DE10338822A1

DE10338822A1 - Blower control system dissipating heat, used in e.g. vehicle air conditioning system, locates controller outside airflow and connects it thermally to heat sink

Info

Publication number: DE10338822A1
Application number: DE2003138822
Authority: DE
Inventors: Harald Hörig
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2003-08-21
Filing date: 2003-08-21
Publication date: 2005-03-24
Anticipated expiration: 2023-08-22
Also published as: DE10338822B4

Abstract

The blower controller (8) lies outside the blower airflow and is connected to a heat sink (2) through a thermal conductor. The heat sink used in this case, is the evaporator of the air conditioning system.

Description

Die Anmeldung betrifft eine Vorrichtung zur Einstellung von Gebläsestufen in einem Fahrzeug mit einem im Betrieb Abwärme erzeugenden Gebläseregler.The Application relates to a device for adjusting blower levels in a vehicle with a waste heat generating fan controller.

In Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, ist regelmäßig eine Heizungsanlage, zunehmend regelmäßig auch eine Klimaanlage vorgesehen. Die von diesen Anlagen erwärmte oder gekühlte Luft wird mit Hilfe eines Gebläses in den Fahrgastinnenraum eingeblasen. Zur Einstellung des Gebläseluftstroms in den Innenraum sind üblicherweise mehrere Gebläsestufen vorgesehen. In Abhängigkeit der gewählten Gebläsestufe wird der Gebläseluftstrom mit Hilfe eines Gebläsereglers eingestellt. Dieser Regler weist Elektronikbauteile auf, die im Betrieb Abwärme erzeugen, welche abgeführt werden muss, um eine Schädigung des Gebläsereglers zu vermeiden. Daher ist das Gehäuse des Gebläsereglers mit Kühlrippen versehen, die für eine ausreichende Kühlung sorgen sollen. Der Gebläseregler ist dabei derart angeordnet, dass er mit seinen Kühlrippen in den Gebläseluftstrom hineinreicht, so dass die Abwärme über Wärmekonvektion an den Gebläseluftstrom abgegeben wird.In Vehicles, especially motor vehicles, is regularly one Heating system, increasingly regular too an air conditioner provided. The heated by these systems or cooled air is using a blower blown into the passenger compartment. For setting the fan airflow in the interior are usually several blower levels intended. Dependent on the chosen one blower stage is the fan air flow with Help of a fan controller set. This controller has electronic components in the Operation waste heat generate, which dissipated must be to injury of the fan controller to avoid. Therefore, the case is of the fan controller with cooling fins provided for adequate cooling should provide. The fan controller is arranged such that it with its cooling fins in the forced air flow extends so that the waste heat on heat convection to the fan airflow is delivered.

Die teilweise Anordnung des Gebläsereglers im Gebläseluftstrom erzeugt in nachteiliger Weise Wirbel und Turbulenzen in diesem Luftstrom. Diese unerwünschten Verwirbelungen erhöhen die Geräuschentwicklung und stören zudem die Luftausbreitung. Weiterhin gestaltet sich die Anordnung im Luftstrom bei immer kompakter bauenden Klimaanlagen als zunehmend schwierig oder gar unmöglich.The partial arrangement of the fan controller in the Forced air flow creates detrimental vortex and turbulence in this airflow. This unwanted Increase turbulence the noise and disturb in addition the air circulation. Furthermore, the arrangement designed in the air stream with increasingly compact air conditioning systems as increasing difficult or impossible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Kühlung des Gebläsereglers zu ermöglichen.Of the Invention is the object of an improved cooling of the fan regulator to enable.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Einstellung von Gebläsestufen in einem Fahrzeug mit einem im Betrieb Abwärme erzeugenden Gebläseregler, wobei der Gebläseregler außerhalb des Gebläseluftstroms über eine wärmeleitende Verbindung mit einer Wärmesenke verbunden ist. Aufgrund der Anordnung des Gebläsereglers außerhalb des Luftstroms können keine unerwünschten Verwirbelungen mehr im Gebläseluftstrom auftreten. Auch führt dies nicht zu einer durch den Gebläseregler zusätzlich verursachten Geräuschbeeinträchtigung. Diese Ausgestaltung nutzt hierbei zur Kühlung des Gebläsereglers der Effekt der Wärmeleitung. Diese Ausgestaltung stellt daher eine Abkehr von dem Kühlkonzept mittels Wärmekonvektion dar, welche zwingend die Anordnung des Gebläsereglers im Gebläseluftstrom erfordert. Der Gebläseregler ist daher bevorzugt sehr kompakt ohne speziellen Kühlkörper, insbesondere ohne Kühlrippen ausgebildet.The Task is solved by a device for adjusting blower levels in a vehicle with a waste heat during operation generating fan controller, being the blower regulator outside the blower air flow over a thermally conductive connection with a heat sink connected is. Due to the arrangement of the fan controller outside of the airflow can no unwanted turbulence more in the forced air flow occur. Also leads this is not caused by the fan controller additionally Noise nuisance. This embodiment uses this to cool the fan controller the effect of heat conduction. These Design therefore represents a departure from the cooling concept by means of thermal convection which mandatory the arrangement of the fan controller in the forced air flow requires. The fan controller is therefore preferably very compact without a special heat sink, in particular without cooling fins educated.

Als Wärmesenke bieten sich dabei beispielsweise von kühler Luft durchströmte Kanäle, beispielsweise Luftkanäle für die Fahrgastinnenraumbelüftung, an.When heat sink offer, for example, channels through which cool air flows, for example air ducts for the Passenger compartment ventilation, at.

In einer zweckdienlichen Weiterbildung ist die Wärmesenke ein Verdampfer einer Fahrzeug-Klimaanlage. Diese Anordnung hat den besonderen Vorteil, dass insbesondere bei hohen Außentemperaturen, wenn gewöhnlicherweise die Klimaanlage in Betrieb ist, der Gebläseregler von der Kühlleistung der Klimaanlage profitiert. Darüber hinaus ist der Verdampfer üblicherweise auch bei nicht eingeschalteter Klimaanlage von Luft für die Innenraumbelüftung durchströmt. Daher ist auch bei ausgeschalteter Klimaanlage für eine ausreichende Kühlung des Gebläsereglers gesorgt.In an expedient development, the heat sink is an evaporator one Vehicle air conditioning. This arrangement has the particular advantage that especially at high outside temperatures, if usually the air conditioner is in operation, the fan controller of the cooling capacity of the Air conditioning benefits. About that In addition, the evaporator is common even when the air conditioning is not switched on, air flows through the air for the interior ventilation. Therefore is also with the air conditioning switched off for a sufficient cooling of the fan regulator taken care of.

Um eine möglichst gute Wärmeleitung zu gewährleisten, sind die Elektronikbauteile des Gebläsereglers, welche die Abwärme erzeugen vorzugsweise, in einem Reglergehäuse aus einem Material mit hohem Wärmeleitvermögen eingebettet. Insbesondere sind die Elektronikbauteile hierbei in einem Reg lergehäuse aus Aluminium eingegossen. Der Vorteil des unmittelbaren Einbettens bzw. Eingießens in einem gut wärmeleitfähigen Material ist in einer zuverlässigen und unmittelbaren Wärmeabfuhr zu sehen, ohne dass sich ein Wärmestau ausbildet. Beim Eingießen der Elektronikbauteile in ein Metallgehäuse ist natürlich darauf zu achten, dass die Elektronkbauteile ausreichend elektrisch gegenüber dem Metallgehäuse isoliert sind.Around one possible good heat conduction to ensure, are the electronic components of the blower controller, which generate the waste heat preferably, in a regulator housing embedded in a material with high thermal conductivity. In particular, the electronic components are in this case lergehäuse in a Reg Cast aluminum. The advantage of immediate embedding or pouring in a good thermal conductivity material is in a reliable and immediate heat dissipation to see without a heat accumulation formed. When pouring of the electronic components in a metal housing is of course to make sure that the Elektronkbauteile sufficiently electrically against the metal housing are isolated.

Um eine möglichst gute Wärmeleitung zwischen dem Gehäuse des Gebläsereglers und dem Verdampfer zu erzielen, ist in einer zweckdienlichen Weiterbildung ein Wäreleitelement, wie eine Wärmeleitschicht oder eine Wärmeleitpaste, zwischen dem Gebläseregler und dem Verdampfer vorgesehen.Around one possible good heat conduction between the case of the fan controller and to achieve the evaporator is in an expedient development a heat-conducting element, like a heat conducting layer or a thermal paste, between the fan controller and the evaporator provided.

Im Hinblick auf eine einfache Montage ist der Gebläseregler am Verdampfer bevorzugt austauschbar befestigt. Der Einbau des Reglers kann hierbei beispielsweise erst nach Einbau der Klimaanlage mit dem Verdampfer erfolgen. Unter austauschbarer Befestigung ist hierbei eine lösbare Befestigung über entsprechend ausgebildete Befestigungselemente zu verstehen, bei der eine Demontage des Gebläsereglers ohne Schädigung des Verdampfers vorgenommen werden kann. Diese lösbare Befestigung hat den Vorteil, dass bei einem Defekt des Gebläsereglers dieser problemlos ausgetauscht werden kann, was beispielsweise bei einem angeschweißten Gebläseregler nicht der Fall wäre.in the For ease of installation, the blower control on the evaporator is preferred attached exchangeably. The installation of the controller can here, for example only after installation of the air conditioning with the evaporator done. Under replaceable attachment here is a releasable attachment over accordingly trained fasteners to understand when disassembling of the fan controller without damage of the evaporator can be made. This releasable attachment has the advantage that in case of a defect of the blower controller This can be easily replaced, which is for example at a welded blower regulator not the case.

Um eine möglichst gute und dauerhafte Wärmeleitung zwischen Gebläseregler und Verdampfergehäuse zu gewährleisten, ist der Gebläseregler in einer zweckdienlichen Weiterbildung gegen den Verdampfer mechanisch verspannt. Hierzu sind bevorzugt Klemm- oder Spannelemente, wie Spannbügel vorgesehen. Der Gebläseregler kann auch über eine Schraubbefestigung gegen den Verdampfer verspannt werden.Around one possible good and permanent heat conduction between blower controls and evaporator housing to ensure, is the fan controller in a useful development against the evaporator mechanically braced. For this purpose, preferably clamping or clamping elements, such as Clamp provided. The fan controller can also over a Schraubbefestigung be braced against the evaporator.

Üblicherweise ist der Verdampfer in einem Gehäuse der Klimaanlage angeordnet. Vorzugsweise weist hierbei das Gehäuse eine Einbauöffnung für den Gebläseregler auf. Hierdurch ist wiederum eine einfache Montage gegeben. Zudem bietet sich das Gehäuse der Klimaanlage für die Anordnung der Spann- oder Klemmelemente oder der Schraubbefestigung an. Zweckdienli cherweise verschließt der Gebläseregler die Einbauöffnung luft- und wasserdicht.Usually is the evaporator in a housing the air conditioning arranged. Preferably, in this case, the housing has a hole for the blower regulator on. As a result, in turn, a simple assembly is given. moreover offers the housing the air conditioning for the arrangement of the clamping or clamping elements or the screw fastening at. It is expedient for the fan controller to close the installation opening in air. and waterproof.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der einzigen Figur näher erläutert.One embodiment The invention will be explained in more detail below with reference to the single FIGURE.

Die Figur zeigt in einer schematischen und stark vereinfachten Darstellung eine ausschnittsweise Darstellung einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs. Die Klimaanlage umfasst einen als Verdampfer 2 ausgebildeten Wärmetauscher, welcher innerhalb eines Gehäuses 4 der Klimaanlage angeordnet ist. Das Gehäuse 4 weist eine Einbauöffnung 6 auf, in die ein Gebläseregler 8 eingesetzt ist. Der Gebläseregler 8 umfasst ein Reglergehäuse 10, bestehend aus einem gut wärmeleitenden Material, wie beispielsweise Aluminium, eine Aluminiumlegierung, Kupfer oder eine Kupferlegierung. Es können auch andere geeignete Materialien mit einem guten Wärmeleitvermögen verwendet werden.The figure shows a schematic and highly simplified representation of a partial representation of an air conditioning system of a motor vehicle. The air conditioning includes one as an evaporator 2 trained heat exchanger, which within a housing 4 the air conditioning is arranged. The housing 4 has an installation opening 6 in which a blower regulator 8th is used. The fan controller 8th includes a regulator housing 10 consisting of a good heat conducting material, such as aluminum, an aluminum alloy, copper or a copper alloy. Other suitable materials with good thermal conductivity may also be used.

In dem Reglergehäuse 10 sind die in der Figur nicht sichtbaren Elektronikbauteile des Gebläsereglers eingegossen, d.h. die Elektronikbauteile stehen bis auf eine notwendige elektrische Isolierung unmittelbar mit dem Reglergehäuse 10 in wärmeleitendem Kontakt. Der Gebläseregler 8 weist weiterhin ein Anschlusselement 12 für eine elektrische Kontaktierung auf. Weiterhin weist der Gebläseregler 8 ein nach Art eines Flansches ausgebildetes Befestigungselement 14 auf, das zumindest in Teilbereichen um das Reglergehäuse 10 umlaufend ausgebildet ist. Das Befestigungselement 14 wirkt mit einer Befestigungs- oder Spanneinrichtung 16 am Gehäuse 4 der Klimaanlage zusammen. Diese Spanneinrichtung 16 ist im Ausführungsbeispiel durch einen Bajonettverschluss gebildet. Die Befestigung des Gebläsereglers 8 erfolgt alternativ beispielsweise durch eine konventionelle Verschraubung am Gehäuse 4 der Klimaanlage oder mittels eines Spannbügels, dessen Widerlager ebenfalls das Gehäuse 4 bildet.In the regulator housing 10 are not visible in the figure electronic components of the blower controller poured, ie the electronic components are up to a necessary electrical insulation directly to the controller housing 10 in thermally conductive contact. The fan controller 8th also has a connection element 12 for an electrical contact on. Furthermore, the fan controller 8th a trained in the manner of a flange fastener 14 on, at least in some areas around the controller housing 10 is formed circumferentially. The fastener 14 acts with a fastening or tensioning device 16 on the housing 4 the air conditioning together. This clamping device 16 is formed in the embodiment by a bayonet closure. The mounting of the fan controller 8th Alternatively, for example, by a conventional screw on the housing 4 the air conditioner or by means of a tension bracket, whose abutment also the housing 4 forms.

Durch das Anpressen des Gebläsereglers 8 gegen den Verdampfer 2 wird ein dauerhafter und guter wärmeleitender Übergang vom Reglergehäuse 10 zum Verdampfer 2 hin gewährleistet. Zur Verbesserung der Wärmeleitung ist darüber hinaus zwischen dem Gehäuse 10 und dem Verdampfer 32 ein Wärmeleitelement 18, beispielsweise eine Wärmeleitschicht oder eine Wärmeleitpaste, angeordnet.By pressing the fan controller 8th against the evaporator 2 becomes a permanent and good heat conducting transition from the regulator housing 10 to the evaporator 2 guaranteed. To improve the heat conduction is also between the housing 10 and the evaporator 32 a heat conducting element 18 , For example, a heat conducting layer or a thermal paste, arranged.

Zum dichten Verschließen der Einbauöffnung 6 ist zwischen dem Flansch der Spanneinrichtung 16 und dem die Einbauöffnung 6 umschließenden Rand des Gehäuses 4 ein Dichtelement 20, insbesondere ein O-Ring, eingelegt. Das Dichtelement 20 ist elastisch, also kompressibel ausgebildet, so dass über das Dichtelement sogleich bei der Anordnung des Gebläsereglers 8 zugleich auch ein Längenausgleich vorgenommen wird.For sealing the installation opening 6 is between the flange of the clamping device 16 and the mounting hole 6 enclosing edge of the housing 4 a sealing element 20 , in particular an O-ring, inserted. The sealing element 20 is elastic, so formed compressible, so that on the sealing element immediately in the arrangement of the fan controller 8th at the same time a length compensation is made.

Beim Betrieb des Kraftfahrzeugs wird der Verdampfer 2 von Luft für die Belüftung des Innenraums des Kraftfahrzeugs durchströmt, so dass der Verdampfer 2 immer eine vergleichsweise geringe Temperatur aufweist und als Wärmesenke dient. Beim Betrieb der Klimaanlage wird der Verdampfer 2 abgekühlt, so dass die Wärmeaufnahmekapazität zusätzlich erhöht wird. Der wesentliche Gesichtspunkt bei der hier vorgeschlagenen Vorrichtung ist darin zu sehen, dass der Gebläseregler 8 mit seinem Reglergehäuse 10 außerhalb eines Gebläseluftstroms angeordnet ist und daher in diesem keine Verwirbelungen erzeugen kann. Die notwendige Wärmeabfuhr erfolgt über die Wärmeleitung vom Gebläseregler 8 zum Verdampfer 2 hin. Eine Wärmeabgabe über Wärmekonvektion, welche ein Umströmen des Gebläsereglers 8 mit Luft voraussetzt, ist nicht mehr erforderlich. Daher entfällt auch die Notwendigkeit der üblicherweise vorgesehenen Kühlrippen. Dabei wird insgesamt das notwendige Bauvolumen des Gebläsereglers 8 im Vergleich zu einer herkömmlichen Anordnung im Gebläseluftstrom reduziert. Dadurch eignet sich der hier vorgeschlagene Gebläseregler 8 auch bei Einsatzzwekken mit eng begrenztem Bauraum.During operation of the motor vehicle, the evaporator 2 traversed by air for the ventilation of the interior of the motor vehicle, so that the evaporator 2 always has a comparatively low temperature and serves as a heat sink. When operating the air conditioner, the evaporator 2 cooled, so that the heat absorption capacity is additionally increased. The essential aspect of the device proposed here is the fact that the fan controller 8th with its regulator housing 10 is arranged outside a fan air flow and therefore can not generate turbulence in this. The necessary heat dissipation takes place via the heat conduction from the fan controller 8th to the evaporator 2 out. A heat output via convection, which is a flow around the fan controller 8th with air presupposes is no longer necessary. Therefore, eliminates the need for the commonly provided cooling fins. In the process, the necessary overall volume of the fan controller is added 8th reduced compared to a conventional arrangement in the forced air flow. As a result, the blower controller proposed here is suitable 8th even with Einsatzzwekken with tight space.

22: VerdampferEvaporator
44: Gehäusecasing
66: Einbauöffnunghole
88th: Gebläsereglerblower regulator
1010: Reglergehäusecontroller housing
1212: Anschlusselementconnecting element
1414: Befestigungselementfastener
1616: Spanneinrichtungtensioning device
1818: Wärmeleitelementthermally conductive element
2020: Dichtelementsealing element

Claims

Device for setting blower stages in a vehicle with a blower controller which generates heat during operation ( 8th ), whereby the blower regulator ( 8th ) outside a blower air flow via a heat-conducting connection with a heat sink ( 2 ) connected is.

Apparatus according to claim 1, wherein the heat sink is an evaporator ( 2 ) is a vehicle air conditioning.

Apparatus according to claim 1 or 2, wherein the waste heat generating electronic components of the fan controller ( 8th ) in a controller housing ( 10 ) are embedded from a material with high thermal conductivity.

Device according to Claim 3, in which the electronic components are housed in a regulator housing ( 10 ) are cast from aluminum.

Device according to one of the preceding claims, wherein at the contact surface between fan controller ( 8th ) and heat sink ( 2 ) a heat conducting element ( 18 ) is arranged.

Device according to one of the preceding claims, in which the blower regulator ( 8th ) at the heat sink ( 2 ) is attached interchangeably.

Device according to Claim 6, in which the blower regulator ( 8th ) against the heat sink ( 2 ) is mechanically clamped.

Device according to one of claims 2 to 7, wherein the evaporator ( 2 ) in a housing ( 4 ) of the air conditioning system is arranged and the housing ( 4 ) an installation opening ( 6 ) for the fan controller ( 8th ) having.

Device according to Claim 8, in which the blower regulator ( 8th ) the installation opening ( 6 ) tightly closes.

Apparatus according to claim 8 or 9, wherein the blower regulator ( 8th ) on the housing ( 4 ) is attached.