DE19949321C1

DE19949321C1 - Kühlerventilator für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE19949321C1
Application number: DE19949321A
Authority: DE
Inventors: Martin Ehrmann; Dietrich Von Knorre
Original assignee: Temic Automotive Electric Motors GmbH; Temic Telefunken Microelectronic GmbH
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 1999-10-13
Filing date: 1999-10-13
Publication date: 2001-05-03
Anticipated expiration: 2019-10-14
Also published as: US6364004B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kühlerventilator für ein Kraftfahrzeug mit einem elektronisch kommutierten Elektromotor und einem Elektronikgehäuse (21) mit einer Steuerelektronik zur Steuerung des Elektromotors, wobei die Außenoberfläche des Elektronikgehäuses (21) Kühlrippen (25) aufweist, deren freie Enden in den von dem Flügelrad (9) erzeugten Kühlstrom ragen. Eine wirksame Kühlung des Elektronikgehäuses (21) wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die in den Kühlluftstrom ragenden freien Enden (27) der Kühlrippen (25) Luftumlenkelemente aufweisen, durch welche ein Teil des von dem Flügelrad (9) erzeugten, überwiegend axialen Kühlluftstromes in radialer Richtung in Längsrichtung der auf der Oberfläche des Elektronikgehäuses (21) angeordneten anderen Enden (29) der Kühlrippen (25) umlenkbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kühlerventilator für Kraftfahrzeuge mit einem Ventilatorgehäuse der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art (DE 196 12 679 A1).

Für die Kühlung von Verbrennungsmotoren werden aufgrund der Optimierung der C-Werte Lüfterräder mit bestimmten Durchmessern gefordert. Diese Einengung gilt auch für Kondensatorgebläse, die vor dem eigentlichen Kühler und Kondensator der Klimaanlage angeordnet werden. Daher besteht die Forderung nach kurzbauenden kompakten Elektrolüftern, wobei aus Geräusch- und Leistungsgründen auch eine Drehzahlverstellung gewünscht wird. Hierfür eignet sich insbesondere ein konventioneller bürstenbehafteter Elektromotor mit einem elektronischen Schaltnetz oder auch ein bürstenloser Motor mit entsprechender Leistungselektronik.

Aus Entstörgründen muß die Elektronik möglichst dicht am Motor liegen, da die kurzen Leitungen weniger Störenergie abstrahlen. Andererseits muß aber eine direkte Wärmeübertragung von dem Motor zur Elektronik hin vermieden werden. Zu diesem Zweck ist gemäß US-PS 4,668,898 die Elektronik in einem eigenen Reglergehäuse angeordnet, das über Stelzen mit dem Motorgehäuse verbunden ist. Dieser elektronisch kommutierte Motor ist für einen kompakten Lüfter zur Kühlung von Verbrennungsmotoren nicht geeignet.

Weiterhin ist durch die DE-OS 38 20 857 ein Elektromotor mit einem Außenläufer und einem mit diesem verbundenen Lüfterrad bekannt, wobei der Elektromotor als Gleichstrommotor mit elektronischer Kommutierung ausgebildet ist. Hierbei sind die elektronischen Bauteile auf einer Leiterplatte angeordnet, welche an einem Lüftergehäuse mit Kühlrippen befestigt ist.

Dieser elektronisch gesteuerte Gleichstrommotor ist zum Kühlen von Kondensatoren und/oder von Kühlern in Kraftfahrzeugen nicht einsetzbar.

Auch ist durch die DE 44 18 000 A1 ein elektronisch gesteuerter Elektromotor mit einem Lüfterrad zum Ansaugen von Kühlluft bekannt, wobei die Ansteuerungselektronik in einem Reglergehäuse axial fortgesetzt wird und mit mindestens an dessen Außenumfangsfläche in Strömungsrichtung des durch das Lüfterrad erzeugten Kühlluftstromes angeordneten Kühlrippen versehen ist. Dieser Motor ist zwar auch schon kompakt ausgebildet, aber dessen axiale Ausdehnung verhindert aufgrund der engen Platzverhältnisse zwischen dem Kühler und dem Motor in einem Kraftfahrzeug noch keine leichte Montage.

Weiterhin ist durch die DE 35 17 149 C2 eine Kühlvorrichtung zum Abführen von Wärme aus einem mindestens ein wärmeerzeugendes Bauteil enthaltenden Innenraum eines Gehäuses bekannt, wobei ein metallischer Rippenkörper einen Wandungsabschnitt der Wandung des Gehäuseinnenraumes bildet. Hierbei ist eine die Kühlrippen aufweisende Platte des Rippenkörpers in Bezug auf die anströmende Kühlluft derart geneigt angeordnet, daß der Rippenkörper nicht mehr mit der ihn anblasenden, Faserflug enthaltenden Kühlluft zusetzt.

Schließlich ist durch die DE 196 12 679 A1 ein Kühlerventilator für Kraftfahrzeuge mit einem elektronisch kommutierten Elektromotor bekannt, wobei die Ansteuerungselektronik in einem mit dem Ventilatorgehäuse verbundenen Reglergehäuse angeordnet ist. Dieses Reglergehäuse ist außerhalb des Außenringes des Lüfterrades an dem Ventilatorgehäuse befestigt und weist Kühlrippen auf, welche zur Mitte des Kühlluftstromes ragen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kühlerventilator für Kraftfahrzeuge derart weiter zu entwickeln, daß eine noch bessere Kühlung der Elektronik in dem Elektronikgehäuse erzielt wird. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Der erfindungsgemäße Kühlerventilator zeichnet sich durch eine verbesserte Kühlwirkung des Elektronikgehäuses aus, wozu gegenüber den bekannten Gebläsen nur einfache zusätzliche Hilfsmittel bzw. geringe konstruktive Änderungen erforderlich sind.

Durch die vorteilhafte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes wird eine einfache Umlenkung eines Teiles des Axialkühlluftstromes durch ein einfaches Umlenkblechteil erreicht. Hierdurch wird gewährleistet, daß die Kühlluft über die ganze Länge der Kühlrippen streicht.

Durch die weitere Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes nach Patentanspruch 6 wird ein sicheres Umlenken eines Teiles des in Umfangsrichtung des Lüfterrades erzeugten Kühlluftstromes durch eine besondere Ausbildung der freien Enden der Kühlrippen gewährleistet.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind den weiteren Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung zu entnehmen. Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen im folgenden erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Kühlventilator,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Elektronikgehäuses in einer ersten Ausführungsform,

Fig. 3 eine Einzelheit gemäß aus Fig. 2 in schaubildlicher Darstellung,

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform des Elektronikgehäuses in schematischer Darstellung,

Fig. 5 eine Ausführungsform der freien Enden der Kühlrippen und

Fig. 6 eine zweite Ausführungsform der Kühlrippen.

Die Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen als Kühlgebläse ausgebildeten Kühlerventilator 1 für Kraftfahrzeuge mit einem elektronisch kommutierten Elektromotor, welcher insbesondere aus einem als Außenläufer ausgebildeten, bürstenlosen Gleichstrommotor 3 besteht. Hierbei wird die Kühlluft durch einen Kondensator 2 bzw. Kühler 4 gesogen. Über das Gehäuse 5 dieses Gleichstrommotors 3 ist eine topfförmige Nabe 7 eines Lüfterrades 9 übergestülpt angeordnet, wobei die Nabe 7 mit der Antriebswelle 11 des Gleichstrommotors 3 drehfest verbunden ist. Das Lüfterrad 9 weist einen Außenring 13 auf, mit welchem die äußeren Enden der Lüfterflügel 15 fest verbunden sind und welcher von einem konzentrisch zu diesem Außenring 13 ausgebildeten Luftleitring 17 einer Zarge 19 umgeben ist.

Außerhalb des Außenringes 13 des Lüfterrades 9 ist ein Elektronikgehäuse 21 an der Zarge 19 bzw. an dem nicht näher dargestellten Ventilatorgehäuse befestigt. Um die durch die elektronischen Bauelemente in dem Elektronikgehäuse 21 erzeugte Wärme besser abzuführen, sind an dem Elektronikgehäuse 21 Kühlrippen 25 vorgesehen, deren freie Enden 27 in Richtung der Mitte des Kühlluftstromes zeigen.

Ein wirksameres Abführen der Wärme von dem Elektronikgehäuse 21 wird dadurch erzielt, daß die in den Kühlluftstrom ragenden freien Enden 27 der Kühlrippen 25 mit Luftumlenkelementen versehen sind, durch welche ein Teil des von dem Flügelrad 9 erzeugten, überwiegend axialen Kühlluftstromes in radialer Richtung in Längsrichtung der auf der Oberfläche des Elektronikgehäuses 21 angeordneten anderen Enden 29 der Kühlrippen 25 umlenkbar ist. Hierdurch wird ein Überstreichen der Kühlluft über die ganze Länge der Kühlrippen 25 gewährleistet, wodurch eine sichere Abfuhr der Wärme ermöglicht wird.

Gemäß Fig. 2 bestehen die Luftumlenkelemente aus einem Luftleitblechteil 31, welche die Hohlräume 33 an den freien Stirnenden 35 und an den dem Flügelrad 9 abgewandten Hinterkanten 37 der Kühlrippen 25 luftdicht abdeckt. Diese Abdeckung erstreckt sich von den Stirnenden 35 bis in den Bereich der Stirnfläche 34 des Elektronikgehäuses 21, wobei diese Stirnfläche 34 dem Luftleitring 17 mit einem Luftspalt zugewandt angeordnet ist. Hierdurch wird eine leichte Entformung des aus einem Aluminiumgußteil bestehenden Elektrogehäuses 21 mit den integriert angeordneten Kühlrippen 25 gewährleistet.

Vorteilhaft sind die freien Enden 27 der Kühlrippen 25 von den dem Flügelrad 9 zugewandten äußeren Ecken 38 zu den dem Flügelrad 9 abgewandten Hinterkanten 37 zu dem Elektronikgehäuse 1 hin gekrümmt bzw. abgerundet. Das Luftleitblechteil 31 weist eine entsprechende Krümmung 36 zur Umlenkung des Luftstromes radial nach außen auf.

Eine wirksame Abführung der Wärme von dem Elektronikgehäuse 21, wird gemäß Fig. 4 durch ein Luftleitblechteil 39 erzielt, das innerhalb der Hohlräume 41 zwischen den Kühlrippen 25 von deren an den dem Flügelrad 9 zugewandten freien Enden 43 aus nach außen bis in den Bereich der das Flügelrad 9 umgebenden Zarge 19 schräg zu der Richtung 45 des Axialluftstromes des Flügelrades 9 ausgebildet ist. Hierbei verlaufen die Kühlrippen 25 oberhalb und unterhalb des schräg angeordneten Luftleitblechteiles 39, wobei die oberhalb des Luftleitblechteiles 39 angeordneten Teile 47 der Kühlrippen 25 an deren freien Enden 49 je eine Krümmung 51 aufweisen, welche von den äußeren Ecken 53 der freien Enden 49 der Kühlrippen 25 nach außen zu den Hinterkanten 55 verlaufen.

Die Fig. 5 und 6 zeigen weitere Ausführungsformen zur Umlenkung des Kühlluftstromes, wobei die in den Kühlluftstrom ragenden freien Enden 57 der Kühlrippen 59 entgegen der Umlaufrichtung 61 des Flügelrades 9 geformt ausgebildet sind. Gemäß der Fig. 5 sind die freien Enden 57 der Kühlrippen 59 entgegen der Umfangsrichtung 61 des Flügelrades 9 derart gekrümmt ausgebildet, daß der Kühlluftstrom ohne Wirbelverluste zu den anderen Enden 63 der Kühlrippen 59 auf dem Elektronikgehäuse 65 leitbar it. Insbesondere verlaufen diese anderen Enden 63 der Kühlrippen 59 geradlinig in radialer Richtung zu dem Flügelrad 9.

Gemäß Fig. 6 sind die in den Kühlluftstrom ragenden freien Enden 67 der Kühlrippen 69 tangential zu der Umlaufrichtung 71 des Flügelrades 9 verlaufend und geradlinig ausgebildet. Diese Kühlrippen 69 verlaufen auf der Oberfläche 73 des Elektronikgehäuses 75 geradlinig.

Claims

1. Kühlerventilator für Kraftfahrzeuge mit einem Ventilatorgehäuse, einem elektronisch kommutierten Elektromotor, einem von dessem Rotor angetriebenen Gebläserad und einer die Drehzahl und/oder die Leistung des Elektromotors beeinflussenden Elektronik, welche in einem an dem Ventilatorgehäuse radial außerhalb des Flügelrades befestigten Elektronikgehäuse angeordnet ist, wobei die Außenoberfläche des Elektronikgehäuses Kühlrippen aufweist, deren freie Enden in Richtung der Mitte des von dem Flügelrad erzeugten Kühlluftstromes ragen, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Kühlluftstrom ragenden freien Enden (27) der Kühlrippen (25) Luftumlenkelemente aufweisen, durch welche ein Teil des von dem Flügelrad (9) erzeugten überwiegend axialen Kühlluftstromes in radialer Richtung in Längsrichtung der auf der Oberfläche des Elektronikgehäuses (21) angeordneten anderen Enden (29) der Kühlrippen (25) umlenkbar ist.

2. Kühlerventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftumlenkelemente aus einem Luftleitblechteil (31) bestehen, das die Hohlräume (33) an den freien Stirnenden (35) und an den dem Flügelrad (9) abgewandten Hinterkanten (37) der Kühlrippen (25) im Bereich von den Stirnenden (35) bis zu zumindest außerhalb des Durchmessern der Zarge (19) liegenden Teil der Hinterkanten (37) luftdicht abdeckt.

3. Kühlerventilator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden (27) der Kühlrippen (25) an den dem Flügelrad (9) zugewandten Äußeren Ecken (37) bis zu dem Flügelrad (9) abgewandten Hinterkanten (37) hin gekrümmt, insbesondere abgerundet ausgebildet sind und daß das Luftblechteil (31) eine entsprechende Krümmung zur Umlenkung des Luftstromes radial nach außen aufweist.

4. Kühlerventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftumlenkelemente aus einem Luftleitblechteil (39) bestehen, das innerhalb der Hohlräume (41) zwischen den Kühlrippen (25) von den an den dem Flügelrad (9) zugewandten freien Enden (43) aus nach außen bis in den Bereich der das Flügelrad (9) umgebenden Zarge (19) schräg zu der Richtung (45) des Axialluftstromes des Flügelrades (9) ausgebildet ist.

5. Kühlerventilator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (25) oberhalb und unterhalb des schräg angeordneten Luftleitblechteiles (39) verlaufen.

6. Kühlerventilator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Kühlluftstrom ragenden freien Enden (57) der Kühlrippen (59) entgegen der Umlaufrichtung (61) des Flügelrades (9) derart geformt ausgebildet sind, daß der durch das Flügelrad (9) erzeugte tagentiale Luftstrom radial nach außen umlenkbar ist.

7. Kühlerventilator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Luftstrom ragenden freien Enden (57) der Kühlrippen (59) entgegen der Umfangsrichtung (61) des Flügelrades (9) gekrümmt ausgebildet sind.

8. Kühlerventilator nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Luftstrom ragenden gekrümmten freien Enden (57) der Kühlrippen (59) auf der Oberfläche des Elektronikgehäuses (21) in radialer Richtung zu dem Flügelrad (9) geradlinig auslaufend ausgebildet sind.

9. Kühlerventilator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Kühlluftstrom ragenden freien Enden (67) der Kühlrippen (69) tangential zu der Umlaufrichtung (61) des Flügelrades (9) verlaufen und geradlinig ausgebildet sind und auf der Oberfläche (73) des Elektronikgehäuses (21) geradlinig weiterverlaufen.