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Die Erfindung betrifft ein Zentrifugalgebläse für eine Kraftfahrzeugklimaanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Zentrifugalgebläse für eine Kraftfahrzeugklimaanlage sind beispielsweise aus
DE 10 2015 213 006 A1 bekannt. Ein Zentrifugalgebläse weist dabei einen Zentrifugalventilator mit einem elektrischen Motor und mit einem Lüfterrad auf, die in einem Gehäuse aufgenommen sind. Das Gehäuse ist von einem Einlass zu dem Zentrifugalventilator von Kühlluft durchströmbar, die anschließend mit dem Zentrifugalventilator weitergefördert wird. Der Zentrifugalventilator wird dabei üblicherweise mit der einströmenden Kühlluft gekühlt, wozu an dem Lüfterrad zusätzliche Schaufeln angeordnet werden können. In dem Gehäuse kann in bestimmten Betriebszuständen neben der Hauptströmung auch eine Rückströmung der Kühlluft entstehen, durch die Wasser in den Zentrifugalventilator eingetragen werden kann. Um dies zu vermeiden, kann unterhalb des Lüfterrads ein Wasserschutzring angeordnet sein, der das Wasser auffängt und von dem Motor des Zentrifugalgebläses wegleitet. Nachteiligerweise reicht dies bei einem extremen Regenguss oder in einer Waschanlage oder beim Eindringen eines Wasserschwalls bei der verstopften fahrzeugseitigen Wasserableitung nicht aus.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, für ein Zentrifugalgebläse der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzugeben, bei der die beschriebenen Nachteile überwunden werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Ein gattungsgemäßes Zentrifugalgebläse ist für eine Kraftfahrzeugklimaanlage vorgesehen und weist einen Zentrifugalventilator mit einem elektrischen Motor und mit einem von dem elektrischen Motor rotierend angetriebenen Lüfterrad auf. Das Zentrifugalgebläse weist ferner ein Gehäuse auf, das den elektrischen Motor des Zentrifugalventilators intern aufnimmt. Zwischen dem elektrischen Motor und dem Gehäuse ist ein sich in Axialrichtung erstreckender Lüftungsraum gebildet, der von einem Kühllufteinlass des Gehäuses aus von Kühlluft durchströmbar ist. Der Lüftungsraum ist dabei von dem Lüfterrad durch eine radiale Scheibenwand axial teilweise abgegrenzt. An der Scheibenwand ist dabei innenliegend ein umlaufender Wasserschutzring ausgebildet, der von der Scheibenwand axial zu dem Lüfterrad absteht. Erfindungsgemäß ist in der Scheibenwand eine Wasserschutzvorrichtung ausgeformt. Die Wasserschutzvorrichtung umläuft den Wasserschutzring zumindest bereichsweise außenseitig, so dass an dem Wasserschutzring außenliegend eine Wirbelströmung entstehen und Wasser aus der Kühlluft separiert werden kann. Die Wasserschutzvorrichtung unterstützt dabei den Wasserschutzring beim Abfangen des mit der Kühlluft eindringenden Wassers, so dass der Zentrifugalventilator effektiv vor Wasser geschützt ist. Die Wasserschutzvorrichtung verhindert dabei das Eindringen von Wasser in den Motor des Zentrifugalventilators sowohl in bestimmten Betriebszuständen als auch in einem Extremfall. Ferner wird durch ein Abfangen und Abführen von Wasser auch ein Risiko des Festfrierens des Lüfterrads reduziert.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Zentrifugalgebläses ist vorgesehen, dass die Wasserschutzvorrichtung eine Wirbelnut in der Scheibenwand ist. Die Wirbelnut ist dabei von dem Lüfterrad axial weg gerichtet und umläuft den Wasserschutzring außenseitig zumindest bereichsweise. Die Wirbelnut kann beispielweise unmittelbar an dem Wasserschutzring ausgebildet sein und dadurch seine Höhe vergrößert werden. Dadurch kann der Wasserschutzring in einem Extremfall mehr Wasser abfangen. Ferner kann an dem Wasserschutzring durch die Wirbelnut eine stärkere Wirbelströmung erzeugt und das Wasser in dem Zentrifugalgebläse effektiv abgefangen und abgeführt werden.
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Bei der Ausgestaltung der Wirbelnut ist denkbar, dass die Wirbelnut an einer dem Motor zugewandten Axialwand einen zu dem Motor hin ausgerichteten Einschnitt aufweist. Die Wirbelnut formende Axialwände können zueinander unter einem Winkel ungleich Null ausgerichtet sein. Zumindest eine die Wirbelnut formende Axialwand kann unter einem Winkel zur Axialrichtung ausgerichtet sein. Denkbar ist auch, dass an einer dem Motor abgewandten Axialwand der Wirbelnut außenliegend und zumindest bereichsweise ein umlaufender zu dem Lüfterrad gerichteter Vorsprung um die Wirbelnut ausgeformt ist. Ein Boden der Wirbelnut kann unter einem Winkel zu einer quer zur Axialrichtung verlaufenden Ebene ausgerichtet sein. Denkbar ist auch, dass ein Boden der Wirbelnut unter einem Radius in wenigstens eine die Wirbelnut formende Axialwand übergeht. Die Wirbelnut kann grundsätzlich unterschiedlich ausgestaltet sein. Die hier genannten einzelnen Ausgestaltungen können dabei sowohl in Kombination miteinander als auch in Alleinstellung verwendet werden.
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Bei einer Weiterbildung der Wirbelnut ist vorgesehen, dass die Wirbelnut zumindest bereichsweise durch einen quer zur Axialrichtung ausgerichteten Deckscheibenbereich der Scheibenwand abgedeckt ist. Dabei ist der Deckscheibenbereich zu dem Wasserschutzring radial beabstandet und weist mehrere durchgehende Öffnungen auf, die beabstandet zu dem Wasserschutzring aus der Wirbelnut zu dem Lüfterrad hin führen. Ein Boden der Wirbelnut und der Deckscheibenbereich der Scheibenwand liegen somit axial beabstandet aufeinander, so dass die Scheibenwand mit anderen Worten einen „doppelten“ Boden aufweist. Das Wasser in der Kühlluft wird dabei bei einer Rückströmung von dem Wasserschutzring abgefangen und strömt ungehindert in die Wirbelnut rein. In der Wirbelnut strömt das Wasser aus der Wirbelnut radial oder tangential nach außen durch die Öffnungen aus. Auf diese vorteilhafte Weise kann ein Eindringen des Wassers in den Motor des Zentrifugalventilators besonders effektiv verhindert werden.
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Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass in der Wirbelnut wenigstens eine Ausgangsöffnung geformt ist. Die Ausgangsöffnung führt dann radial oder tangential aus der Wirbelnut nach außen und ist vorzugsweise eine Venturi-Düse. Die wenigstens eine Ausgangsöffnung der Wirbelnut ist dabei von einem Zungenbereich in einem Bogenwinkel zwischen 0° bis 90° oder zwischen 180° und 270° beabstandet ausgeformt. Der Zungenbereich ist an dem Gehäuse in einem Bereich geformt, in dem der Kühlmitteleinlass radial oder tangential an das Gehäuse anschließt. Erfahrungsgemäß liegt in diesen Bereichen eine starke Rückströmung vor, so dass Wasser aus der Wirbelnut vereinfacht geführt werden kann.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Zentrifugalgebläses ist vorgesehen, dass die Wasserschutzvorrichtung ein Stufenbereich in der Scheibenwand ist. Der Stufenbereich steht von der Scheibenwand zu dem Lüfterrad hin axial ab und umläuft den Wasserschutzring außenseitig zumindest bereichsweise. Dabei ist der Stufenbereich zur Axialrichtung senkrecht oder unter einem Winkel nach außen von dem Lüfterrad wegführend ausgerichtet. Durch den Stufenbereich kann das Wasser von dem Wasserschutzring nach außen geführt werden, so dass die Menge des Wassers an dem Wasserschutzring reduziert wird. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Stufenbereich durch einen elastischen Ring gebildet ist. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Stufenbereich den Deckscheibenbereich der Wirbelnut bildet.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Figurenliste
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- 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Zentrifugalgebläses;
- 2 eine Schnittansicht des Zentrifugalgebläses mit einer Wasserschutzvorrichtung in Form einer Wirbelnut;
- 3 und 4 Draufsichten auf das Zentrifugalgebläse mit der Wirbelnut;
- 5 bis 16 Teilschnittansichten des Zentrifugalgebläses an der abweichend ausgestalteten Wirbelnut;
- 17 und 18 Draufsichten auf das Zentrifugalgebläse mit der Wirbelnut und mit Ausgangsöffnungen;
- 19 eine Schnittansicht des Zentrifugalgebläses mit einer Wasserschutzvorrichtung in Form eines Stufenbereiches.
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1 zeigt eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Zentrifugalgebläses 1 für eine Kraftfahrzeugklimaanlage. In 2 ist eine Schnittansicht des Zentrifugalgebläses 1 gezeigt. Das Zentrifugalgebläse 1 weist einen Zentrifugalventilator 2 mit einem elektrischen Motor 3 und mit einem von dem elektrischen Motor 3 rotierend angetriebenen Lüfterrad 4 auf. Das Zentrifugalgebläse 1 weist ferner ein Gehäuse 5 auf, das den elektrischen Motor 3 des Zentrifugalventilators 2 intern aufnimmt. Zwischen dem elektrischen Motor 3 und dem Gehäuse 5 ist ein sich in Axialrichtung 6 erstreckender Lüftungsraum 7 gebildet, der von einem Kühllufteinlass 8 des Gehäuses 5 aus von Kühlluft durchströmbar ist. Der Kühllufteinlass 8 mündet tangential an das Gehäuse 5, so dass ein Zungenbereich 15 an dem Gehäuse 5 gebildet ist. Der Lüftungsraum 7 ist von dem Lüfterrad 4 durch eine radiale Scheibenwand 9 axial teilweise abgegrenzt. An der Scheibenwand 9 ist dabei innenliegend ein umlaufender Wasserschutzring 10 ausgebildet, der von der Scheibenwand 9 axial zu dem Lüfterrad 4 absteht. In der Scheibenwand 9 ist eine Wasserschutzvorrichtung 11 ausgeformt, die in diesem Ausführungsbeispiel - nur in 2 sichtbar - eine Wirbelnut 12 ist.
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Das Gehäuse 5 ist von dem Kühllufteinlass 8 zu dem Zentrifugalventilator 2 von Kühlluft durchströmbar, die anschließend mit dem Zentrifugalventilator 2 weiterfordert wird. Die Kühlluft durchströmt dabei den Motor 3 und kühlt diesen mit. Liegt zwischen dem Lüfterrad 4 und der Scheibenwand 9 eine Rückströmung der Kühlluft - die an der Scheibenwand 9 zu dem Lüfterrad 4 führt - vor, so kann das Wasser aus dieser direkt zu dem Zentrifugalventilator 2 gelangen. Dies wird durch die Wirbelnut 12, wie mit Pfeilen angedeutet, verhindert. Insbesondere wird in der Wirbelnut 12 Wasser aufgefangen und aus der Wirbelnut 12 ausgeführt, wie im Folgenden anhand 17 und 18 näher erläutert wird. Die Wirbelnut 12 weist zwei Axialwände 13a und 13b und einen Boden 14 auf. In 2 geht die dem Motor 3 zugewandte Axialwand 13a in den Wasserschutzring 10 über und verlängert diesen axial. Die beiden Axialwände 13a und 13b sind zudem zueinander und zur Axialrichtung 6 parallel ausgerichtet.
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3 und 4 zeigen Draufsichten auf die Wirbelnut 12, die den Motor 3 vollständig umläuft. In 3 weisen die Axialwände 13a und 13b einen gleichbleibenden Abstand zueinander und dadurch ist die Wirbelnut 12 radial gleichbleibend breit. In 4 weist die Wirbelnut 12 zwei um 180° zueinander versetzte Breitbereiche 16a und 16b auf, in denen die Axialwände 13a und 13b einen größeren Abstand zueinander aufweisen beziehungsweise in denen die Wirbelnut 12 radial breiter ist. Der Breitbereich 16a ist dabei an dem Zungenbereich 15 benachbart angeordnet. In dem Zungenbereich und somit in dem Breitenbereich 16a sowie in dem 180° dazu versetzten Breitenbereich 16b liegen erfahrungsgemäß ein Unterdruck und eine starke Rückströmung vor. Durch die Breitenbereiche 16a und 16b kann mehr hier mehr Wasser abgefangen und ausgeführt werden.
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5 bis 12 zeigen Teilschnittansichten des Zentrifugalgebläses 1 an der Wirbelnut 12, die jeweils abweichend ausgestaltet ist. Eine mögliche Strömung in der jeweiligen Wirbelnut 12 ist mit Pfeilen angedeutet. In 5 weist die Wirbelnut 12 die zueinander und zur Axialrichtung 6 parallele Axialwände 13a und 13b und den dazu senkrechten Boden 14 auf. In 6 ist die außenliegende Axialwand 13b unter einem Winkel zur Axialrichtung 6 und zu der Axialwand 13a ausgerichtet. 7 zeigt die Wirbelnut 12, bei der an der Axialwand 13b ein axialer umlaufender Vorsprung 17 ausgeformt ist. 8 zeigt die zu 7 geringfügig abweichende Wirbelnut 12, bei der der Vorsprung 17 außenliegend eine geneigte Ablauffläche 17a aufweist. 9 zeigt die Wirbelnut 9 aus 8, die durch eine stufenartige Verformung der Scheibenwand 9 geformt ist. In 10 ist die Wirbelnut 12 gezeigt, die an einem Wasserablaufkanal 18 ausgeformt ist. 11 zeigt die Wirbelnut 12, bei der der Boden 14 unter einem Radius in die Axialwände 13a und 13b übergeht. In 12 ist die Wirbelnut 12 gezeigt, die abweichend zu der Wirbelnut 12 in 11 einen Einschnitt 19 in der Axialwand 13a aufweist.
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13 bis 16 zeigen Teilschnittansichten des Zentrifugalgebläses 1 an der Wirbelnut 12, die jeweils abweichend ausgestaltet ist. Eine mögliche Strömung in der jeweiligen Wirbelnut 12 ist mit Pfeilen angedeutet. Abweichend zu der Wirbelnut 12 in 5 bis 12 ist hier die jeweilige Wirbelnut 12 durch einen quer zur Axialrichtung 6 ausgerichteten Deckscheibenbereich 20 der Scheibenwand 9 abgedeckt. Der Deckscheibenbereich 20 ist zu dem Wasserschutzring 10 radial beabstandet und weist mehrere durchgehende Öffnungen 21 auf, die beabstandet zu dem Wasserschutzring 10 aus der Wirbelnut 12 zu dem Lüfterrad 4 hin führen. In 13 ist die Wirbelnut 12 gezeigt, bei der der Boden 14 einen Winkel zu den Axialwänden 13a und 13b aufweist. Der geneigte Boden 14 verstärkt das radiale Abfließen des Wassers von dem Wasserschutzring 10. 14 zeigt die Wirbelnut 12, die an dem Wasserablaufkanal 18 geformt ist. Die Wirbelnut 12 entspricht dabei mit Ausnahme des Deckscheibenbereichs 20 der Wirbelnut 12 in 10. 15 zeigt die Wirbelnut 12, bei der an dem Deckscheibenbereich 20 ein in die Wirbelnut 12 gerichteter Rand 22 geformt ist. In 16 ist die Wirbelnut 12 aus 15 gezeigt, wobei der Deckscheibenbereich 20 hier keinen Rand aufweist. In 15 und 16 schließt der Boden 14 unter einem Radius an die Axialwände 13a und 13b an.
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17 und 18 zeigen Draufsichten auf das Zentrifugalgebläse 1 mit der Wirbelnut 12 und mit Ausgangsöffnungen 23. Die Ausgangsöffnungen 23 führen radial oder tangential aus der Wirbelnut 12 nach außen und sind vorzugsweise Venturi-Düsen. In 17 sind die Ausgangsöffnungen 23 der Wirbelnut 12 an dem Zungenbereich 15 und um 180° zu dem Zungenbereich 15 versetzt an der Wirbelnut 12 ausgebildet. Erfahrungsgemäß liegt hier eine starke Rückströmung vor, so dass Wasser aus der Wirbelnut 12 vereinfacht geführt werden kann. Insbesondere ist dieser Aufbau bei den Wirbelnuten 12 nach 5 bis 12 verwendbar. In 18 sind die Ausgangsöffnungen 23 durch Öffnungen 21 gebildet. Insbesondere ist dieser Aufbau bei den Wirbelnuten 12 nach 13 bis 16 verwendbar.
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19 zeigt eine Schnittansicht des Zentrifugalgebläses 1, wobei die Wasserschutzvorrichtung 11 ein Stufenbereich 24 in der Scheibenwand 9 ist. Der Stufenbereich 24 steht von der Scheibenwand 9 zu dem Lüfterrad 4 hin axial ab und umläuft den Wasserschutzring 10 außenseitig. Dabei ist der Stufenbereich 24 zur Axialrichtung 6 bereichsweise senkrecht (links) und bereichsweise unter einem Winkel nach außen von dem Lüfterrad 4 weg führend (rechts) ausgerichtet. Zusätzlich kann der Stufenbereich 24 abweichende axiale Höhe in Umlaufrichtung aufweisen, wobei die Übergänge zwischen zwei voneinander abweichenden Höhen stetig oder stufig sein können. Durch den Stufenbereich 24 kann das Wasser von dem Wasserschutzring 10 nach außen geführt werden, so dass die Menge des Wassers an dem Wasserschutzring 10 reduziert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015213006 A1 [0002]
