DE4345056A1 - Fahrzeugheizgerät mit Steuergerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugheizgerät, mit einem Brenner, dem von einem ein Gebläsegehäuse aufweisenden Verbrennungsluftgebläse Verbrennungsluft und von einer Brennstoffdosierpumpe Brennstoff zugeführt wird, um in einer von einem Wärmetauscher umgebenen Brennkammer eine Flamme zu erzeugen, und mit einem auf einer Platine angeordnete elektronische Bauteile aufweisenden Steuergerät zum Steuern des Betriebs des Fahrzeugheizgeräts.

Derartige, motorunabhängige Fahrzeugheizgeräte werden als Standheizungen oder Zusatzheizungen in Kraftfahrzeugen, aber auch im Motoryachten, kleinen Flugzeugen, Wohnwagen, Baumaschinen und dgl. eingesetzt.

Die derzeit üblichen Ausführungsformen solcher Fahrzeugheizgeräte benutzen als Wärmeträger Wasser bzw. Wasser mit Frostschutzmittel, welches mit Hilfe einer Umwälzpumpe durch einen den Wärmetauscher beinhaltenden Heizkreislauf umgewälzt wird. Ein Temperaturfühler an dem Wärmetauscher erfaßt die Temperatur des Wärmeträgers, und abhängig von dieser Temperatur und weiteren Parametern, z. B. der eingestellten Soll-Temperatur, wird der Betrieb des Fahrzeugheizgeräts geregelt. Die Regelung übernimmt das elektronische Steuergerät, welches von verschiedenen Teilen des Fahrzeugheizgeräts, unter anderem auch von dem erwähnten Temperaturfühler, Zustandssignale empfängt und Steuer- und Schaltsignale an bestimmte Teile des Heizgeräts liefert, z. B. in den Verbrennungsluftgebläse-Motor, die Kraftstoffdosierpumpe, die Umwälzpumpe, die Zündung und dgl.

Bei vielen derzeit üblichen Fahrzeugheizgeräten befindet sich das Steuergerät in seinem Einbauzustand an einer von der Brennkammer entfernten Stelle. Dies deshalb, weil die elektronischen Bauelemente des Steuergeräts temperaturempfindlich sind und vor einer Erwärmung durch beispielsweise die Wärmeabstrahlung der Brennkammer bzw. des Wärmetauschers geschützt werden müssen. Das Anbringen des Steuergeräts an einer von den übrigen Geräteteilen entfernten Stelle ist relativ mühelos zu realisieren, da lediglich elektrische Verbindungen zwischen dem Steuergerät und den übrigen Geräteteilen erforderlich sind.

Allerdings gestaltet sich die Montage dieser Heizgeräte, bei denen zumindest das Steuergerät, ggf. auch noch die Brennstoffdosierpumpe und weitere Teile an einer von dem Wärmetauscher, also dem Hauptkörper des Geräts entfernten Stelle angeordnet sind, arbeitsintensiv. Wesentlich einfacher ließe sich das Fahrzeugheizgerät montieren, wenn es sämtliche Bauteile beinhaltete und mithin als kompakte Baueinheit mit relativ wenigen Handgriffen montiert werden könnte.

Die Ausbildung des Fahrzeugheizgeräts als kompakte Baueinheit, welche sämtliche wesentlichen Bestandteile des Geräts in sich aufnimmt, ist jedoch nicht ohne weiteres möglich. Ein Grund, der gegen die kompakte Ausbildung des Fahrzeugheizgeräts spricht, ist z. B. das oben erwähnte Erfordernis, daß die elektronischen Bauteile des Steuergeräts nicht übermäßig stark erwärmt werden dürften. Wenn man aber das Steuergerät in geringer Entfernung zu dem Wärmetauscher anordnet, wird eine ausreichende Kühlung der elektronischen Bauteile des Steuergeräts möglicherweise nicht gewährleistet.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fahrzeugheizgerät der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem auf jeden Fall dafür gesorgt ist, daß auch bei einer kompakten Bauweise des Fahrzeugheizgeräts die elektronischen Bauelemente des Steuergeräts nicht übermäßig stark erwärmt werden.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Fahrzeugheizgerät der oben genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß das Steuergerät am Gebläsegehäuse befestigt und mindestens eine Wärmeleitverbindung zwischen dem Gebläsegehäuse und dem Steuergerät gebildet ist.

Durch die große Nähe zwischen Steuergerät und Verbrennungsluftgebläse besteht zwar einerseits eine gewisse Nähe zu dem elektrischen Antriebsmotor des Gebläses, so daß von dem Antriebsmotor Wärme zu den Bauelementen des Steuergeräts gelangen kann, jedoch läßt sich dieser Einfluß praktisch vernachlässigen, weil durch die Wärmeleitverbindung zwischen Gebläsegehäuse und Steuergerät gewährleistet ist, daß die von den elektronischen Bauelementen, insbesondere den elektronischen Leistungsbauelementen des Steuergeräts erzeugte Verlustwärme gut in das Gebläsegehäuse abgeleitet werden kann. Das Gehäuse des Verbrennungsluftgebläses ist naturgemäß eine der kühlsten Stellen des gesamten Fahrzeugheizgeräts, da im Betrieb des Geräts stets ein relativ kühler Luftstrom durch das Gebläse strömt. Wenn das Steuergerät z. B. Treibertransitoren zum Treiben der Brennstoffdosierpumpe oder dgl. enthält, so entwickeln die Transistoren erhebliche Verlustleistung. Diese als Wärme in Erscheinung tretende Verlustleistung wird durch die erfindungsgemäße Anordnung des Steuergeräts über das Verbrennungsluftgebläse mühelos abgeleitet.

In einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß Bauteile des Steuergeräts auf einer Schaltungsplatine angeordnet sind, daß die Schaltungsplatine mit einer Wärmeleitplatte verbunden ist, und daß auf der an dem Gebläsegehäuse angebrachten Wärmeleitplatte zumindest ein Teil der Bauelemente des Steuergeräts gelagert ist. Wie gesagt, geht es hier in erster Linie um die Leistungsbauelemente, die in Betrieb derartig viel Verlustleistung in Form von Wärme produzieren, daß eine spezielle Kühlung unerläßlich ist.

Eine geometrisch besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß die Wärmeleitplatte senkrecht zur Schaltungsplatine angeordnet, vorzugsweise mit dieser einstückig verbunden ist. Man kann durch diese Ausgestaltung die elektronischen Leistungsbauelemente des Steuergeräts flächig auf der Wärmeleitplatte lagern und die parallel zu der Wärmeleitplatte von dem Bauelement ab stehenden Anschlüsse in die dafür vorgesehenen Kontaktierungslöcher der Schaltungsplatine führen. Die Wärmeleitplatte wird dann auf der dem Antriebsmotor zugewandten "Unterseite" des Seitenkanalgebläses des Verbrennungsluftgebläses angeordnet. Üblicherweise sind die Gebläse bei den hier in Rede stehenden Fahrzeugheizgeräten als Seitenkanalgebläse ausgeführt, so daß sich die oben angegebene Anbringung der Wärmeleitplatte des Steuergeräts empfiehlt.

Eine besonders wichtige, aber gleichzeitig gute Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Platzes wird dadurch erreicht, daß die Wärmeleitplatte eine flächig am Gebläsegehäuse angebrachte Grundplatte und einen daran angeformten Fortsatz aufweist, und daß an dem Fortsatz ein oder mehrere Leistungsbauelemente gelagert sind, deren elektrische Anschlüsse mit der Platine verbunden sind. Die Leistungsbauelemente brauchen also nicht direkt auf der Grundplatte, welche flächig an dem Verbrennungsluftgebläse-Gehäuse anliegt, angebracht zu werden, auch bei Anbringung an dem erwähnten Fortsatz wird eine ausreichende Wärmeableitung erreicht.

Die raumsparende Anordnung gemäß der Erfindung wird noch dadurch verbessert, daß das Steuergerät derart an dem Gebläsegehäuse angebracht ist, daß es sich etwa parallel zu der Längsachse des Gebläsemotors erstreckt. Üblicherweise ist der Motor von zylindrischer Form, deren Durchmesser geringer ist als der Durchmesser des Seitenkanalgebläses. Verlängert man den Außenumfang des Seitenkanalgebläses entlang der Drehachse des Motors des Gebläses, so ergibt sich im Umfangsbereich des Antriebsmotors ein Raum, welcher erfindungsgemäß zur Unterbringung der Bauteile des Steuergeräts genutzt wird. Hierdurch wird eine äußerst kompakte Bauweise erreicht, wobei aber dennoch aufgrund der speziellen Anbringung der Wärmeleitplatte des Steuergeräts an dem Verbrennungsluftgebläse eine ausreichende Kühlung der Leistungsbauelemente gewährleistet ist.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische, teilweise geschnittene Draufsicht auf ein Verbrennungsluftgebläse mit einem Teil eines Steuergeräts;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht wesentlicher Teile des Steuergeräts mit Schaltungsplatine, Wärmeleitplatte, Steckverbinder und elektronischer Leistungsbauelemente; und

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Steuergeräts nach Fig. 2, jedoch durch ein Steuergerätegehäuse abgedeckt.

Die wesentlichen Bauteile eines Fahrzeugheizgeräts wurden oben bereits erwähnt und sind in den Zeichnungen nicht im einzelnen dargestellt. Der Fachmann weiß jedoch, wie derartige Fahrzeugheizgeräte aufgebaut sind, so daß hier auf eine ausführliche Erläuterung des grundsätzlichen Aufbaus solcher Heizgeräte verzichtet werden kann.

Fig. 1 zeigt in Draufsicht ein Verbrennungsluftgebläse 2 mit einem elektrischen Gebläsemotor 4 und einem Gebläsegehäuse 6. Der Gebläsemotor 4 hat etwa zylindrische Form, und konzentrisch dazu verläuft eine nicht dargestellte Antriebswelle, an deren oberem Ende das Laufrad eines Seitenkanalgebläses angeordnet ist. Die Elemente des Seitenkanalgebläses sind innerhalb des Gebläsegehäuses 6 gestrichelt angedeutet.

Wenn man sich die Umfangswand des Gebläsegehäuses 6 in Fig. 1 nach unten fortgesetzt denkt, ergibt sich außerhalb des Gebläsemotors 4 ein Ringraum, welcher hier zur Aufnahme des Steuergeräts des Fahrzeugheizgeräts verwendet wird. Der genannte, den Gebläsemotor 4 umgebende Raum kann von einer Abdeckung 24 verschlossen sein.

Fig. 2 zeigt in perspektivischer Ansicht ein Steuergerät 12 mit einem Steckverbinder 14, der ebenso wie die Leistungsbauelemente 18 und 20 sowie zusätzliche, in der Zeichnung nicht dargestellte Bauelemente auf einer Platine 16 montiert ist. Die Platine 16 ist als übliche Schaltungsplatine ausgebildet, deren Grundriß an die hier nicht näher interessierende Querschnittsform des Fahrzeugheizgeräts angepaßt ist.

Senkrecht zu der Ebene der Platine 16 verläuft eine Wärmeleitplatte 8, die fest mit der Platine 16 verbunden ist und aus einer flächigen Grundplatte 8a und einem sich daran senkrecht anschließenden Fortsatz 8b besteht. Die Wärmeleitplatte 8 besteht aus wärmeleitendem Aluminium.

An den Rändern der Grundplatte 8a befinden sich Bohrungen 10, die dazu dienen, das gesamte in Fig. 2 dargestellte Steuergerät mittels Schrauben 9 an einer Unterseite 6a des Gebläsegehäuses 6 zu befestigen. Wie in Fig. 1 zu sehen ist, liegt die in Fig. 2 oben sichtbare Oberseite der Grundplatte 8a flächig an der Unterseite des Gebläsegehäuses 6 an, so daß eine gute Wärmeübertragung zwischen diesen Teilen möglich ist. Das Gebläsegehäuse 6 ist während des gesamten Betriebs des Fahrzeugheizgeräts stets relativ kalt, so daß Wärme, die zu der Grundplatte 8a gelangt, rasch auf das Gebläsegehäuse 6 übertragen wird.

Wie weiter aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind elektronische Leistungsbauelemente 18 und 20 auf der in Fig. 2 sichtbaren Vorderseite des Fortsatzes 8b und auf dessen Rückseite angeordnet. Durch die flächige Anbringung der Leistungsbauelemente 18 und 20 wird die in den Leistungsbauelementen entstehende Verlustwärme gut an das Material des Fortsatzes 8b geleitet, um von dort zu der Grundplatte 8a zu gelangen. Die Leistungsbauelemente 18, 20 sind mit Anschlußstiften 22 elektrisch mit den entsprechenden Leiterbahnen auf der Schaltungsplatine 16 verbunden. Zur Vereinfachung der Darstellung sind diese Leiterbahnen in den Zeichnungen nicht dargestellt.

Fig. 3 zeigt das Steuergerät 12 nach Fig. 2 in einem Zustand, in dem es von einem Steuergerätegehäuse 30 abgedeckt ist. Man erkennt eine Ausnehmung 28, in welche sich ein Teil der Außenwand des Gebläsemotors 4 einfügt.

Die oben erläuterten Maßnahmen zur Kühlung, nämlich die Lagerung der Leistungsbauelemente 18 und 20 an der Wärmeleitplatte 8, die auf der Unterseite 6a des Gebläsegehäuses 6 befestigt ist, gewährleistet eine ausreichende Kühlung. Zur Sicherheit kann man eine zusätzliche Belüftung in dem Steuergerätegehäuse 30 vorsehen, so daß das Innere des Gehäuses 30 noch von einem Luftstrom durchzogen wird.

Der Steckverbinder 14 ist ein Buchsenteil und ermöglicht ein rasches Anschließen des Steuergeräts an die einzelnen Bauteile des Fahrzeugheizgeräts über einen Kabelstrang, an dessen Ende sich ein zu dem Steckverbinder 14 passender Steckverbinder befindet.

Claims (5)

1. Fahrzeugheizgerät, mit einem Brenner, der von einem ein Gebläsegehäuse (6) aufweisenden Verbrennungsluftgebläse (2) Verbrennungsluft und von einer Brennstoffdosierpumpe Brennstoff zugeführt werden, um in einer von einem Wärmetauscher umgebenen Brennkammer eine Flamme zu erzeugen, und mit einem auf einer Schaltungsplatine (16) angeordnete elektronische Bauteile (18, 20) aufweisenden Steuergerät (12) zum Steuern des Betriebs des Fahrzeugheizgeräts, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (12) am Gebläsegehäuse (6) befestigt und mindestens eine Wärmeleitverbindung zwischen dem Gebläsegehäuse (6) und dem Steuergerät (12) gebildet ist.

2. Fahrzeugheizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Bauteile (14, 18, 20) des Steuergeräts auf der Schaltungsplatine (16) angeordnet sind, daß die Schaltungsplatine (16) mit einer Wärmeleitplatte (8) verbunden ist, und daß auf der an dem Gebläsegehäuse (6) angebrachten Wärmeleitplatte (8) zumindest ein Teil der Bauelemente (18, 20) des Steuergeräts (12) gelagert ist.

3. Fahrzeugheizgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitplatte (8) senkrecht zur Schaltungsplatine (16) angeordnet, vorzugsweise mit dieser einstückig verbunden ist.

4. Fahrzeugheizgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitplatte eine flächig an dem Gebläsegehäuse (6, 6a) angebrachte Grundplatte (8a) und einen daran angeformten Fortsatz (8b) aufweist, und daß an dem Fortsatz ein oder mehrere Leistungsbauelemente (18, 20) gelagert sind, deren elektrische Anschlüsse (22) mit der Schaltungsplatine (16) verbunden sind.

5. Fahrzeugheizgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (12) derart an dem Gebläsegehäuse (6) angebracht ist, daß es sich etwa parallel zu der Längsachse des Gebläsemotors (4) erstreckt.