DE3447101A1

DE3447101A1 - Geblaese fuer heizungs- und/oder klimaanlagen von kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE3447101A1
Application number: DE19843447101
Authority: DE
Inventors: Lucia Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Hinz
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1984-12-22
Filing date: 1984-12-22
Publication date: 1986-06-26
Also published as: IT1200866B; ES290367Y; IT8523152A0; FR2575236B1; ES290367U; FR2575236A1

Description

Gebläse für Heizungs- und/oder Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen

Die Erfindung betrifft ein Gebläse für Heizungs- und/oder Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen, mit einem von einem eine Nebenschlußcharakteristik besitzenden Gleichstrommotor angetriebenen Trommelläufer mit einem eine Vielzahl von Lüfterschaufeln aufweisenden Lüfterkranz, der in einem Gehäuse angeordnet ist, das wenigstens eine zum Trommelläufer koaxiale Lufteintrittsöffnung und eine den Trommelläufer umgebende Austrittsspirale aufweist.

Gebläse der eingangs genannten Art, deren Trommelläufer mit permanentmagnetisch erregten Gleichstrommotoren angetrieben werden, werden für Heizungs- und Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen vielfach verwendet, da sie die an sie gestellten Anforderungen vorteilhaft erfüllen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gebläse der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die elektrische Leistungsaufnahme des den Trommelläufer antreibenden, eine Nebenschlußcharakteristik besitzenden Gleichstrommotors verringert wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Lufteintrittsöffnung ein Vorleitapparat zugeordnet ist, der der einströmenden Luft einen Mitdrall in Laufrichtung des Trommelläufers erteilt.

Durch diese Maßnahme wird in überraschender Weise erreicht, daß bei nahezu gleichbleibender Luftleistung die elektrische Leistungsaufnahme des Gleichstrommotors verringert wird. Durch den einen Mitdrall erzeugenden Vorleitapparat wird das von dem Gleichstrommotor aufzubringende Drehmoment verringert, wodurch sich der Vorteil ergibt, daß aufgrund der typischen Nebenschlußcharakteristik die Stromaufnahme vermindert wird, während gleichzeitig die Drehzahl erhöht wird. Praktische Versuche mit Gebläsen haben gezeigt, daß mit Hilfe eines einen Mitdrall

erzeugenden Vorleitapparates bei den üblicherweise eingesetzten Gebläsen bei gleichbleibender Luftleistung eine Verminderung der Leistungsaufnahme von etwa 10% erreichbar ist.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß der Leitapparat derart gestaltet ist, daß er im Innern des Trommelläufers einen mit dessen Laufrichtung gleichsinnigen Luftwirbel erzeugt. Ein derartiger Leitapparat kann einfach aufgebaut werden und führt dennoch bei einem Trommelläufer zu erheblichen Verbesserungen.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß der Vorleitapparat eine Vielzahl von Leitschaufeln enthält, die außen an einer die Lufteintrittsöffnung umgebenden Zarge des Gehäuses angebracht sind. Die grundsätzlichen Abmessungen des Gehäuses brauchen dann gegenüber bekannten Konstruktionen praktisch nicht verändert werden.

Um einen vorteilhaften Mitdrall zu erzielen, wird in weiterer Ausgestaltung vorgesehen, daß die Leitschaufeln sich in radialer und/oder axialer Richtung in das Innere des Trommelläufers erstrecken. Dadurch wird erreicht, daß der Mitdrall auch praktisch über die gesamte axiale Erstreckung des Trommelläufers wirksam ist. Zweckmäßig ist es auch, wenn die Leitschaufeln in radialer Richtung nach außen über die Lufteintrittsöffnung überstehen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht auf ein Gebläse mit einem aus

Leitschaufeln gebildeten, der Lufteintrittsöffnung
zugeordneten Leitapparat,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Trommelläufers

des Gebläses nach Fig. 1 mit einer Darstellung der
Neigung der Leitschaufeln zu einer durch die Achse
des Trommelläufers gelegten Radialebene in axialer
Ansicht gesehen,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Gehäuses des Gebläses nach Fig. 1 mit einer Darstellung der Neigung der Leitschaufeln bezüglich der die Lufteintrittsöffnung enthaltenden Stirnwand,

Fig. 4 ein Diagramm mit der Motorkennlinie eines eine Nebenschlußcharakteristik besitzenden Gleichstrommotors zum
Antreiben eines Trommelläufers und

Fig. 5 ein Diagramm zur Erläuterung der Auswirkung des
Leitapparates auf die Kennlinie des Gebläses.

Das in Fig. 1 dargestellte Gebläse besitzt ein Gehäuse 1, das in Form einer Austrittsspirale einen nicht dargestellten Trommelläufer· umgibt. Die Austrittsspirale mündet zu einer Austrittsöffnung 4. Wenigstens eine Stirnseite des Gehäuses 1 ist mit einer Lufteintrittsöffnung 3 versehen, die koaxial zu dem im Innern des Gehäuses 1 befindlichen Trommelläufer angeordnet ist. Der nicht dargestellte Trommelläufer (Trommelläufer 2 in Fig. 2) besitzt eine Nabe, die auf einer Antriebswelle eines permanentmagnetisch erregten Gleichstrommotors angeordnet ist. Die Nabe trägt über einen vorzugsweise gewölbten und gegebenenfalls mit Durchbrechungen versehenen Steg einen Lüfterkranz, der aus einer Vielzahl von zueinander parallelen Lüfterschaufeln 7 (Fig. 2) gebildet wird.

Der Lufteintrittsöffnung 3 ist ein Vorleitapparat zugeordnet, der einen Mitdrall in Drehrichtung des Trommelläufers 2 erzeugt. Der Leitapparat wird aus einer Vielzahl von Leitschaufeln 5 gebildet, die an einer die Lufteintrittsöffnung 3 umgebenden Zarge des Gehäuses 1 befestigt sind. Es werden mehr als

drei und bevorzugt zwölf Leitschaufeln 5 vorgesehen. Die Leitschaufeln 5 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen aus ebenen Platten, die sich in radialer Richtung nach innen in die Lufteintrittsöffnung 3 hinein erstrecken. Die Leitschaufeln 5 sind ferner gegenüber der die Lufteintrittsöffnung 3 enthaltenden Stirnseite des Gehäuses 1 um einen Winkel β (3) geneigt, der bevorzugt in einem Bereich von 30° bis 70° liegt. Zusätzlich sind die Leitschaufeln 5 derart verkantet, daß die in Drehrichtung des Trommelläufers (Uhrzeigersinn in Fig. 1) vorderen Seitenkanten einen größeren Abstand zu der Stirnseite des Gebläsegehäuses 1 aufweisen als die hinteren Seitenkanten. Die Leitschaufeln 5 ragen darüber hinaus zusätzlich deutlich nach außen über den Durchmesser der Lufteintrittsöffnung 3 hinaus.

Mit Hilfe des aus den Leitschaufeln - gebildeten Leitapparates wird ein Mitdrall in Laufrichtung in Form eines in den Trommelläufer hineingerichteten Luftwirbels erzeugt, der gleichsinnig mit der Laufrichtung des Trommelläufers ist. Dadurch wird das Drehmoment für den eine Nebenschlußcharakteristik aufweisenden Gleichstrommotor verringert, wodurch sich ein vorteilhafter Effekt bezüglich der elektrischen Leistungsaufnahme ergibt, wie in dem Diagramm in Fig. 4 erläutert ist. In dem Diagramm der Fig. 4 sind über das Motordrehmoment M die Stromaufnahme I und die Drehzahl η aufgetragen. Bei dem gleichen Gebläse mit einem Trommelläufer ohne den Vorleitapparat wird das Drehmoment M₁ gefordert. Diesem Drehmoment M₁ sind eine bestimmte Stromstärke I₁ und eine bestimmte Drehzahl n₁ zugeordnet. Durch den aus Leitschaufeln 5 gebildeten Vorleitapparat wird das erforderliche Drehmoment M auf den Wert M„ vermindert. Aufgrund der Kennlinie des Gleichstrommotors ergibt sich daraus, daß sich die Drehzahl auf den Wert n„ erhöht, während sich die Stromaufnahme auf den Wert I₂ verringert. Daraus wird ersichtlich, daß sich durch die Reduzierung des Drehmomentes M unter Erhöhung der Drehzahl η eine Verminderung der aufgenommenen Stromstärke I und damit der benötigten elektrischen Leistung erzielen läßt-

Wie in dem Diagramm in Fig. 5 dargestellt ist, wird durch die durch die mittels des Mitdralls verringerte elektrische Leistungsaufnahme abgegebene Luftleistung nicht verändert. In Fig. 5 ist die Gebläsekennlinie als Druckerhöhung ^p über dem Luftdurchsatz V dargestellt. Die Kennlinie ist zunächst für das Gebläse ohne einen Vorleitapparat eingezeichnet. Durch den auf Mitdrall eingestellten Vorleitapparat wird eine Verminderung der Druckerhöhung bewirkt. Diese Verminderung wird dadurch kompensiert, daß durch den über den Vorleitapparat erzeugten Mitdrall das Drehmoment des Gleichstrommotors verringert und damit die Drehzahl erhöht wird. Die Drehzahlanhebung führt zu einem erhöhten Luftdurchsatz. Die Gebläsekennlinie bleibt somit praktisch unverändert.

Insbesondere aus den Diagrammen nach Fig. 4 und 5 wird deutlich, daß der von dem aus Leitschaufeln 5 gebildeten Leitapparat bewirkte Mitdrall einen erheblichen Einfluß auf die elektrische Leistungsaufnahme des Gleichstrommotors hat, der den Trommelläufer antreibt. Die Gebläsekennlinie (Fig. 5) wird dagegen nicht nennenswert beeinflußt.

In Abwandlung der dargestellten Ausführungsform wird ein Vorleitapparat in Form einer einen Luftwirbel in Mitdrallrichtung erzeugenden Wendel vorgesehen.

- Leerseite

Claims

Patentanwälte /5 / / η λ η -ι DR.-ING. H.H.WILHELM - DIPL.-ING. H.DAUSTER D-7000 Stuttgart 1 Gymnasiumstr. 31B Tel.(0711) 291133/292857 Anmelder: Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr GmbH&Co.KG Mauserstraße 3 7000 Stuttgart 30 Stuttgart, den 21. Dez. 1984 D 7222 Da/Ei 84-B-49 Patent- und Schutzansprüche

1. Gebläse für Heizungs- und/oder Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen, mit einem von einem eine Nebenschlußcharakteristik besitzenden Gleichstrommotor angetriebenen Trommelläufer mit einem eine Vielzahl von Lüfterschaufeln aufweisenden Lüfterkranz, der in einem Gehäuse angeordnet ist, das wenigstens eine zum Trommelläufer im wesentlichen koaxiale Lufteintrittsöffnung und eine den Trommelläufer umgebende Austrittsspirale aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Lufteintrittsöffnung (3) ein Vorleitapparat zugeordnet ist, der der einströmenden Luft einen Mitdrall in Laufrichtung des Trommelläufers (2) erteilt.

2. Gebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leitapparat (5) derart gestaltet ist, daß er im Innern des Trommelläufers (2) einen mit dessen Laufrichtung gleichsinnigen Luftwirbel erzeugt.

3. Gebläse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorleitapparat eine Vielzahl von Leitschaufeln (5) enthält, der außen an einer die Lufteintrittsöffnung (3) umgebenden Zarge des Gehäuses (1) angebracht sind.

4. Gebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (5) sich in radialer und/ oder axialer Richtung in das Innere des Trommelläufers (2) erstrecken.

5. Gebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (5) in radialer Richtung nach außen über die Lufteintrittsöffnung überstehen.

6. Gebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (5) aus Platten gebildet sind.

7. Gebläse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (5) aus gewölbten Platten gebildet sind.

8. Gebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (5) zur Stirnseite des Gehäuses (1) im Bereich der Austrittsspirale einen Winkel (ß) zwischen 30° und 70° aufweisen.

9. Gebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitschaufeln (5) bezüglich einer radial zur Achse des Trommelläufers (2) verlaufenden Ebene um einen Winkel ( *£. ) zwischen 20° und 50° gegen die Drehrichtung des Trommelläufers (2) geneigt sind.