die Draufsicht und der obere Teil der 8 die Querschnitte B-B, C-C und D-D zur Darstellung der reduzierten Wandstärke.
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In der 9 ist schematisch eine Anordnung mit einem Spritzgusswerkzeug 22A, 22B und dem Haltergehäuse 11 dargestellt. Eine solche Anordnung ist insbesondere zweckmäßig für eine gemäß 8 dargestellte Ausführungsform. Das Spritzgusswerkzeug besteht aus einem äußeren Spritzgusswerkzeug 22A und einem inneren Spritzgusswerkzeug 22B. Das äußere Spritzgusswerkzeug 22A ist topfförmig ausgebildet, wobei der Öffnungswinkel überhöht dargestellt ist.
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Das äußere Spritzgusswerkzeug 22A weist lokal ein Relief 23A auf, welches zur Basis hin eine zunehmende Höhe aufweist. Das Relief 23A ist U-förmig und gemäß Zeichnung nach unten offen. Das innere Spritzgusswerkzeug 22B ist kegelstumpfförmig und weist ein Relief 23B auf, welches zur Basis des Kegelstupfes hin eine zunehmende Höhe aufweist. Das Relief 23B ist ebenfalls U-förmig und gemäß Zeichnung nach oben offen. In zusammengeführtem Zustand ergibt der Zwischenraum zwischen den beiden Spritzgusswerkzeugteilen 22A, 22B eine Kavität zur Herstellung eines Haltergehäuses 11, welches elastisch verformbare Bereiche 20 mit reduzierter Wandstärke gemäß 8 aufweist.
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Die elastisch verformbaren Bereiche 20 haben nun den Vorteil, dass sie einerseits die Gesamtstabilität des Haltergehäuses 11 nicht wesentlich beeinträchtigen, andererseits aber ein Zusammendrücken mittels Klemmbacken erlauben, sodass ein im Haltegehäuse 11 gelagerter Gebläsemotor 14 kraftschlüssig fixierbar ist. Das gemäß der Offenbarung mögliche Auswuchten eines Gebläses in einem Kraftfahrzeugklimagerät 10 kann nun gegenüber dem Stand der Technik vereinfacht werden. Dazu wird eine Klemmvorrichtung (nicht dargestellt) an den elastisch verformbaren, vorzugsweise diametral gegenüberliegenden Bereichen 20 der Seitenwand 12 des Haltergehäuses 11 kraftschlüssig angebracht, bis sich ein Kraftschluss mit dem Gebläsemotor 14 ergibt. Das Auswuchten kann dann in zusammengebautem Zustand des Gebläsemotors 14 in dem Haltergehäuse 11 durchgeführt werden.
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Die in den Ausführungsbeispielen beschriebenen Ausführungsformen und Varianten lassen sich beliebig miteinander kombinieren. So kann ein elastisch verformbarer Bereich 20 verschiedene Abschnitte umfassen, welche die elastische Funktion auf unterschiedliche Weise erhalten. Beispielsweise kann ein Abschnitt in einem elastisch verformbaren Bereich durch Gummi, ein anderer Abschnitt durch lokal reduzierte Wandstärke ausgebildet sein. Ferner ist die Wahl der Anordnung der Bereiche 20 umfänglich um die Seitenwand 12 unabhängig von der Wahl, auf welche Weise der elastisch verformbare Bereich 20 ausgebildet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Kraftfahrzeugklimagerät
- 11
- Haltergehäuse
- 12
- Seitenwand
- 13
- Gegengehäuse
- 14
- Gebläsemotor
- 15
- Welle
- 16
- Lüfterrad
- 17
- Gebläseregler
- 20
- elastisch verformbare Bereiche
- 20A, 20B
- U-förmige Bereiche
- 20C, 20D
- O-förmige Bereiche
- 21
- Fixierungsbereich
- 22A, 22B
- Spritzgusswerkzeug
- 23A, 23B
- Relief
