DE10338822B4 - Device for adjusting blower levels in a vehicle - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Einstellung von Gebläsestufen in einem Fahrzeug mit einem im Betrieb Abwärme erzeugenden Gebläseregler (8), wobei der Gebläseregler (8) außerhalb eines Gebläseluftstroms über eine wärmeleitende Verbindung mit einer Wärmesenke (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abwärme erzeugenden Elektronikbauteile des Gebläsereglers (8) in einem Reglergehäuse (10) aus einem Material mit hohem Wärmeleitvermögen eingebettet sind, wobei die Elektronikbauteile in dem Reglergehäuse (10) aus Aluminium eingegossen sind.Device for setting blower stages in a vehicle with a blower controller (8) generating waste heat during operation, the blower controller (8) being connected to a heat sink (2) outside a blower air flow via a heat conducting connection, characterized in that the electronic components of the heat exchanger producing the waste heat Fan controller (8) are embedded in a regulator housing (10) made of a material with high thermal conductivity, wherein the electronic components are cast in the regulator housing (10) made of aluminum.

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 setting blower levels in a vehicle with a waste heat generating blower 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 a heating system, increasingly regularly provided an air conditioner. The heated or cooled air from these systems is blown into the passenger compartment with the aid of a blower. To set the fan air flow in the interior of several blower stages are usually provided. Depending on the selected blower level, the blower air flow is set with the aid of a blower controller. This controller has electronic components that generate waste heat during operation, which must be dissipated to avoid damaging the fan controller. Therefore, the housing of the fan controller is provided with cooling fins, which should provide sufficient cooling. The fan controller is arranged such that it extends with its cooling fins in the forced air flow, so that the waste heat is discharged via convection heat to the fan air flow.

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 disadvantageously creates eddies and turbulence in this airflow. These undesirable turbulences increase the noise and also disturb the air propagation. Furthermore, the arrangement in the air flow with increasingly compact air conditioning systems designed as increasingly difficult or even impossible.

Die Druckschrift EP 1 190 878 A2 offenbart eine Vorrichtung zur Einstellung von Gebläsestufen in einem Fahrzeug mit einem im Betrieb Abwärme erzeugenden Gebläseregler, wobei der Gebläseregler außerhalb eines Gebläseluftstroms über eine wärmeleitende Verbindung mit einer Wärmesenke verbunden ist.The publication EP 1 190 878 A2 discloses an apparatus for adjusting blower levels in a vehicle having a waste heat generating blower controller, wherein the blower controller is connected to a heat sink outside a blower airflow via a heat conducting connection.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Kühlung des Gebläsereglers zu ermöglichen.The invention has for its object to enable improved cooling of the fan controller.

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, wobei die Abwärme erzeugenden Elektronikbauteile des Gebläsereglers in einem Reglergehäuse aus einem Material mit hohem Wärmeleitvermögen eingebettet sind, wobei die Elektronikbauteile in dem Reglergehäuse aus Aluminium eingegossen sind.The object is achieved by a device for adjusting blower levels in a vehicle with a waste heat generating blower controller, wherein the fan controller is connected outside of the fan air flow via a heat conductive connection with a heat sink, wherein the waste heat generating electronic components of the fan controller in a controller housing of a Embedded material with high thermal conductivity, wherein the electronic components are cast in the controller housing made of aluminum.

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 den 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.Due to the arrangement of the fan controller outside the air flow no unwanted turbulence more in the forced air flow can occur. Also, this does not lead to an additional noise caused by the fan controller. This embodiment uses the effect of heat conduction to cool the fan controller. This embodiment therefore represents a departure from the cooling concept by means of thermal convection, which necessarily requires the arrangement of the fan controller in the forced air flow. The fan controller is therefore preferably very compact without special heat sink, in particular without cooling fins formed.

Als Wärmesenke bieten sich dabei beispielsweise von kühler Luft durchströmte Kanäle, beispielsweise Luftkanäle für die Fahrgastinnenraumbelüftung, an.As a heat sink offer, for example, channels of cool air through channels, such as air ducts for the passenger compartment ventilation on.

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 of a vehicle air conditioner. This arrangement has the particular advantage that, especially at high outside temperatures, usually when the air conditioning is in operation, the blower controller benefits from the cooling performance of the air conditioning. In addition, the evaporator is usually flowed through even when not switched air conditioning of air for the interior ventilation. Therefore, even when the air conditioning is switched off, sufficient cooling of the fan controller is ensured.

Um eine möglichst gute Wärmeleitung zu gewährleisten, sind die Elektronikbauteile des Gebläsereglers, welche die Abwärme erzeugen, in einem Reglergehäuse aus einem Material mit hohem Wärmeleitvermögen eingebettet. Erfindungsgemäß sind die Elektronikbauteile hierbei in einem Reglergehäuse 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 Elektronikbauteile ausreichend elektrisch gegenüber dem Metallgehäuse isoliert sind.In order to ensure the best possible heat conduction, the electronic components of the fan controller, which generate the waste heat, embedded in a controller housing made of a material with high thermal conductivity. According to the invention, the electronic components are embedded in a controller housing made of aluminum. The advantage of the direct embedding or pouring into a good heat-conductive material is to be seen in a reliable and immediate heat dissipation, without forming a heat accumulation. When pouring the electronic components into a metal housing, of course, make sure that the electronic components are sufficiently electrically isolated from the metal housing.

Um eine möglichst gute Wärmeleitung zwischen dem Gehäuse des Gebläsereglers und dem Verdampfer zu erzielen, ist in einer zweckdienlichen Weiterbildung ein Wärmeleitelement, wie eine Wärmeleitschicht oder eine Wärmeleitpaste, zwischen dem Gebläseregler und dem Verdampfer vorgesehen.In order to achieve the best possible heat conduction between the housing of the blower controller and the evaporator, a heat conducting element, such as a heat conducting layer or a thermal paste, is provided between the fan controller and the evaporator in an expedient development.

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.For ease of installation, the fan controller is preferably mounted interchangeably on the evaporator. The installation of the controller can, for example, only after installation of the Air conditioning with the evaporator done. Under interchangeable attachment is here to be understood a releasable attachment via appropriately designed fasteners in which disassembly of the fan controller without damaging the evaporator can be made. This detachable attachment has the advantage that in case of a defect of the fan controller this can be easily replaced, which would not be the case, for example, in a welded fan controller.

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.In order to ensure the best possible and permanent heat conduction between fan controller and evaporator housing, the fan controller is mechanically braced in an expedient development against the evaporator. For this purpose, preferably clamping or clamping elements, such as clamping straps are provided. The blower regulator can also be braced against the evaporator via a screw fastening.

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. Zweckdienlicherweise verschließt der Gebläseregler die Einbauöffnung luft- und wasserdicht.Usually, the evaporator is arranged in a housing of the air conditioner. In this case, the housing preferably has an installation opening for the fan controller. As a result, in turn, a simple assembly is given. In addition, the housing of the air conditioning system is suitable for the arrangement of the clamping or clamping elements or the screw fastening. Conveniently, the fan controller closes the mounting hole air and waterproof.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der einzigen Figur näher erläutert.An embodiment of 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 2 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 2 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 Einsatzzwecken 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 also in applications with narrow space.

Claims (8)

Vorrichtung zur Einstellung von Gebläsestufen in einem Fahrzeug mit einem im Betrieb Abwärme erzeugenden Gebläseregler (8), wobei der Gebläseregler (8) außerhalb eines Gebläseluftstroms über eine wärmeleitende Verbindung mit einer Wärmesenke (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abwärme erzeugenden Elektronikbauteile des Gebläsereglers (8) in einem Reglergehäuse (10) aus einem Material mit hohem Wärmeleitvermögen eingebettet sind, wobei die Elektronikbauteile in dem Reglergehäuse (10) aus Aluminium eingegossen sind.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 ), characterized in that 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, wherein the electronic components in the controller housing ( 10 ) are cast from aluminum. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmesenke ein Verdampfer (2) einer Fahrzeug-Klimaanlage ist.Device according to claim 1, characterized in that the heat sink is an evaporator ( 2 ) is a vehicle air conditioning. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Kontaktfläche zwischen Gebläseregler (8) und Wärmesenke (2) ein Wärmeleitelement (18) angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that at the contact surface between fan controller ( 8th ) and heat sink ( 2 ) a heat conducting element ( 18 ) is arranged. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gebläseregler (8) an der Wärmesenke (2) austauschbar befestigt ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the fan controller ( 8th ) at the heat sink ( 2 ) is attached interchangeably. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gebläseregler (8) gegen die Wärmesenke (2) mechanisch verspannt ist.Apparatus according to claim 4, characterized in that the fan controller ( 8th ) against the heat sink ( 2 ) is mechanically clamped. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (2) in einem Gehäuse (4) der Klimaanlage angeordnet ist und das Gehäuse (4) eine Einbauöffnung (6) für den Gebläseregler (8) aufweist.Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that 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. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gebläseregler (8) die Einbauöffnung (6) dicht verschließt.Apparatus according to claim 6, characterized in that the fan controller ( 8th ) the installation opening ( 6 ) tightly closes. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gebläseregler (8) am Gehäuse (4) befestigt ist.Apparatus according to claim 6 or 7, characterized in that the fan controller ( 8th ) on the housing ( 4 ) is attached.
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