DE19949322C1

DE19949322C1 - Kühlgebläse, insbesondere Kühlerventilator für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE19949322C1
Application number: DE19949322A
Authority: DE
Inventors: Dietrich Von Knorre
Original assignee: Temic Automotive Electric Motors GmbH
Current assignee: Temic Automotive Electric Motors GmbH
Priority date: 1999-10-13
Filing date: 1999-10-13
Publication date: 2001-01-25
Anticipated expiration: 2019-10-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kühlgebläse, insbesondere einen Kühlerventilator mit einem elektronisch kommutierten Elektromotor, einem von dessen Rotorwelle angetriebenen Lüfterrad und einer in einem Elektronikgehäuse angeordneten Steuerelektronik, wobei die Außenoberfläche dieses Elektronikgehäuses (23) Kühlrippen (25) aufweist, deren freie Enden durch einen von dem Lüfterrad (9) erzeugten Kühlluftstrom beaufschlagbar sind. Diese Kühlrippen (25) werden durch einen erfindungsgemäßen Kühlluftstrom mit hoher Luftgeschwindigkeit dadurch beaufschlagt, daß die Kühlrippen (25) in einem Luftspalt (21) zwischen dem Außenring (13) des Lüfterrades (9) und einem Luftleitring (17) in einer Zarge (19) derart angeordnet sind, daß als Kühlluft für die Elektronik eine Leckluft erzeugt wird, die in dem Luftspalt (21) entgegen der eigentlichen Förderrichtung (30) strömt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kühlgebläse, insbesondere einen Kühlerventilator für Kraftfahrzeuge mit einem elektronisch kommutierten Elektromotor der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

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.

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, ein Kühlgebläse, insbesondere 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.

Das erfindungsgemäße Kühlgebläse zeichnet sich durch einen kompakten Aufbau aus und ermöglicht eine hohe Luftgeschwindigkeit der Kühlluft an den Kühlrippen des Elektronikgehäuses mit einfachsten Mitteln.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes sind den weiteren Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung zu entnehmen. Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Kühlerventilator,

Fig. 2 eine Einzelheit aus Fig. 1 und

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung eine schematische Draufsicht auf eine Einzelheit in dem Elektronikgehäuse.

Die Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen als Kühlgebläse ausgebildeten Kühlerventilator 1 für Kraftfahrzeuge mit einem über eine Steuerelektronik elektronisch kommutierten Elektromotor, welcher insbesondere aus einem als Außenläufer ausgebildeten, bürstenlosen Gleichstrommotor 3 besteht. 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. Ein Luftleitring 17 einer Zarge 19 umgibt konzentrisch den Außenring 13, wobei zwischen diesem 13 und dem Luftleitring 17 ein größerer Luftspalt 21 angeordnet ist, siehe Fig. 1 und 2.

Die Steuerelektronik ist in einem Elektronikgehäuse 23 angeordnet, welches außerhalb des Außenringes 13 des Lüfterrades 9 an dem nicht näher dargestellten Ventilatorgehäuse befestigt ist. Um die von den elektronischen Bauelementen in dem Elektronikgehäuse 23 erzeugte Wärme ableiten bzw. abführen zu können, sind an dem Elektronikgehäuse 23 Kühlrippen 25 vorgesehen, die durch eine Ausnehmung 27 in dem Luftleitring 17 hindurch in den Luftspalt 21 hineinragen. Die Kühlrippen 25 sind an der dem Lüfterrad 9 zugewandten Stirnfläche 29 des Elektronikgehäuses 23 angeordnet, wobei deren freie Enden 31 durch Kühlluft in dem Luftspalt 21 beaufschlagt werden. Vorteilhaft sind die Kühlrippen 25 parallel zueinander ausgebildet und haben eine rechteckige Querschnittsform. Im Rahmen der Erfindung können die Kühlrippen 25 auch eine andere Form aufweisen.

Vorteilhaft weist das Elektronikgehäuse 23 eine Höhe auf, welche kleiner oder höchstens gleich der Breite des Lüfterrades 9 ist. Durch die geringe Ausdehnung des Kühlerventilators 1 in axialer Richtung wird die Montage bzw. Demontage dieses Kühlerventilators sehr erleichtert.

Eine wirkungsvolle Abführung der durch die Elektronik in dem Elektronikgehäuse 23 erzeugten Wärme wird insbesondere durch eine Leckluft erzielt, die zwischen der Zarge 19 und dem Außenring 13 des Lüfterrades 9 entgegen der eigentlichen Förderrichtung 30 des Hauptkühlluftstromes erzeugt wird. Diese Leckluft wird über Reibung durch die Oberfläche 12 des Außenringes 13 tangential mitgenommen und mit dessen Umfangsgeschwindigkeit in Umfangsrichtung 32 entsprechend beschleunigt. Zusätzlich wird diese Leckluft noch in die axiale Richtung 37, die entgegengesetzt zum durch den Kühler 41 und/oder Kondensator 43 fließenden Hauptkühlluftstrom verläuft, durch den Druckunterschied zwischen der Saugseite 33 und der Druckseite 35 des Lüfterrades 9 beschleunigt. Hierdurch wird eine hohe Luftgeschwindigkeit der Kühlluft für die Kühlrippen 25 mit einfachsten Mitteln erzeugt, wodurch ein sicheres Abführen der in dem Elektronikgehäuse 23 erzeugten Wärme stets gewährleistet ist.

Claims

1. Kühlgebläse, insbesondere Kühlerventilator für Kraftfahrzeuge mit einem in dem Ventilatorgehäuse angeordneten, elektronisch kommutierten Elektromotor, einem von dessem Rotor angetriebenen Lüfterrad und einer die Drehzahl und/oder die Leistung des Elektromotors beeinflussenden Elektronik, welche in einem an dem Ventilatorgehäuse radial außerhalb des Lüfterrades befestigten Elektronikgehäuse angeordnet ist, wobei die Außenoberfläche des Elektronikgehäuses Kühlrippen aufweist, dessen freie Enden in den vom Lüfterrad erzeugten Luftstrom ragen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (25) in einem Luftspalt (21) zwischen dem die Lüfterflügel (15) verbindenden Außenring (13) des Lüfterrades (9) und dem diesen konzentrisch umgebenden Leitring (17) in einer Zarge (19) derart angeordnet sind, daß die Elektronik in dem Elektronikgehäuse (23) durch die zwischen der Zarge (19) und dem Außenring (13) des Lüfterrades (9) entgegen der eigentlichen Förderrichtung des Axialluftstromes strömenden Leckkühlluft kühlbar ist.

2. Kühlgebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (25) an der dem Lüfterrad (9) zugewandten Stirnfläche (29) des Elektronikgehäuses (23) angeordnet sind und daß deren freie Enden (31) durch eine Ausnehmung (27) in der Zarge (19) hindurch in den Luftspalt (21) zwischen der Zarge (19) und dem Außenring (13) des Lüfterrades (9) ragen.

3. Kühlgebläse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlrippen (25) an den Stirnflächen (29) des Elektronikgehäuses (23) parallel zueinander ausgebildet sind.

4. Kühlluftgebläse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektronikgehäuse (23) kastenförmig ausgebildet ist und eine Höhe aufweist, welche < der Breite des Lüfterrades (9) ist.