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Technisches Gebiet
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Kühlgebläse mit einem Elektromotor für ein Fahrzeug. Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung des Kühlgebläses zur Durchströmung eines Wärmetauschers zur Batteriekühlung elektrisch angetriebener Fahrzeuge.
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Stand der Technik
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Kühlgebläse, beispielsweise Axiallüfter, werden in Fahrzeugen eingesetzt und dienen zur Erzeugung einer Durchströmung eines Motorkühlers, eines Klimakondensators, eines Batteriekühlers oder von Wärmetauschern für eine Brennstoffzellentemperierung. Kühlgebläse, beispielsweise Axiallüfter, sind zur Drehmomentübertragung mit dem antreibenden Elektromotor mechanisch fest verbunden und bilden ein Kühlgebläse. Bei bürstenlosen Elektromotoren wird dazu ein Lüfterrad direkt auf dem Rotor des antreibenden Elektromotors befestigt, beispielsweise verschraubt. Bei dem Material, aus welchem das Lüfterrad bevorzugt gefertigt ist, handelt es sich üblicherweise um ein Compound auf Basis von Polyamid oder auf Basis von Polypropylenhomopolymerisat. Derartige Kühlgebläse werden heute meist in einem Umgebungstemperaturbereich eingesetzt, der sich von -40°C bis ca. 135°C erstreckt.
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Aufgrund der Dämpfungseigenschaften des verwendeten Kunststoff-Compounds für das Lüfterrad des Kühlgebläses werden die Eigenschwingungen im Lüfterrad selbst und die Motorschwingungen des Elektromotors über den Kontakt zum Motorrotor gedämpft. Je höher die dem Material immanente Dämpfung ist, desto leiser wird im Allgemeinen das hörbare Gebläsegeräusch beziehungsweise einzelne Gebläsetonalitäten beziehungsweise abgegebene dynamische mechanische Kräfte und umgekehrt.
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Zur Reduzierung der Fertigungskosten werden heute bevorzugt Thermoplast-Compounds auf der Basis von Polypropylen für Lüfterräder eingesetzt. Üblich sind Compounds auf Basis von Polypropylenhomopolymerisat, (PP(H)-...), da diese üblicherweise fester und steifer sind sowie eine höhere Wärmeformbeständigkeit verglichen mit Polypropylencopolymerisaten (PP(COPO)-...) aufweisen.
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Die Materialdämpfung von Thermoplast-Compounds, die üblicherweise mit tan (δ) bezeichnet wird, ist temperaturabhängig. Das Dämpfungsverhalten ist in einem Temperaturbereich, welcher um eine Glasübergangstemperatur des Materials liegt, sowie bei Temperaturen oberhalb der Glasübergangstemperatur besonders gut. Im Allgemeinen wird eine Glasübergangstemperatur eines Kunststoffmaterials mittels dynamisch-mechanischer Analyse (DMA) als die Temperatur bestimmt, bei der ein Maximum im ermittelten Verlauf der Dämpfung tan (δ) auftritt.
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Für Thermoplast-Compounds auf der Basis von PP(H)-... gilt, dass die akustischen Eigenschaften beziehungsweise das Dämpfungsverhalten bei Raumtemperatur und auch bei darüber liegender erhöhter Temperatur gut ist. Bei niedrigen Temperaturen jedoch, die weit unterhalb von 20°C liegen, ist das Dämpfungsverhalten von PP(H)-... eher gering, sodass hinsichtlich der Materialdämpfungseigenschaften bei tiefen Temperaturen Verbesserungsbedarf vorliegt.
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Darstellung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird ein Kühlgebläse vorgeschlagen, das einen Elektromotor umfasst und das in einem Fahrzeug eingebaut wird, wobei das Kühlgebläse ein Lüfterrad umfasst, dessen Nabenteil am Rotor des Elektromotors befestigt ist. Das Lüfterrad wird aus einem Thermoplast-Compound gefertigt, welches in einem Temperaturbereich zwischen einer ersten Temperatur und einer zweiten Temperatur ein erstes lokales Dämpfungsmaximum und ein zweites lokales Dämpfungsmaximum aufweist. Das eingesetzte Thermoplast-Compound basiert auf modifiziertem Polypropylen und weist auch bei niedrigeren Temperaturen ein gutes mechanisches Dämpfungsverhalten auf, sodass Schwingungen im Lüfterrad und im Elektromotor gedämpft werden, sodass die Vibrations- und Geräuschabstrahlungen des Kühlgebläses reduziert werden. Das eingesetzte Thermoplast-Compound zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die beiden lokalen Dämpfungsmaxima in einem Temperaturbereich zwischen -70°C bis 30°C liegen.
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In Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kühlgebläses weist das Thermoplast-Compound eine Polymermatrix auf, die zu mindestens 45 Gew.-% ein Polypropylencopolymerisat ist; das Thermoplast-Compound kann auch eine Polymermatrix aufweisen, die zumindest 45 Gew.-% eines heterophasischen Polypropylencopolymerisats ist. Dem Thermoplast-Compound, aus welchem das Lüfterrad gefertigt wird, kann zusätzlich zur Polymermatrix zu mindestens 10 Gew.-% ein Faseranteil zugeschlagen werden, wobei es sich um Kurzglasfasern und/oder Langglasfasern und/oder Naturfasern handeln kann. Gemische der genannten Fasern können ebenfalls eingesetzt werden. Des Weiteren können auch anteilig mineralische Füllstoffe zum Beispiel Talkum, Quarzsand und andere Materialien zugegeben werden.
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In Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kühlgebläses sind dem Thermoplast-Compound zusätzlich zur Polymermatrix Zuschlagsstoffe beigegeben. Die Zuschlagsstoffe sind ausgewählt aus der Gruppe umfassend:
- - Farbstoffe
- - Vernetzungsmittel
- - Entformungshilfen
- - Fließmittel
- - Chemische oder physikalische Treibmittel
- - Additive zur Wärmestabilisierung
- - Additive zur Abbaureduktion bei Schwermetallkontakt
- - Compatibilizer zur Reduktion von Entmischungseffekten
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Bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kühlgebläse kann es sich entweder um einen Axiallüfter oder auch um einen Radiallüfter handeln, wobei das Lüfterrad, welches am Rotor des Elektromotors aufgenommen ist, eine Anzahl von Lüfterblättern umfasst, deren Blattenden über einen Außenring miteinander verbunden sein können.
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In Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kühlgebläses ist das Lüfterrad in Axialanlage am Rotor des Elektromotors aufgenommen, wobei der Elektromotor als elektronisch kommutierter Elektromotor beschaffen ist und entweder in Außenläuferbauweise oder in Innenläuferbauweise beschaffen sein kann.
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Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kühlgebläse ist hervorzuheben, dass das Lüfterrad am Rotor des Elektromotors indirekt über Zwischenkomponenten, insbesondere Entkopplungselemente, aufgenommen werden kann.
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Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kühlgebläse kann in einer alternativen Ausführungsvariante der Elektromotor eine rotierende Welle umfassen, an der das Lüfterrad im Kraftschluss beispielsweise mittels eines Presssitzes aufgenommen ist oder das Lüfterrad indirekt über ein Einlegeteil oder dergleichen an der rotierenden Welle befestigt ist.
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Darüber hinaus bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung des Kühlgebläses zur Durchströmung eines Wärmetauschers, der von einem Medium durchströmt wird, welches direkt oder indirekt zur Kühlung einer Traktionsbatterie eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs dient.
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Eine weitere Verwendung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kühlgebläses liegt darin, dass dieses zur Durchströmung eines Wärmetauschers eingesetzt wird, der mit einem Medium durchströmt wird, welches direkt oder indirekt einer Brennstoffzellenkühlung dient.
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Eine weitere Verwendung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kühlgebläses dient zur Durchströmung eines Wärmetauschers, der von einem Medium durchströmt ist, welches direkt oder indirekt der Kühlung elektronischer Komponenten dient.
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Eine weitere Verwendung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kühlgebläses dient der Durchströmung eines Wärmetauschers, der von einem Medium durchströmt ist, welches direkt oder indirekt der Kühlung eines Kondensators einer Fahrzeugklimaanlage dient.
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Schließlich liegt eine weitere Verwendung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kühlgebläses zur Durchströmung eines Wärmetauschers, der mit einem Medium durchströmt wird, das direkt oder indirekt der Temperierung eines Fahrzeuginnenraums eines Fahrzeugs dient.
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Darüber hinaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Betreiben eines Kühlgebläses derart, dass dieses bei Einsatz eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs betrieben wird, während die Traktionsbatterie geladen wird. Insbesondere wird das Kühlgebläse beim Laden der Batterie des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs dauerhaft, vorzugsweise mindestens 30 Sekunden lang, bei einer niedrigen Drehzahl, die unterhalb von 660 U/min liegt, betrieben.
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Vorteile der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Axiallüfter, insbesondere das Axiallüfterrad, nunmehr aus einem verbesserten Kunststoff-Compound, insbesondere einem Thermoplast-Compound gefertigt wird, als Polypropylencopolymerisat gefertigt ist und die beiden lokalen Dämpfungsmaxima dieses Materials in vorteilhafter Weise innerhalb eines Temperaturbereichs liegen, der sich von -70°C bis +30°C erstreckt. Dadurch kann die Materialdämpfung des Thermoplast-Compounds in einen Bereich ausgedehnt werden, der tiefe Temperaturen einschließt, sodass beispielsweise bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen das Gebläse bei Umgebungstemperaturen von 30°C bis -70°C eingesetzt werden kann. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung ist ein Temperaturbereich von 100 K abgedeckt, sodass das erfindungsgemäß vorgeschlagene Kühlgebläse zur Kühlung von Traktionsbatterien in heißen Sommern oder zur Realisierung der Defrost-Funktion in der kalten Jahreszeit mit einer Innenraumentfeuchtung bei niedrigen Temperaturen betrieben werden kann. Des Weiteren sind die Thermoplast-Compounds, die beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kühlgebläse eingesetzt werden, insbesondere in akustischer Hinsicht besonders vorteilhaft.
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Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kühlgebläse lassen sich zur Kostensenkung und Akustikverbesserung für alle Kühlzwecke von Wärmetauschern einsetzen, die beispielsweise der Kühlung von Traktionsbatterien und/oder der Klimatisierung von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen dienen, fallweise auch für Fahrzeuge mit Hybrid- und/oder Verbrennungsmotoren einsetzen, insbesondere dann, wenn die Umgebungstemperaturen sehr niedrig sind. Bei der Verwendung von Polypropylencopolymerisaten (PP(COPO)-...) wird zudem die Schlagzähigkeit im Tieftemperaturbereich verbessert.
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Figurenliste
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Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.
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Es zeigt:
- 1 ein Diagramm, gemäß dem ein Dämpfungsverlauf tan (δ) über einen Temperaturverlauf aufgetragen ist, für ein erstes Kunststoffmaterial, zum Beispiel für ein Thermoplast-Compound (PP(H)-...),
- 2 ein Diagramm analog zu 1, bei dem ein Dämpfungsverlauf tan (δ) über die Temperatur aufgetragen ist, für ein Thermoplast-Compound (PP(COPO)-...),
- 3.1 eine Detaildarstellung eines Lüfterrads,
- 3.2 eine Detaildarstellung eines bürstenlosen Elektromotors in Au ßenläuferbauweise,
- 3.3 eine erste Ausführungsvariante des Kühlgebläses mit Elektromotor in Au ßenläuferbauweise,
- 4 den Einsatz von Entkopplungselementen im Rahmen der Verbindung zwischen dem Lüfterrad und der Stirnseite des Rotors des Elektromotors,
- 5.1 einen bürstenlosen Elektromotor in Innenläuferbauweise,
- 5.2 die zweite Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kühlgebläses mit Elektromotor in Innenläuferbauweise,
- 6 die Darstellung einer Umspritzung oder Verklipsung des Lüfterrads am Umfang des Rotors des Elektromotors und
- 7 eine dritte Ausführungsvariante des Kühlgebläses, bei der das Lüfterrad über ein Lüfterinsert oder ein Einlegeteil an einer rotierenden Welle des Elektromotors mit Statorteil und Rotorteil aufgenommen ist.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt ein Diagramm, gemäß dem ein Dämpfungsverlauf tan (δ) über einen Temperaturverlauf 12 für ein erstes Kunststoffmaterial, insbesondere einen Thermoplast-Compound, aufgetragen ist.
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In der Darstellung gemäß 1 ist ein logarithmisch aufgetragener Dämpfungsverlauf 10 über einem Temperaturverlauf 12 in °C aufgetragen. Eine virtuelle Basislinie 14 zeigt ein Dämpfungsverhalten 22 eines Werkstoffs, insbesondere eines Thermoplast-Compounds, auf Basis eines Polypropylenhomopolymerisats. Aus der Darstellung gemäß 1 geht hervor, dass dieses Thermoplast-Compound im Bereich von 0°C ein ausgeprägtes erstes Maximum 16 aufweist. 1 zeigt des Weiteren, dass dieser Werkstoff in einem Temperaturbereich unterhalb von -20°C ein deutlich verringertes und bei sehr niedrigen Temperaturen kaum eine Materialdämpfung ermöglicht.
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Demgegenüber ist im Diagramm gemäß 2 das Dämpfungsverhalten 30 eines Thermoplast-Compounds auf PP(COPO)-...-Basis dargestellt, d. h. dessen Dämpfungsverlauf aufgetragen über der Temperatur.
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Aus der Darstellung gemäß 2 ergibt sich, dass ein Dämpfungsverhalten 30 des Werkstoffs des Thermoplast-Compounds PP(COPO)-... ein Dämpfungsverhalten 30 umfasst, welches im Temperaturbereich zwischen der ersten Temperaturgrenze 18 beispielsweise +30°C und der zweiten Temperaturgrenze 20 beispielsweise -70°C ein erstes lokales Maximum 32 und ein zweites lokales Maximum 34 aufweist. Betragsmäßig entsprechen die beiden lokalen Maxima 32 und 34 in etwa einander. Hervorstechendes Merkmal des Dämpfungsverhaltens 30, ist die Tatsache, dass das Thermoplast-Compound auf PP(COPO)-...-Basis das zweite lokale Maximum 34 unterhalb einer Außentemperatur von -25°C aufweist, welches sich bis zu einer Temperatur von -45°C erstreckt. Dies bedeutet, dass der in Rede stehende Werkstoff auch bei sehr tiefen Temperaturen noch dem Thermoplast-Compound innewohnende signifikante Dämpfungseigenschaften aufweist.
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Das modifizierte Polypropylen-Compound ist ein Polypropylencopolymerisat, welches neben dem Propylenmonomer mindestens ein weiteres Monomer nutzt, so zum Beispiel Ethylen, Ethylidennorbonen, 1,4-Hexadien, Hexen, Buten oder andere. Die Monomere im Copolymer können dabei sowohl blockweise (PP-B) oder zufällig (PP-R) verteilt in die Molekülkette eingebunden sein. Insbesondere kann auch das modifizierte Polypropylen-Compound ein Compound auf Basis eines heterophasischen PP-Copolymers „PP(HECO)“ sein. Das heterophasische Polymer weist zwei oder mehr Phasen aus unterschiedlich aufgebauten Makromolekülketten auf. Eine Phase besteht dabei aus „PP(HECO)“ immer aus Polypropylenhomopolymerisat „PP(H)“ oder aus einem statistischen Copolymer auf Polypropylenbasis „PP(R)“. Das nun modifizierte Polypropylen zeichnet sich immer dadurch aus, dass es im genannten Temperaturbereich von -70°C bis +30°C immer, d. h. zwischen der ersten Temperaturgrenze 18 und der zweiten Temperaturgrenze 20 gemäß Diagramm nach 2 mindestens zwei Dämpfungsmaxima, nämlich das erste lokale Maximum 32 sowie das zweite lokale Maximum 34 aufweist.
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Hinsichtlich der Materialdämpfung von Thermoplasten, wie zum Beispiel den in Rede stehenden Thermoplast-Compounds, wird zu der Materialdämpfung die etablierte Methode „Dynamisch-Mechanische Analyse“ (DMA) eingesetzt. Dabei werden folgende und grundsätzlich übliche Randbedingungen eingehalten:
- Die Materialdämpfung von Thermoplast-Compounds lässt sich mittels der DMA nach DIN EN ISO 6721-1(2011-08) sehr gut durch den Verlustfaktor tan δ quantifizieren. Vorzugsweise wird die Materialprobe bei 0,4% statischer Vordehnung sinusförmig um weitere 0,2% dynamisch mit einer Frequenz von 10 Hz gedehnt, um die Materialdämpfung (= tan δ) zu quantifizieren. Um die Dämpfung temperaturabhängig zu bestimmen, wird die Probe mit einer Heizrate von 2 K/min erwärmt und die Dämpfung (= gemessener Verlustmodul / gemessener Speichermodul) über die Temperatur aufgezeichnet. Ein Maximum im aufgetragenen Dämpfungsverlauf 10 über Temperatur charakterisiert dabei eine Glasübergangstemperatur. Vorzugsweise wird eine halblogarithmische Auftragung gewählt, wobei die Materialdämpfung als tan(δ) logarithmisch auf die Temperatur [°C] linear aufgetragen wird. Hygroskopische Thermoplast-Compounds wie zum Beispiel Polyamide-Polypropylen-Mischungen sind vor Prüfung zu trocknen, sodass eine Restfeuchte von < 0,2 Gew.-% verbleibt, um den Einfluss durch Feuchte zu vermeiden, da diese den Dämpfungsverlauf 10 und die Glasübergangstemperatur(en) des Thermoplast-Compounds beeinflussen kann. Die verwendete Prüffrequenz beeinflusst maßgeblich den gemessenen temperaturabhängigen Dämpfungsverlauf 10. Vereinfacht gesagt verschiebt sich mit zunehmender Frequenz der gemessene Dämpfungsverlauf 10 zu höheren Temperaturen und somit wird die Glasübergangstemperatur (Maximum im aufgetragenen Dämpfungsverlauf 10 über Temperatur) mit zunehmender Frequenz größer.
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Dies ist insofern von Relevanz, da die DMA-Prüfung sinnvoll nur mit niedriger Anregungsfrequenz, zum Beispiel 1 Hz bis 20 Hz bei PP-Compounds durchführbar ist, sich der hörbare Frequenzbereich aber bis ca. 20 kHz erstreckt. Dies bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass sich die Materialdämpfung und die Dämpfungsmaxima zwar im Temperaturbereich zwischen der ersten Temperaturgrenze 18 und der zweiten Temperaturgrenze 20 mit einer Prüffrequenz von 10 Hz analysieren lassen, diese jedoch auch für weitaus höhere Temperaturen charakteristisch sein können, wie zum Beispiel für -30°C bis +70°C, wenn die realen Schwingfrequenzen um mehrere Größenordnungen größer sind.
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Bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen ist zum Beispiel ein bevorzugter Gebläsebetrieb bei Temperaturen von -30°C bis +70°C zu erwarten, so zum Beispiel dann, wenn das Gebläse zur Batteriekühlung in heißen Sommern oder während der Defrost-Phase in Wintern (Innenraumentfeuchtung bei niedriger Temperatur) betrieben wird. Somit sind PP-Compounds, die wie zuvor beschrieben ein weiteres Temperaturmaximum, nämlich das zweite Maximum 34 im Temperaturbereich zwischen der ersten Temperaturgrenze 18 und der zweiten Temperaturgrenze 20 aufweisen, hier in akustischer Hinsicht als besonders vorteilhaft hervorzuheben. Bei der Verwendung von Polypropylencopolymerisaten (PP(COPO)-...) wird zudem die Schlagzähigkeit im Tieftemperaturbereich verbessert. Wie aus einem Vergleich von 1 für Polypropylenhomopolymerisat (PP(H)-...) und 2 für Polypropylencopolymerisat (PP(COPO)-...) hervorgeht, hat Polypropylencopolymerisat (PP(COPO)-...) ein zweites Dämpfungsmaximum 34, welches unterhalb der Temperatur des ersten Maximums 32 liegt. Werkstofftechnisch bedeutet dies, dass Polypropylencopolymerisate (PP(COPO)-...) auch Polymerumlagerungen unterhalb des ersten Maximums 32 (circa Glasübergangstemperatur von Polypropylenhomopolymerisat (PP(H)-...)) erlaubt, wodurch werkstofftechnisch die Schlagzähigkeit des Materials im Bereich tieferer Temperaturen unterhalb vom ersten Maximum 32 verbessert wird. Mit Verwendung von Polypropylencopolymerisaten (PP(COPO)-...) wird somit das Risiko von Bauteilbrüchen bei schlagartiger Belastung im Tieftemperaturbereich reduziert. Beispielsweise wird das Risiko von Lüfterbruch, insbesondere von dünnwandig konstruierten Lüftern, durch beispielsweise aufgewirbelte Schotter- oder Splittsteine bei tiefen Temperaturen in kalten Wintermonaten erheblich herabgesetzt.
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3.1 zeigt ein Lüfterrad 41 eines erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kühlgebläses.
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Ein Lüfterrad 41 eines Kühlgebläses 40 umfasst ein Nabenteil 42, entlang von dessen Umfang einzelne Lüfterblätter 46 angeordnet sind, deren Blattenden über einen kontinuierlich sich in Umfangsrichtung erstreckenden Außenring 44 miteinander verbunden sind. Das Lüfterrad 41 ist symmetrisch zu seiner Symmetrieachse ausgebildet und wird über mindestens zwei Befestigungselemente 48, bei denen es sich um Schrauben, Nieten, Bolzen oder dergleichen handeln kann, an einem Rotor 54 eines Elektromotors 50 befestigt.
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Eine Ausführungsvariante des Elektromotors 50 ist in 3 gezeigt. Bei dieser in 3.2 gezeigten Ausführungsvariante des Elektromotors 50 handelt es sich um einen solchen, der in Außenläuferbauweise 52 beschaffen ist. Neben dem bereits erwähnten Rotor 54 umfasst der Elektromotor 50 eine Montageplatte 56, an der sich ein stationärer Wellenzapfen 58 befindet. Beidseits des Wellenzapfens 58 erstreckt sich die Statorspule des Elektromotors 50. Auf dem Wellenzapfen 58 ist der Rotor 54 in Lagern 60 drehbar angeordnet.
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3.3 zeigt das montierte Kühlgebläse 40 in einer ersten Ausführungsvariante, gemäß der der Elektromotor 50 in Außenläuferbauweise 52 beschaffen ist. Über die Befestigungselemente 48 ist der Nabenteil 42 des Lüfterrads 41 an der Stirnseite 96 des Rotors 54 in Axialanlage 62 montiert.
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Dabei ist der Rotor 54 des Elektromotors 50 über die beiden Lager 60 drehbar am stationären an der Montageplatte 56 aufgenommenen Wellenzapfen 58 gelagert. Die in 3.3 dargestellte erste Ausführungsvariante des Kühlgebläses 40 verwirklicht die Axialanlage 62 zwischen dem Nabenteil 42 des Lüfterrads 41 und der Stirnseite 96 des Rotors 54 des Elektromotors 50. Dadurch ist ein besonders geräusch- und vibrationsarmer Betrieb des Kühlgebläses 40 gemäß der Darstellung in 3.3 möglich.
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4 zeigt eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kühlgebläses 40. In dieser Ausführungsvariante wird das Lüfterrad 41, welches eine Anzahl am Umfang verteilt angeordneter Lüfterblätter 46 enthält, durch die Nutzung von Zwischenkomponenten 64 an der Stirnseite 96 des Rotors 54 des Elektromotors 50 befestigt. Als Zwischenkomponenten 64 kommen beispielsweise Entkopplungselemente 68 zum Einsatz, die einen Kragen 66 aufweisen. Die Entkopplungselemente 68 sind als weichelastische Elemente beschaffen, vorzugsweise aus Elastomer oder thermoplastischem Elastomer und reduzieren aufgrund ihrer Elastizität die unmittelbare Schwingungsübertragung vom Rotor 54 auf das Nabenteil 42 und umgekehrt. Durch diese Entkopplung wird die Schwingungsübertragung reduziert und das akustische Verhalten des Kühlgebläses 40 erheblich verbessert.
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Die in der Ausführungsvariante des Kühlgebläses 40 gemäß 4 eingesetzten Befestigungselemente 48 sind beispielsweise als Schrauben ausgeführt, welche sich durch die als Entkopplungselemente 68 ausgebildeten Zwischenkomponenten 64 erstrecken und in der Stirnseite 96 des Rotors 54 des Elektromotors 50 beispielsweise verschraubt sind.
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In einer in 5.1 dargestellten Ausführungsvariante des Elektromotors 50 ist dieser in Innenläuferbauweise 80 beschaffen. Im Vergleich zur vorstehend dargestellten Außenläuferbauweise 52 befinden sich die Permanentmagnete an der Innenseite des Rotors 54, während in der Ausführungsvariante des Elektromotors 50 gemäß 3.2 die Permanentmagnete an der Außenseite des Rotors 54 ausgeführt sind. Die Montageplatte 56 des Elektromotors 50 umfasst, in analoger Weise zur Ausführungsvariante des Elektromotors 50 gemäß 3.2, den Wellenzapfen 58, an welchem über Lager 60 der Rotor 54 aufgenommen ist.
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5.2 zeigt eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kühlgebläses 40, wobei im Unterschied zur Zusammenstellungszeichnung gemäß 3.3 - wie vorstehend beschrieben - der Elektromotor 50 nicht in Außenläuferbauweise 52, sondern in Innenläuferbauweise 80 gemäß 5.2 ausgebildet ist. Die Befestigung des Lüfterrads 41 an der Stirnseite 96 des Rotors 54 des Elektromotors 50 erfolgt in analoger Weise zur Ausführungsvariante des Kühlgebläses 40 gemäß 3.3 über als Schrauben ausgebildete Befestigungselemente 48. Auch hier ist eine Axialanlage 62 zwischen dem Nabenteil 42 des Lüfterrads 41 und der Stirnseite 96 des Rotors 54 des Elektromotors 50 verwirklicht, was einen besonders geräusch- und vibrationsarmen Betrieb erlaubt.
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Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass in der Ausführungsvariante des Kühlgebläses 40 gemäß 5.2 die am Lüfterrad 41 angeordneten Lüfterblätter 46 von einem kontinuierlich sich in Umfangsrichtung erstreckenden Außenring 44 an den Lüfterblattenden miteinander verbunden sind, was akustische Vorteile bietet.
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6 ist eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagen Kühlgebläses 40 zu entnehmen. Bei der in 6 dargestellten Ausführungsvariante ist das Lüfterrad 41 im Formschluss auf der Umfangsfläche des Rotors 54 des Elektromotors 50 aufgenommen. In der Darstellung gemäß 6 ist am Lüfterrad 41 eine Umspritzung 90 ausgebildet. Die Umspritzung 90 kann einen Übergriff 94 und eine Arretierung 100 umfassen. Der Übergriff 94 liegt an einer Stirnseite 96 des Rotors 54 des Elektromotors 50 an, während die Arretierung 100, die sich ebenfalls in Umfangsrichtung des Lüfterrads 41 erstreckt, das Ende des Rotors 54 umgreift. Anstelle einer Umspritzung 90 kann auch eine elastische Verklipsung 92 im Nabenteil 42 des Lüfterrads 41 ausgebildet sein, sodass dieses einfach auf die Mantelfläche des Rotors 54 des Elektromotors 50 formschlüssig aufgeklipst werden kann und in ihrer Einbauposition verbleibt, ohne dass die in den vorstehend beschriebenen Ausführungsvarianten eingesetzten Befestigungselemente 48, seien es Nieten, seien es verschweißte oder heißverprägte Kunststoffzapfen des Lüfters oder des Rotors 54 oder seien es Schrauben oder dergleichen, erforderlich wären.
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In der Darstellung gemäß 7 schließlich ist eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kühlgebläses 40 dargestellt. In dieser Ausführungsvariante des Kühlgebläses 40 ist das Lüfterrad 41 dahingehend modifiziert, dass dieses im Nabenbereich 42 ein Einlegeteil 118 oder ein Lüfterinsert oder dergleichen umfasst. Dieses in 7 als Einlegeteil 118 ausgebildete Bauteil kann beim Herstellungsprozess des Lüfterrads 41 aus dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Thermoplast-Compound eingespritzt werden. Mittels des im Zentrum des Nabenbereichs 42 des Lüfterrads 41 eingespritzten Einlegeteils 118 wird das Lüfterrad 41 auf einer in der Ausführungsvariante des Elektromotors 50 gemäß 7 rotierenden Welle 116 befestigt. Auf der rotierenden Welle 116 ist der Rotor 112 angeordnet, der vom Stator 110 des Elektromotors 50 umschlossen ist. In Abweichung zu den vorstehend am Elektromotor 50 eingesetzten Montageplatten 56 ist in der Ausführungsvariante gemäß 7 am Elektromotor 50 eine modifizierte Montageplatte 114 vorgesehen, an welcher die rotierende Welle 116 unter Zwischenschaltung der Lager 60 drehbar aufgenommen ist und vom Gehäuse 120 des Elektromotors 50 umschlossen wird.
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Analog zu den vorstehend dargestellten Ausführungsvarianten umfasst das aus dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Thermoplast-Compound gefertigte Lüfterrad 41 an seinem Umfang verteilt angeordnete Lüfterblätter 46, deren Blattenden durch einen sich kontinuierlich in Umfangrichtung erstreckenden Außenring 44 miteinander verbunden sind, was schwingungstechnische Vorteile hinsichtlich der Laufruhe sowie akustische Vorteile mit sich bringt.
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Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
