DE29907338U1 - Fan set with integrated control block - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Regelungsblock eines Lüftersatzes für einen Motor eines Kraftfahrzeugs, der eine Strömung von Umgebungsluft zur Kühlung des Motors erzeugt, wobei der Regelungsblock in den Lüftersatz integriert ist und zumindest teilweise in dem Verlauf der Luftströmung des Lüftersatzes angeordnet istThe invention relates to a control block of a fan set for an engine of a motor vehicle, which generates a flow of ambient air for cooling the engine, wherein the control block is integrated into the fan set and is arranged at least partially in the course of the air flow of the fan set
In einem Kraftfahrzeug wird der Motor durch einen Frontventilator gekühlt, dessen Drehzahl durch einen Block von Regelungsschaltungen geregelt wird, mit dem Ziel, diese Drehzahl den Kühlungserfordernissen des Motors anzupassen. Der Motor kann dann bei der optimalen Solltemperatur arbeiten.In a motor vehicle, the engine is cooled by a front fan whose speed is controlled by a block of control circuits with the aim of adapting this speed to the cooling requirements of the engine. The engine can then operate at the optimum target temperature.
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Hollerallee 32 · D-28209 Bremen · P.O.B. 10 71 27 · D-28071 Bremen · Telephon+49-421-34090 · Telefax+49-421-3491768Hollerallee 32 · D-28209 Bremen · P.O.B. 10 71 27 · D-28071 Bremen · Telephone+49-421-34090 · Fax+49-421-3491768
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Der Regelungsblock beinhaltet am Ausgang eine Leistungsschaltung zur Stromversorgung des Ventilators, die so angesteuert wird, daß sie eine elektrische Leistung abgibt, die sich mit dem Abstand zwischen der effektiven Temperatur des Motors und der Solltemperatur verändert. The control block includes a power circuit at the output to supply power to the fan, which is controlled in such a way that it delivers an electrical output that changes with the difference between the effective temperature of the motor and the target temperature.
Die Leistungsschaltung besteht aus einer Anschnittschaltung, die auch als Zerhacker bezeichnet wird und zyklisch arbeitet. Innerhalb eines Zyklus bzw. einer elementaren Stromversorgungsperiode läßt der Zerhacker nur einen Stromimpuls von regelbarer Dauer zur Versorgung des Ventilators durch, und unterbricht dann jegliche Stromversorgung bis zum Beginn des folgenden Zyklus. Die Regelung der zeitlichen Dauer der Impulse durch die anderen Regelungsschaltungen zur Regelung der Temperatur ermöglicht es somit, die mittlere, auf den Ventilator einwirkende Leistung zu verändern und somit die Geschwindigkeit der Luftströmung, die der Ventilator umwälzt.The power circuit consists of a gate circuit, also called a chopper, which works cyclically. During a cycle or an elementary power supply period, the chopper only allows one current pulse of adjustable duration to power the fan, and then cuts off all power until the start of the next cycle. The regulation of the duration of the pulses by the other control circuits for regulating the temperature thus makes it possible to vary the average power applied to the fan and thus the speed of the air flow that the fan circulates.
Da der Ventilator auf diese Weise mit Impulsen von maximaler Stromstärke versorgt wird, dissipiert der Zerhacker seinerseits eine thermische Energie, die relativ groß ist, wenn die Impulse praktisch den gesamten Zyklus einnehmen. Der Zerhacker muß daher gekühlt werden. Im übrigen erzeugt die Regelung durch Zerhackung des Stroms eine starke elektromagnetische Strahlung, durch die die elektrischen Regelungs- oder Überwachungsschaltungen des Motors gestört werden können. Umgekehrt sind die Funken der Zündkerzen eine Strahlungsquelle, die die Regelungsschaltungen des Zerhackers stören könnte.Since the fan is thus supplied with pulses of maximum current, the chopper in turn dissipates a relatively high thermal energy when the pulses occupy practically the entire cycle. The chopper must therefore be cooled. In addition, the regulation by chopping the current generates a strong electromagnetic radiation which can disturb the electrical control or monitoring circuits of the engine. Conversely, the sparks from the spark plugs are a source of radiation which could disturb the control circuits of the chopper.
Aus diesen Gründen ist der Regelungsblock des Ventilators bisher in einem Abstand vom Ventilator in einem Gehäuse untergebracht worden, welches in einem unteren Bereich der Kühlerverkleidung angeordnet war, wobei ein abgeschirmtes Kabel den Zerhacker mit dem Ventilator verband.For these reasons, the fan control block has previously been housed at a distance from the fan in a housing located in a lower area of the radiator cover, with a shielded cable connecting the chopper to the fan.
Eine derartige Anordnung ist allerdings nicht zufriedenstellend. Hierbei hängt nämlich die Kühlung des Zerhackers von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ab. Wenn das Fahrzeug auf-However, such an arrangement is not satisfactory. The cooling of the chopper depends on the speed of the vehicle. When the vehicle is on
grund eines Verkehrsstaus mehr oder weniger steht, wird der Zerhacker sehr schlecht gekühlt. Er muß daher überdimensioniert werden, wenn man seine Beschädigung bzw. Zerstörung verhindern will.If the vehicle is more or less at a standstill due to a traffic jam, the chopper is very poorly cooled. It must therefore be oversized if you want to prevent it from being damaged or destroyed.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine andere Lösung zur Unterbringung des Regelungsblocks vorzuschlagen, bei der die vorgenannten Probleme nicht mehr auftreten und eine sichere Kühlung des Zerhackers gewährleistet ist.The object of the present invention is to propose another solution for accommodating the control block, in which the aforementioned problems no longer occur and reliable cooling of the chopper is ensured.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Regelungsblock eines Lüftersatzes für einen Motor eines Kraftfahrzeugs gelöst, der eine Strömung von Umgebungsluft zur Kühlung des Motors erzeugt, wobei der Regelungsblock in den Lüftersatz integriert ist und zumindest teilweise in dem Verlauf bzw. Strömungsweg der Luftströmung des Lüftersatzes angeordnet ist, wobei sich der Regelungsblock dadurch auszeichnet, daß er eine Leiterplatte aufweist, die in den Lüftersatz integriert ist, wobei sie im wesentlichen auf eine Welle des Lüftersatzes zentriert ist, wobei die Leiterplatte eine Bürsteneinheit des Lüftersatzes trägt und sich in einer radialen Ebene des Lüftersatzes erstreckt und einen Ansatz aufweist, der Schaltungen zur Stromversorgung des Lüftersatzes trägt.This object is achieved according to the invention by a control block of a fan set for an engine of a motor vehicle, which generates a flow of ambient air for cooling the engine, wherein the control block is integrated in the fan set and is arranged at least partially in the course or flow path of the air flow of the fan set, wherein the control block is characterized in that it has a circuit board which is integrated in the fan set, wherein it is essentially centered on a shaft of the fan set, wherein the circuit board carries a brush unit of the fan set and extends in a radial plane of the fan set and has a projection which carries circuits for supplying power to the fan set.
Da die Leiterplatte in den Lüftersatz integriert ist, und zwar in einem auf dessen Welle zentrierten Bereich, so daß eine kompakte Einheit gebildet wird, sind auf diese Weise die Verbindungen, die den Bürsten Strom zuführen, relativ kurz, wodurch die Antennenwirkung und somit die Intensität von Strahlungen, die durch die Stromkommutierung im Bereich der Bürsten ausgesendet werden, begrenzt werden, und die Probleme der Filterung von Störungen ausgeräumt oder vereinfacht werden. Da die Stromversorgungsschaltungen von einem Ansatz auf der Leiterplatte getragen werden, werden diese außerdem besser belüftet. Die integrierte Einheit ist auf diese Weise mit einem thermischen Selbstschutz versehen, da der Ventilator seinen eigenen Regelungsblock kühlt. In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß die Intensität des Kühlungsluftstroms, der ausschließlich von der Temperatur des Fahrzeugmotors abhängt, hervorragend an den Kühlungsbedarf des Regelungsblocks angepaßt ist. Jede zu-In this way, since the circuit board is integrated into the fan assembly, in an area centered on its shaft, so as to form a compact unit, the connections that supply current to the brushes are relatively short, limiting the antenna effect and therefore the intensity of radiation emitted by the current commutation in the area of the brushes, and eliminating or simplifying the problems of filtering interference. In addition, since the power supply circuits are supported by a lug on the circuit board, they are better ventilated. The integrated unit is thus provided with thermal self-protection, since the fan cools its own control block. In this context, it should be noted that the intensity of the cooling air flow, which depends exclusively on the temperature of the vehicle engine, is perfectly adapted to the cooling needs of the control block. Each additional
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sätzliche Stromleistung, die dem Ventilator zur Verfugung gestellt wird, damit er schneller dreht, um den Fahrzeugmotor stärker zu kühlen, wirkt sich nämlich mit einer Vergrößerung der Geschwindigkeit des Luftstroms aus, die somit die steigende Erwärmung des Zerhackers ausgleicht.The additional power provided to the fan so that it rotates faster in order to cool the vehicle engine more effectively results in an increase in the speed of the air flow, which thus compensates for the increasing heating of the chopper.
Die Erfindung wird anhand einer bevorzugten Ausführungsform eines in einem Lüftersatz integrierten Regelungsblocks beschrieben, wobei auf eine Zeichnung Bezug genommen wird, in derThe invention is described using a preferred embodiment of a control block integrated in a fan set, with reference to a drawing in which
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Leiterplatte des Regelungsblocks des Lüftersatzes zeigt, die in diesen integriert angebracht ist,Fig. 1 shows a perspective view of a circuit board of the control block of the fan kit, integrated therein,
Fig. 2 eine sehr schematische Ansicht des Lüftersatzes mit Regelungsblock von unten zeigt, undFig. 2 shows a very schematic view of the fan set with control block from below, and
Fig. 3 eine axiale Ansicht der Elemente nach Fig. 1 und 2 zeigt.Fig. 3 shows an axial view of the elements of Fig. 1 and 2.
Die mit 1 bezeichnete Leiterplatte, die senkrecht im Motorraum eines Kraftfahrzeugs vor dem Motorblock angebracht ist, trägt die Bestandteile eines Regelungsblocks eines Lüftersatzes 10 (Fig. 3), von denen in Fig. 1 ein Wellenende 11 dargestellt ist, welches einen Kollektor 12 mit zwei Polpaaren trägt, der durch eine kreisförmige Öffnung der Leiterplatte 1 hindurchgeht, um mit vier Bürsten des Lüftersatzes in Kontakt zu kommen, die Teil einer auf der Leiterplatte 1 gehaltenen Bürsteneinheit 13 sind, wobei die Bürstenträger nicht dargestellt sind. Die Leiterplatte 1 erstreckt sich in einer in Bezug auf die Achse des Wellenendes 11 im wesentlichen radialen Ebene und ist somit integraler Bestandteil des Lüftersatzes, da sie die Bürsten 13 trägt.The circuit board designated 1, which is mounted vertically in the engine compartment of a motor vehicle in front of the engine block, carries the components of a control block of a fan set 10 (Fig. 3), of which a shaft end 11 is shown in Fig. 1, which carries a collector 12 with two pairs of poles, which passes through a circular opening in the circuit board 1 in order to come into contact with four brushes of the fan set, which are part of a brush unit 13 held on the circuit board 1, the brush holders not being shown. The circuit board 1 extends in a plane which is substantially radial with respect to the axis of the shaft end 11 and is thus an integral part of the fan set, since it carries the brushes 13.
Der Lüftersatz besteht daher aus dem Elektromotor (mit Gebläseflügeln) 10, mit Kollektor 12, und aus der Bürsteneinheit 13, die von der Leiterplatte 1 getragen wird. Weitere BestandteileThe fan set therefore consists of the electric motor (with fan blades) 10, with collector 12, and the brush unit 13, which is carried by the circuit board 1. Other components
j BÖEHJ$EkTj& ÖO£ßMERT# # j J # # | j BÖEHJ$EkTj& ÖO£ßMERT # # j J # # |
sind auf der Leiterplatte 1 vorhanden, um den Lüftersatz 10, 12 zu steuern. Zum Zwecke der Vereinfachung der Darstellung wird indes lediglich das Bezugszeichen 10 für den Lüftersatz verwendet.are present on the circuit board 1 to control the fan set 10, 12. For the purpose of simplifying the illustration, only the reference number 10 is used for the fan set.
Die Leiterplatte 1 weist einen Anschluß 2 zur Versorgung der unterschiedlichen Schaltungen mit Batteriestrom auf, insbesondere einer Leistungs-Zerhackereinheit, die einen Torus 3 aufweist, der die Versorgungswicklungen der Bürsten 13 trägt, die über Leistungstransistoren 4 mit Strom versorgt werden. Diese werden ihrerseits über Schaltungen zur Regelung der Breite von zyklischen Impulsen (PWM) zur Freischaltung der Transistoren 4 angesteuert, wobei eine gewünschte Abfolge zwischen diesen vorhanden ist. Diese Regelschaltungen sind ihrerseits von der Temperatur abhängig, die an dem Fahrzeugmotor gemessen wird. Weitere Einzelheiten in Bezug auf die Temperaturregelung des Motors sind an dieser Stelle nicht erforderlich, da diese bekannt ist und nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet.The circuit board 1 has a connection 2 for supplying battery power to the various circuits, in particular a power chopper unit comprising a torus 3 carrying the supply windings of the brushes 13, which are supplied with power via power transistors 4. These are in turn controlled by circuits for controlling the width of cyclic pulses (PWM) for enabling the transistors 4, there being a desired sequence between them. These control circuits are in turn dependent on the temperature measured on the vehicle engine. Further details regarding the temperature control of the engine are not required here, since this is known and does not form the subject of the present invention.
Die Leiterplatte 1 weist im wesentlichen eine näherungsweise kreisförmige Form auf, wobei Aussparungen und Durchbrechungen für den Durchgang der Luftströmung vorhanden sind. Sie ist im wesentlichen auf der Welle 11 des Lüftersatzes 10 zentriert und erstreckt sich bis in Höhe einer zylindrischen Gehäusewand 22, die ihrerseits innerhalb einer rotierenden zylindrischen Wand 21 liegt, deren Achse parallel zu ihrer Achse ist, bzw. davon umschlossen ist. Auf der Wand 21 sind die Ventilatorflügel des Lüftersatzes 10 angebracht, wobei diese gerade unterhalb der Darstellung des Lüftersatzes gemäß Fig. 3 liegen und eine wesentlich größere Luftquerschnittsfläche als die der Lagerplatte 1 umfassen und diese überdecken.The circuit board 1 essentially has an approximately circular shape, with recesses and openings for the passage of the air flow. It is essentially centered on the shaft 11 of the fan set 10 and extends up to the height of a cylindrical housing wall 22, which in turn lies within a rotating cylindrical wall 21, the axis of which is parallel to its axis or is enclosed by it. The fan blades of the fan set 10 are attached to the wall 21, whereby these are located just below the representation of the fan set according to Fig. 3 and encompass a significantly larger air cross-sectional area than that of the bearing plate 1 and cover it.
Die Leiterplatte 1 weist ferner einen radialen Ansatz 5 auf, der in diesem Ausführungsbeispiel im wesentlichen ein Viertel von deren Umfang einnimmt und der Mantellinie des nahezu vorhandenen Kontakts zwischen den Zylindern 21 und 22 gegenüberliegt, wobei der Ansatz 5 die Leistungselemente 3 und 4 und den Anschluß 2 trägt.The circuit board 1 further comprises a radial projection 5, which in this embodiment takes up essentially a quarter of its circumference and is located opposite the surface line of the almost existing contact between the cylinders 21 and 22, the projection 5 carrying the power elements 3 and 4 and the connection 2.
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Im Betrieb erzeugen die Ventilatorflügel des Lüftersatzes 10 einen Überdruck in dem Bereich, der unter der Leiterplatte 1 (Fig. 3) liegt, wo sich der Fahrzeugmotor befindet. Insbesondere wird die Umgebungsluft in Höhe der Leistungsbauteile 3 und 4 in die Verkleidung 21 des Lüfters eingesaugt, wie mit den Pfeilen FO und Fl in Fig. 3 dargestellt ist. Auf diese Weise befinden sich die Leistungsbauteile 3 und 4 in der Luftströmung, die durch den Lüftersatz 10 erzeugt wird, und werden so gekühlt.During operation, the fan blades of the fan assembly 10 generate an overpressure in the area located under the circuit board 1 (Fig. 3), where the vehicle engine is located. In particular, the ambient air is sucked into the fan casing 21 at the level of the power components 3 and 4, as shown by the arrows FO and Fl in Fig. 3. In this way, the power components 3 and 4 are located in the air flow generated by the fan assembly 10 and are thus cooled.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ferner ein Kühler 6 vorgesehen, der im Bereich des Abschnitts 5 angebracht ist, um den Wärmeübergangswiderstand der Leistungsbauteile 3 und 4 in Bezug auf die Luftströmung zu verkleinern. Der Kühler ist mit Stegen versehen, die auf diese Weise durch die Luftströmung des Lüftersatzes 10 umströmt werden.In the present embodiment, a cooler 6 is also provided, which is mounted in the area of the section 5 in order to reduce the heat transfer resistance of the power components 3 and 4 in relation to the air flow. The cooler is provided with webs, which in this way are flowed around by the air flow of the fan set 10.
Die Anschlüsse für stärkere Ströme (2, 3, 4, 13) sind als Leiterbahnen aus Kupfer mit mehr als 0,2 mm Dicke ausgeführt und haben in diesem Fall eine Dicke von 0,4 mm.The connections for higher currents (2, 3, 4, 13) are designed as conductor tracks made of copper with a thickness of more than 0.2 mm and in this case have a thickness of 0.4 mm.
Um die Aussendung von Störungen aufgrund der Kommutation an den Bürsten 3 zu begrenzen, ist eine Filterung durch Integration mittels eines Kondensators 14 vorgesehen. Außerdem sind die sensiblen elektrischen oder elektronischen Bauteile der Leiterplatte 1 mit Abstand von den Bürsten 13 angeordnet, d.h. im Bereich 5.In order to limit the emission of interference due to the commutation on the brushes 3, filtering by integration using a capacitor 14 is provided. In addition, the sensitive electrical or electronic components of the circuit board 1 are arranged at a distance from the brushes 13, i.e. in area 5.
Fig. 2 zeigt eine Ansicht des Lüftersatzes nach Fig. 1 und 3 von unten, wobei die relative Anordnung der unterschiedlichen, vorstehend genannten Elemente dargestellt ist.Fig. 2 shows a view of the fan set according to Figs. 1 and 3 from below, showing the relative arrangement of the various elements mentioned above.
Claims (5)
WILHELM J. H. STAHLBERG, RA. Bremen
DR-ING. WALTERHOORMANN,PA·.Bremen
DlPL-PHYS DR.HEINZGODDAR.PA·.München
DR.-ING. ROLAND LIESEGANG. PA·. München
WOLF-DIETER KUNTZE. RA. Bremen. Alic.nle
DIPL-PHYS. ROBERTMONZHUBER,PA(HJJ-ITO) DR-[NG. KARLBOEHMERT,&Rgr;&Lgr;(IW'MTO) DIPL.-INO. ALBERT BOEHMERT, &Rgr;&Lgr; (IWMiM])
WILHELM JH STAHLBERG, Attorney at Law Bremen
DR-ING. WALTERHOORMANN,PA·. Bremen
DlPL-PHYS DR.HEINZGODDAR.PA·. Munich
DR.-ING. ROLAND LIESEGANG. PA·. Munich
WOLF-DIETER KUNTZE. Attorney. Bremen. Alic.nle
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Lüftersatz mit integriertem RegelungsblockSAGEM SA, 6 Avenue d'Iena, 75116 Paris, France
Fan kit with integrated control block
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19990909 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20020911 |
|
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20050428 |
|
| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20070504 |
|
| R071 | Expiry of right |