DE3523223A1

DE3523223A1 - Fan casing designed as a motor mount

Info

Publication number: DE3523223A1
Application number: DE19853523223
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Witzel
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1985-06-28
Filing date: 1985-06-28
Publication date: 1987-01-02
Also published as: ES294205U; FR2584146B1; FR2584146A1; DE3523223C2; IT8620819A0; ES294205Y; IT1193399B

Abstract

In the case of a fan casing designed as a motor mount for a radial blower it is provided that the casing is made of metal and in the vicinity of a spoke has an accumulation of material which on its outside is fashioned as a terminal face for power electronics.

Description

Die Erfindung betrifft eine als Motorhalter ausgebildete Lüf terzarge für ein Radialgebläse, die eine im wesentlichen zylin drische Aufnahme für einen Motor aufweist, die über Speichen mit einer sie umgebenden Wandung verbunden ist, die im wesent lichen eine Stirnwand eines Spiralgehäuses bildet.The invention relates to a fan designed as a motor holder Terzarge for a radial fan, which is an essentially zylin drical recording for an engine that has spokes is connected to a wall surrounding it, which is essentially Lichen forms an end wall of a volute.

Derartige Lüfterzargen werden üblicherweise aus Kunststoff her gestellt. Sie bilden zusammen mit einem oder mehreren Gehäuse teilen ein vollständiges Gebläsegehäuse, das bei Heizungs- oder Klimaanlagen von Fahrzeugen benutzt wird. Für derartige Radial gebläse werden im allgemeinen regelbare Antriebe vorgesehen. Dabei ist es üblich, eine sogenannte Leistungselektronik vorzu sehen, in welcher die nicht benötigte Antriebsleitung in Wärme umgewandelt wird, die dann abgeführt wird. Um diese Wärme abzu führen, ist es allgmein üblich, in dem Luftstrom nach dem Ge bläse einen Kühlkörper anzuordnen, an dem die Leistungselektro nik angebracht ist. Üblicherweise besteht ein derartiger Kühl körper aus einer metallischen Grundplatte, an welcher auf der Außenseite die Leistungselektronik angebracht ist. Die in dem Gebläseluftstrom liegenden Innenseite ist mit einer Vielzahl von Stiften versehen, die in den Gebläseluftstrom ragen. Ein derartiger Kühlkörper wird üblicherweise als ein Igelkörper be zeichnet. Derartige Kühlkörper sind einerseits recht aufwendig und teuer herzustellen, während sie andererseits auch zu Nach teilen führen. Die Anordnung in dem Gebläseluftstrom nach dem Gebläse führt dazu, daß zwischen der Leistungselektronik und dem Motor relativ lange Kabelwege gegeben sind. Darüber hinaus verursachen die von der Grundplatte abragenden und in den Ge bläseluftstrom hineinragenden Stifte Strömungsverluste und au ßerdem Geräusche. Da diese Igelkörper nach dem Gebläseaustritt angeordnet sind, ist die Gefahr relativ groß, daß diese Geräu sche in den Innenraum eines Fahrzeuges übertragen werden. Such fan frames are usually made of plastic posed. They form together with one or more housings share a complete blower housing that is used in heating or Air conditioning systems of vehicles is used. For such radial fans are generally provided with adjustable drives. It is common to prefer so-called power electronics see in which the unnecessary drive line in heat is converted, which is then discharged. To remove this heat lead, it is common in the air flow after Ge blow to arrange a heat sink on which the power electro nik is appropriate. There is usually such a cooling body made of a metallic base plate, on which on the The power electronics is attached to the outside. The one in the Blower airflow inside is with a variety provided by pins that protrude into the fan air flow. A Such a heat sink is usually used as a hedgehog body draws. On the one hand, such heat sinks are quite complex and expensive to manufacture, while on the other hand they share lead. The arrangement in the fan airflow after the Blower causes that between the power electronics and relatively long cable runs are given to the motor. Furthermore cause the protruding from the base plate and in the Ge Blowing air flow protruding pins flow losses and au also noise. Because this hedgehog body after the fan outlet are arranged, the risk is relatively great that this noise be transferred into the interior of a vehicle.

Es ist auch schon versucht worden, Kühlkörper der vorstehend erläuterten Art im Bereich der Luftansaugseite einer Lüfterzar ge anzuordnen. Aufgrund der abzuführenden Wärme ergeben sich relativ großflächige Igelkörper, die einen Großteil der Luft eintrittsquerschnitte abdecken. Praktische Versuche haben ge zeigt, daß eine derartige Anordnung eines Kühlkörpers oder Igelkörpers im Ansaugbereich zu Leistungsverlusten von etwa 10% führt.There have also been attempts to heat sink the above explained type in the area of the air intake side of a fan czar ge order. Because of the heat to be dissipated relatively large-scale hedgehog bodies that take up a lot of the air cover inlet cross-sections. Practical tests have been carried out shows that such an arrangement of a heat sink or Hedgehog body in the suction area for power losses of about 10% leads.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lüfterzarge der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie die Möglichkeit bietet, die Leistungselektronik an ihr anzuordnen, ohne daß da durch wesentliche Leistungsverluste für das Radialgebläse ver ursacht werden.The invention has for its object a fan frame type mentioned in such a way that they have the opportunity offers to arrange the power electronics on it without there due to significant losses in performance for the radial fan be caused.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Lüfterzarge aus Me tall hergestellt ist und im Bereich einer Speiche eine Materi alanhäufung aufweist, die auf der Außenseite als eine Anschluß fläche für eine Leistungselektronik ausgebildet ist.This object is achieved in that the fan frame made of Me tall is made and a material in the area of a spoke has alan accumulation on the outside as a connector Surface is designed for power electronics.

Durch diese Ausbildung wird die Lüfterzarge so ausgebildet, daß sie die Funktion des Kühlkörpers für die Leistungselektronik übernehmen kann. Durch die Materialanhäufung mit der Anschluß fläche für die Leistungselektronik wird gewährleistet, daß die in bestimmten Betriebszuständen anfallende Wärme gut über die metallische Zarge abgeführt werden kann. Darüber hinaus bietet die metallische Zarge den Vorteil, daß die Kühlung des Motors verbessert wird, da über die metallische Zarge auch die an dem Motor entstehende Wärme abgeführt wird. Dies ist ein besonderer Vorteil, da die Wärmeentwicklung an dem Motor relativ groß ist, wenn dieser schneller läuft, während unter dieser Betriebsbe dingung die an der Leistungselektronik anfallende Wärme ge ringer ist. Durch die Anordnung der Leistungselektronik an der Ansaugseite wird die Gefahr vermieden, daß durch sie erzeugte Geräusche in das Fahrzeuginnere übertragen werden. Darüber hin aus ergibt sich der Vorteil, daß die Herstellung der Lüfter zarge aus Metall insgesamt billiger ist als die Herstellung einer Kunststoffzarge eines getrennten Kühlkörpers und die an schließende Montage.By this design, the fan frame is designed so that the function of the heat sink for the power electronics can take over. Through the accumulation of material with the connection Area for the power electronics ensures that the in certain operating states, heat generated well above the metallic frame can be removed. It also offers the metallic frame has the advantage of cooling the motor is improved because the metal frame also on the Engine heat is dissipated. This is special Advantage, because the heat development on the engine is relatively large, if it runs faster while under this operating condition condition the heat generated at the power electronics is wrestler. By arranging the power electronics on the Intake side the risk is avoided that generated by them Noises are transmitted into the vehicle interior. Beyond that the advantage arises from the fact that the production of the fan frame made of metal is cheaper overall than the manufacture a plastic frame of a separate heat sink and the closing assembly.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß die Materialanhäufung im Bereich zwischen Anfang und Ende der Spirale vorgesehen ist. In diesem Bereich ist ein relativ gro ßer Bauraum vorhanden, in welchem eine entsprechend große Ma terialanhäufung vorgesehen werden kann, ohne daß dadurch die Gesamtabmessungen der Lüfterzarge wesentlich größer werden.In a further embodiment of the invention it is provided that the material accumulation in the area between the beginning and end of the Spiral is provided. In this area is a relatively large ßer space, in which a correspondingly large Ma material accumulation can be provided without the Overall dimensions of the fan frame become significantly larger.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß die Innenseite der Materialanhäufung als eine in Ansaugrichtung geneigte Leitfläche ausgebildet ist. Damit wird erreicht, daß die Beeinträchtigung der Luftansaugung so gering wie möglich gehalten wird.In a further embodiment of the invention it is provided that the inside of the material accumulation as one in the suction direction inclined guide surface is formed. This ensures that the impairment of air intake as little as possible is held.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß auf der Außenseite der Wandung Rippen in Umfangsrichtung vor und/oder nach der Materialanhäufung angeordnet sind. Diese Rip pen dienen weiter zur Vergrößerung der Masse und zur Verbesse rung der Wärmeableitung, ohne daß dadurch die Luftströmungen wesentlich gestört werden.In a further embodiment of the invention it is provided that ribs in the circumferential direction on the outside of the wall and / or are arranged after the material accumulation. This rip pen also serve to increase the mass and improve tion of heat dissipation without the air currents be significantly disturbed.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind auf der Innenseite an der Wandung im Bereich des Anfangs der Spirale in Umfangs richtung verlaufende Rippen vorgesehen. Auch durch diese Maß nahme wird die Möglichkeit verbessert, die Wärmeabfuhr zu ver bessern. Die Kühlrippen im Innern im Anfangsbereich der Spirale stören die Luftströmung nicht nennenswert.In a further embodiment of the invention are on the inside on the wall in the area of the beginning of the spiral in circumference ribs provided in the direction. Also by this measure This improves the possibility of ver heat dissipation improve. The cooling fins inside in the beginning of the spiral do not significantly disrupt the air flow.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestell ten Ausführungsform.Further features and advantages of the invention result from the following description of the shown in the drawing embodiment.

Fig. 1 zeigt eine axiale Ansicht auf die Außenseite einer erfindungsgemäßen Lüfterzarge und Fig. 1 shows an axial view of the outside of a fan frame and

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1. Fig. 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1.

Die in Fig. 1 und 2 nur schematisch dargestellte Lüfterzarge 1 ist ein einteiliges Metallbauteil. Es ist als Aluminiumdruckguß hergestellt. Die Lüfterzarge 1 besitzt eine zylindrische Auf nahme 2 für einen nicht dargestellten Elektromotor. Von der In nenseite der zylindrischen Aufnahme 2 ragen in nicht näher dar gestellter Weise Stege auf, die zum Aufnehmen und Lagefixieren des Motors dienen. Das zur Außenseite gewandte Ende der Aufnah me 2 ist durch eine Stirnwand 15 verschlossen, die eine zentra le Öffnung 16 aufweist. Üblicherweise werden in der Aufnahme 2 anschließend an die Stirnwand 15 in dem zylindrischen Teil noch Durchbrechungen vorgesehen, die bei der schematischen Darstel lung der Ausführungsform nicht gezeigt sind.The fan frame 1 shown only schematically in FIGS . 1 and 2 is a one-piece metal component. It is made as die-cast aluminum. The fan frame 1 has a cylindrical acquisition 2 for an electric motor, not shown. From the inside of the cylindrical receptacle 2 protrude in a manner not shown, webs that serve to accommodate and fix the position of the motor. The end of the receptacle 2 facing the outside is closed by an end wall 15 which has a central opening 16 . Typically, openings are provided in the receptacle 2 after the end wall 15 in the cylindrical part, which openings are not shown in the schematic representation of the embodiment.

Unter Belassung einer Lufteintrittsöffnung wird die Aufnahme 2 von einer Wandung 6 umgeben, die, wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist, Bestandteil eines Spiralgehäuses ist. Das Spi ralgehäuse wird durch ein oder mehrere Bauteile zu einem voll ständigen Spiralgehäuse ergänzt, daß ein nicht dargestelltes, von dem Elektromotor angetriebenes Lüfterrad umgibt. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, besitzt die Wandung 6 einen in etwa C-förmigen Querschnitt, der sich entsprechend der zunehmenden Größe der Spirale vergrößert. Die Wandung 6 ist mit der eine Art Nabe bildenden Aufnahme 2 über drei Speichen 3, 4 und 5 verbunden, die gleichmäßig über den Umfang verteilt sind.While leaving an air inlet opening, the receptacle 2 is surrounded by a wall 6 which, as can be seen in particular from FIG. 2, is part of a spiral housing. The Spi ralgehäuse is supplemented by one or more components to a full permanent spiral housing that surrounds a fan wheel, not shown, driven by the electric motor. As can be seen from FIG. 2, the wall 6 has an approximately C-shaped cross section, which increases in accordance with the increasing size of the spiral. The wall 6 is connected to the receptacle 2, which forms a type of hub, via three spokes 3, 4 and 5 , which are distributed uniformly over the circumference.

Die Speichen 3, 4 und 5 sind schräg und vorzugsweise mit einer zusätzlichen Krümmung in Anströmrichtung angestellt, so daß sie eine Art Leitvorrichtung bilden, die dem nicht dargestellten Gebläserad vorgeschaltet ist. In dem Bereich der Speiche 5, die sich im wesentlichen zwischen dem Auslaß 17 der Spirale und dem Anfang der Spirale befindet, ist eine Materialanhäufung 7 vor gesehen, die im wesentlichen eine Verdickung der in diesem Be reich befindlichen Speiche und der Wandung 6 in diesem Bereich bedeutet. Im Bereich der Materialanhäufung 7 ist auf der Außen seite eine ebene Anschlußfläche vorgesehen, an der eine Grund platte 12 einer Leistungselektronik 8 befestigt ist. Die Be festigung erfolgt mittels Maschinenschrauben 18, die durch die Grundplatte 12 hindurchgesteckt und in Gewindebohrungen der Ma terialanhäufung 7 der Lüfterzarge 1 eingeschraubt sind. Die In nenfläche der Materialanhäufung 7, d. h. die dem nicht darge stellten Lüfterrad zugewandte Fläche, ist in entsprechender Weise, wie die Flächen der stegförmigen Speichen 3 und 4, als eine Anströmfläche ausgebildet, die entsprechend dem sich bei Betrieb einstellenden Luftwirbel von außen nach innen mit einer Neigung verläuft. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, sind in Um fangsrichtung vor und nach der Anschlußfläche für die Grund platte 12 der Leistungselektronik 8 auf der Außenseite Rippen 9 vorgesehen, die zu einer weiteren Vergrößerung der Oberfläche und damit zu einer Verbesserung der Wärmeabfuhr führen. Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, sind zusätzlich im Bereich des Anfangs der Spirale auf der Innenseite Rippen 11 vorgesehen, die sich in Strömungsrichtung der Spirale erstrecken und die ebenfalls zu einer Oberflächenvergrößerung und zu einer Erhöhung der Mas se beitragen.The spokes 3, 4 and 5 are inclined and preferably with an additional curvature in the inflow direction, so that they form a type of guide device which is connected upstream of the impeller, not shown. In the area of the spoke 5 , which is essentially between the outlet 17 of the spiral and the beginning of the spiral, a material accumulation 7 is seen before, which is essentially a thickening of the spoke located in this area and the wall 6 in this area means. In the area of the material accumulation 7 , a flat connection surface is provided on the outside, to which a base plate 12 of a power electronics 8 is attached. The loading takes place fastening means of machine screws 18 inserted through the base plate 12 and into threaded bores of the Ma terialanhäufung 7 of the fan 1 are screwed. In the nenfläche of the material accumulation 7 , ie the face facing the fan wheel not shown, is formed in a corresponding manner, like the surfaces of the web-shaped spokes 3 and 4 , as an inflow surface which, in accordance with the air vortex which occurs during operation, from the outside to the inside a slope. As can be seen from Fig. 1, in order to start before and after the connection surface for the base plate 12 of the power electronics 8 ribs 9 are provided on the outside, which lead to a further increase in the surface area and thus to an improvement in heat dissipation. As can be seen from Fig. 2, ribs 11 are additionally provided in the area of the beginning of the spiral on the inside, which extend in the direction of flow of the spiral and which also contribute to an increase in surface area and to an increase in mass.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, erstreckt sich die Materialan häufung 7 über einen Bereich von etwa einem Fünftel bis nahezu einem Viertel des Umfangs zwischen der Aufnahme 2 und dem Au ßenumfang der Wandung 6. In axialer Richtung erstreckt sich die Materialanhäufung etwa über die axiale Länge der Speichen 3, 4 und 5, so daß insgesamt eine relativ große Masse vorhanden ist, durch die eine Wärmeabfuhr ermöglicht wird. Wie aus Fig. 1 er sichtlich ist, wird dennoch der Eintrittsquerschnitt der An saugöffnung nicht nennenswert verkleinert, so daß die Leistung des Gebläses nicht beeinträchtigt wird. Insbesondere da die Innenfläche der Materialanhäufung als eine Leitfläche ausgebil det ist, macht sich die Materialanhäufung strömungstechnisch nicht ungünstig bemerkbar. As can be seen from Fig. 1, the Materialan accumulation 7 extends over a range of about a fifth to almost a quarter of the circumference between the receptacle 2 and the outer circumference of the wall 6th In the axial direction, the material accumulation extends approximately over the axial length of the spokes 3, 4 and 5 , so that overall there is a relatively large mass which enables heat to be dissipated. As it is apparent from Fig. 1, the inlet cross-section of the suction opening is nevertheless not significantly reduced, so that the performance of the fan is not impaired. In particular, since the inner surface of the material accumulation is designed as a guide surface, the material accumulation does not have an unfavorable fluidic effect.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung ergibt sich der Vorteil, daß die Lüfterzarge 1 selbst direkt als ein Kühlkörper für die Leistungselektronik 8 ausgebildet und ausgenutzt wird. Darüber hinaus erfolgt eine verbesserte Wärmeableitung von dem in der Aufnahme 2 aufzunehmenden Elektromotor. Besonders vorteilhaft ist es dabei, daß eine Wechselwirkung zwischen der Erwärmung des Motors und der Leistungselektronik 8 in der Weise besteht, daß der Motor sich im wesentlichen dann stärker erwärmt, wenn von der Leistungselektronik 8 keine oder nur wenig Leistung durch Wärme vernichtet werden muß, während der Motor sich weni ger erwärmt, wenn relativ Fehlleistung durch die Leistungselek tronik 8 vernichtet werden muß. Des weiteren ergibt sich der Vorteil, wie insbesondere aus Fig. 1 zu ersehen ist, daß die zu dem Motor zu führenden elektrischen Kabel 13 auf sehr kurzen Kabelwegen von der Leistungselektronik 8 zu dem Motor geführt werden können, wobei diese Kabel 13 durch die Ansaugöffnung hindurchgelegt werden. Zusätzlich ist ein Versorgungskabel 14 an die Leistungselektronik 8 geführt.The design according to the invention has the advantage that the fan frame 1 itself is designed and used directly as a heat sink for the power electronics 8 . In addition, there is an improved heat dissipation from the electric motor to be accommodated in the receptacle 2 . It is particularly advantageous here that there is an interaction between the heating of the motor and the power electronics 8 in such a way that the motor essentially warms up more when the power electronics 8 have little or no power to be destroyed by heat while the engine heats up less when relatively poor performance by the power electronics 8 must be destroyed. Furthermore, there is the advantage, as can be seen in particular from FIG. 1, that the electrical cables 13 to be led to the motor can be routed from the power electronics 8 to the motor over very short cable paths, these cables 13 being passed through the intake opening will. In addition, a supply cable 14 is led to the power electronics 8 .

Claims

1. Designed as a motor holder fan frame for a radial fan, which has a substantially cylindrical receptacle for egg NEN motor, which is connected via spokes to a wall surrounding it, which essentially forms an end wall of a volute, characterized in that it consists of Me tall is made and in the area of a spoke ( 6 ) has a material accumulation ( 7 ), which is formed on the outside as a connection surface for power electronics ( 8 ).

2. Fan frame according to claim 1, characterized in that the material accumulation ( 7 ) is provided in the area between the beginning and end of the spiral.

3. Fan frame according to claim 1 or 2, characterized net that the inside of the material accumulation as one in An suction direction inclined guide surface is formed.

4. Fan frame according to one of claims 1 to 3, characterized in that on the outside on the wall ( 6 ) Rip pen ( 9, 10 ) in the circumferential direction before and / or after the material accumulation ( 7 ) are arranged.

5. Fan frame according to one of claims 1 to 4, characterized in that on the inside on the wall ( 6 ) in the region of the beginning of the spiral in the circumferential direction ribs ( 11 ) are provided.