DE60036767T2

DE60036767T2 - Heizungs- und/oder Klimaanlage mit einem Motorlüfter

Info

Publication number: DE60036767T2
Application number: DE60036767T
Authority: DE
Inventors: Jean Guillemin; Gilbert Terranova; Christophe Aloup
Original assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Current assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 2000-09-27
Publication date: 2008-07-24
Anticipated expiration: 2020-09-28
Also published as: FR2798988A1; JP2001165462A; EP1089415B1; ES2293881T3; EP1089415A1; DE60036767D1; US6332759B1; FR2798988B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Heiz- und/oder Klimaeinrichtung, die einen Lüftersatz umfasst, der einen Motor, ein Modul zum Ändern der Geschwindigkeit des Motors, ein vom Motor angetriebenes Lüfterrad und ein Spiralgehäuse umfasst, in dessen Inneren der Motor untergebracht ist und das einen Austrittskanal für einen Luftstrom in der Peripherie des Lüfterrads definiert.
In einer solchen Einrichtung muß das Modul zum Ändern der Geschwindigkeit des Motors einer gewissen Anzahl von Zwängen insbesondere bezüglich des Abführens von durch das Modul erzeugten Wärme sowie hinsichtlich der elektromagnetischen Störungen entsprechen. Das Einsetzen eines Moduls vom Typ Pulsweitenmodulation beinhaltet beispielsweise das Einsetzen von Leistungsimpulsschaltungen, die elektromagnetische Strahlungen erzeugen, welche insbesondere über Verbindungsdrähte abwärts zum Motor und aufwärts zur Modul-Steuerelektronik und zu den Drahtzuleitungen übertragen werden. Die Normen der elektromagnetischen Interferenzen EMI begrenzen die erlaubte Strahlung, so dass die Modulen, insbesondere die Modulen mit Pulsweitenmodulation PWM sowie auch der Motor Filter umfassen.
Wie im US-Patent 5 070 267 gelehrt wird, ist es zwar möglich, das Steuermodul vollständig innerhalb des Motors unterzubringen, dies zwingt jedoch dazu, den Motor spezifisch auszuführen, und in einem solchen Fall ist es überhaupt nicht denkbar, bereits vorhandene Standard-Motoren zu verwenden. Zudem bringt das Einsetzen einer solchen Integrierung nicht vernachlässigbare Kostenprobleme mit sich.
Es ist zudem vorgeschlagen worden, das Modul außerhalb des Motors anzubringen, dies geht jedoch mit dem Vorhandensein von Verbindungsdrähten zwischen dem Modul und dem Motor einher, die das Lösen des Problems mit den elektromagnetischen Interferenzen EMI nicht leichter machen.
Die elektromagnetischen Interferenzen EMI werden durch Strahlung an den Verbindungsdrähten, die Antennen bilden, und/oder an den Netzkabeln des Moduls erzeugt, was die elektronischen Geräte (Autoradio, usw.) stören kann.
Die Dokumente FR-A-2 742 813 und DE-A-19824342 beschreiben jeweils eine Einrichtung des oben erwähnten Typs.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Heiz- und/oder Klimaeinrichtung, die es ermöglicht, die zuvor erwähnten Probleme mindestens teilweise zu lösen.
Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung eine Heiz- und/oder Klimaeinrichtung, die einen Lüftersatz umfasst, der einen Motor, ein Modul zum Ändern der Geschwindigkeit des Motors, ein vom Motor angetriebenes Lüfterrad und ein Spiralgehäuse umfasst, in dessen Inneren der Motor untergebracht ist und das einen Austrittskanal für einen Luftstrom in der Peripherie des Lüfterrads definiert, dadurch gekennzeichnet, dass das Geschwindigkeitsänderungsmodul in der Peripherie des Motors angeordnet ist und einen elektrischen Stecker, der in einen komplementären Stecker des Motors eingesteckt ist, sowie mindestens eine Wand aus wärmeleitendem Material aufweist, die mit dem Austrittskanal des Spiralgehäuses in Verbindung steht, um das Modul abzukühlen.
Dank einer direkten Verbindung zwischen dem Modul und dem Motor ermöglicht es diese Anbringung, die durch die Verbindungsdrähte zwischen den dem Modul und dem Motor erzeugten elektromagnetischen Interferenzen zu vermeiden, und zudem ermöglicht die Einbaustellung, mindestens eine Abkühlungswand mit aus dem Lüfterrad oder Gebläse kommender Luft leicht in Kontakt zu bringen.
Insbesondere kann mindestens eine Wand in einer Öffnung angeordnet sein, die in den Austrittskanal des Spiralgehäuses mündet. Das Abkühlen kann dadurch verbessert werden, dass mehrere dieser Wände so angeordnet sind, dass Kühlflügel gebildet werden.
Es ist vorteilhaft, dass mindestens eine Wand an einer Wand der Öffnung entlangläuft, die im Spiralgehäuse ausgebildet ist und in den Austrittskanal mündet, da dies insbesondere den Einbau erleichtert, indem eine Referenzfläche gebildet wird, die einen Anschlag bildet, wenn der Stecker in der Verbindungsendstellung ist.
Vorzugsweise ist die Öffnung Teil eines Kühlkanals des Motors, der im Luftstrom des Austrittkanals des Spiralgehäuses Luft entnimmt.
Das Modul kann eine Fläche aufweisen, die sich an einer Fläche des Spiralgehäuses abstützt, die eine Seite des Austrittskanals bildet.
Das Modul kann vorteilhafterweise die Form eines Kreissektors haben, so das es sich an die Außenkontur des Spiralgehäuses anschmiegt.
Die Bauteile des Moduls sind vorteilhafterweise in einem Gehäuse angeordnet sind, das mindestens einen Teil aus Metall oder verstärktem Kunststoff aufweist.
Vorteilhafterweise weist das Gehäuse mindestens zwei Fächer auf, die durch mindestens eine Trennwand getrennt sind, wodurch eine thermische Trennung und/oder eine Isolierung gegen elektromagnetische Störungen ermöglicht sind. Insbesondere kann ein Fach mindestens eine Eintrittsdrossel des Moduls umfassen.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform ist ein Luftumlaufkanal im Inneren des Moduls ausgebildet, der einen Eintritt, der mit einem ersten Bereich des Austrittskanals des Spiralgehäuses verbunden ist, und einen Austritt, der mit einem zweiten Bereich des Austrittskanals des Spiralgehäuses verbunden ist, besitzt, welcher bezogen auf die Umlaufrichtung des Luftstroms im Austrittskanal dem ersten Bereich vorgeschaltet ist.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform läuft ein Luftumlaufkanal an einer unteren Fläche des Moduls entlang und ist mit dem Austrittskanal über mehrere Öffnungen verbunden, um im Austrittskanal einen Luftstrom zu entnehmen, der an der unteren Fläche des Moduls entlangläuft, um dieses abzukühlen.
Die Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich besser beim Lesen der nachfolgenden, beispielhaft und nicht einschränkend angegebenen Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen, in welchen:
die 1 ein Modul darstellt, das auf einem Spiralgehäuse angebracht ist, von welchem nur die untere Hälfte des Spiralgehäuses dargestellt ist;
die 2a, 2b und 2c ein Element des Gehäuses des Moduls darstellen, das die Flügel trägt und mit dem Spiralgehäuse in Kontakt kommt,
die 2d ein Schema mit der im Modul eingebrachten gedruckten Schaltung ist;
die 2e eine vereinfachtes Schema ist, welches das Filter zum Schützen des Moduls und des Motors veranschaulicht;
die 3 ein Element des Spiralgehäuses, nämlich eine untere Hälfte eines Spiralgehäuses darstellt, auf welcher das Modul anzubringen ist,
und die 4a und 4b jeweils den Schnitt BB und AA einer Ausführungsvariante der Erfindung darstellen.
Insbesondere in Bezug auf die 1 und 3 erfolgt das Anbringen des Moduls 9 auf dem Spiralgehäuse 1 so, dass ein Stecker 160 des Moduls 9 durch eine Öffnung 8 eines Elements 2 des Spiralgehäuses (beispielsweise die Hälfte des Spiralgehäuses oder Motorträgers 2) in einen entsprechenden Stecker des Motors M eingesteckt wird, wobei in dieser Einbaustellung mindestens eine Wand 105 (insbesondere 2a, 2c) eines unteren Gehäuseteils 100 in einer Öffnung 7 des Spiralgehäuseelements 2 aufgenommen ist, wobei diese Öffnung 7 in einen Austrittskanal 4 des Spiralgehäuses mündet, der sich ausgehend von einem Eintrittsbereich 41 um einen Lüfter oder ein Gebläse herum erstreckt, wobei er sich allmählich zu einem Austritt 42 erweitert. Diese Öffnung 7 kann insbesondere auch dazu verwendet werden, das Abkühlen des Motors hinter der Kühlung des Moduls zu bewerkstelligen.
Das Speisen dieser Öffnung 7 mit Luft erfolgt in natürlicher Weise unter der Wirkung des dynamischen Drucks der im Austrittkanal 4 zirkulierenden Luft. Wie in den 1 und 3 zu sehen ist, ist anzumerken, dass das Modul 9 aus einem oberen Gehäuse 90 und einem unteren Gehäuse 100 besteht, die über Halterungen 93, 113 verbunden und so angeordnet sind, dass sie sich an einer Fläche 5 des Spiralgehäuses abstützen, die eine Umrandung bildet, welche den den Motor M umgebenden Austrittkanal 4 einfallt. Insbesondere ist das Modul 9 in der Nähe des Eintritts 41 des Austrittskanals 4 und in etwa in der ersten Hälfte des Winkelraumes angeordnet, der von diesem Kanal eingenommen ist. Diese Anordnung ist insofern günstig, als einerseits durch das Anbringen vom Modul 9 axial kein zusätzlicher Raum benötigt wird, und andererseits weil dieser den Motor M umgebende Raum in der Nähe des Eintritts 41 des Kanals 4 meist nicht ausgenutzt wird und daher ohne Weiteres eingenommen werden kann.
Wie in den 2a bis 2c insbesondere gezeigt, weist der untere Teil 100 des Gehäuses 9 des Moduls einen Boden 101 auf, der auf der eine Umrandung des Elements 2 des Spiralgehäuses 1 bildenden Fläche eine konkave Innenfläche 103 abstützt, an deren eines Ende sich eine Aufnahme 102 für den Stecker befindet und an deren anderen Ende das Kühlelement 104 angeordnet ist, das mindestens eine Kühlwand 105 und gegebenenfalls zusätzliche Flügel 106 aufweist. Im dargestellten Beispiel ist diese Wand 105 am Ende des Moduls 9 angeordnet und läuft entlang der Fläche 71 der Öffnung 7 in der Einbaustellung des Moduls, wenn der Stecker 160 vollständig im komplementären Stecker des Motors M eingerastet ist.
Die Gehäusehälfte 100 weist auch Querstreben 120 auf, die das Abringen einer in 2d schematisch dargestellten gedruckten Schaltung 170 ermöglicht. Diese Schaltung 170 weist elektrische Einspeisungskontakte 175 und verschiedene elektrische Spulenbauteile wie zum Beispiel eine Eintrittsdrossel L₀, kapazitive elektrische Bauteile (C5, C7, C9, usw.) sowie Transistoren (T1, T2, T3) und/oder einen Thyristor THR auf. Um von einem Element zum nächsten eine zu schnelle thermische Ausbreitung zu verhindern, weist das Gehäuse vorteilhafterweise mindestens zwei Fächer 111 und 112 auf, die durch eine Trennwand (oder mehrere Trennwände) 110 getrennt sind, was, wie dargestellt, insbesondere ermöglicht, die zu diesem Zweck in dem Fach 111 angeordnete Eintrittsdrossel L₀ zu isolieren, das dem Wärmetauscher 104 angrenzt und durch die Trennwand 110 vom Fach 112 getrennt ist, das die weiteren Bauteile der Schaltung trägt. Zudem ermöglicht das Einsetzen einer Trennwand 110 aus Metal eine gewisse elektromagnetische Immunität gegenüber dem Erscheinen der elektromagnetischen Interferenzen zwischen den beiden Fächern sicherzustellen.
Wenn das Modul 9 auf dem Spiralgehäuse 1 angebracht ist, steht die untere Fläche 180 der Gehäusehälfte 100 mit der eine Umrandung bildenden Wand 5 in Kontakt, ist der Stecker 160 im entsprechenden Stecker des Motors und da eingerastet, wo die Wände 105 und/oder 106 in der Öffnung 7 so positioniert sind, dass sie durch den Luftstrom des Kanals 4 durchströmt sind. Endlaschen 140, 150 ermöglichen es, das eingesetzte Gehäuse 100 zu haltern.
Die gewählte Geometrie eines kreissektorförmigen Gehäuses ermöglicht eine in drei Schritten erfolgende einfache Anbringung, nämlich eine Phase der Zustellung, die im Wesentlichen parallel zur Achse X erfolgt, um die Wand 105 über der Öffnung 7 und den Stecker 160 in der Nähe des entsprechenden Steckers zu positionieren, eine Eintauchposition in Richtung der Achse OZ, um die Wand 105 in die Aufnahme 7 absenken zu lassen und den Stecker 160 in eine Position zum Ankoppeln mit dem komplementären Stecker zu bringen, und schließlich eine Phase der Verbindung parallel zur Achse X, um den Stecker 160 in den komplementären Stecker einzustecken und die Wand 105 in der Nähe der Wand 71 oder im Anschlag gegen diese anzuordnen.
Um das Übertragen von Vibrationen auf die Karte zu vermeiden, ist der Stecker 160 des Moduls vorteilhafterweise von der Karte beispielsweise über eine Zwischendichtung aus weichem Elastomer entkoppelt.
Das Abdichten kann leicht durch Zusammenwirken der Öffnungen des Moduls mit den Öffnungen des Trägers über herkömmliche Dichtmittel wie Lippen, Elastomerdichtungen, usw. ausgeführt werden.
Die Durchführung einer direkten Verbindung zwischen dem Modul und dem Motor ermöglicht es, im Falle eines Moduls vom Typ PWM, für welches die abzuleitende Leistung in der Größenordnung von 20 W ist (siehe 2e), am Motor M auf einen zwischen den Enden der Drossel L und L' parallel geschalteten Kondensator CO und am Modul auf eine Reihendrossel L1 zu verzichten. Beide somit weggelassene Elemente sind in der 2e gestrichelt dargestellt.
Bei Bedarf könnte das Kühlen verbessert werden, indem Luft durch das Modul selbst so zirkuliert, dass sie die Bauelemente der gedruckten Schaltung unmittelbar durchflutet. Hierzu könnte das Modul mit einem Luftkanal versehen sein, der die Luft aus dem Luftstrom in der Öffnung 7 entnimmt und sie in den Kanal 4 stromaufwärts in Luftstromumlaufrichtung wieder einströmen läßt. Dieser Luftumlauf gegen den Strom ist nämlich möglich, da der dynamische Druck vom Eintritt 41 des Kanals 4 bis zu dessen Austritt 42 zunimmt.
Gemäß einer in den 4a und 4b dargestellten Variante ist das Modul 9 mittels Wände 193, 194, 195, 196 erhöht, die in ihrem oberen Teil mit Dichtmitteln 197 so versehen sind, dass sie einen Kanal 190 freilegen, der mit dem Austrittkanal 4 über Öffnungen 191 und 192 verbunden ist, die beispielsweise in der Wand 5 des Spiralgehäuses (beispielsweise Gehäusehälfte oder Motorträger 2) ausgebildet sind und den Durchfluß eines Luftstroms ermöglichen, der entlang der unteren Wand 180 des Moduls 9, die gegebenenfalls mit nicht dargestellten Flügeln versehen ist, so fließt, dass das Abkühlen des Moduls gewährleistet ist. Der Kanal 190 entnimmt somit die Luft aus dem Luftstrom des Kanals 4 über mindestens eine Öffnung und läßt sie in den Kanal 4 über mindestens eine Öffnung wieder einströmen.

Claims

Heiz- und/oder Klimaeinrichtung, die einen Lüftersatz umfasst, der einen Motor (M), ein Modul (9) zum Ändern der Geschwindigkeit des Motors, ein vom Motor (M) angetriebenes Lüfterrad und ein Spiralgehäuse (1) umfasst, in dessen Inneren der Motor (M) untergebracht ist und das einen Austrittskanal (4) für einen Luftstrom in der Peripherie des Lüfterrads definiert, dadurch gekennzeichnet, dass das Geschwindigkeitsänderungsmodul (9) in der Peripherie des Motors (M) angeordnet ist und einen elektrischen Stecker (160), der in einen komplementären Stecker des Motors (M) eingesteckt ist, sowie mindestens eine Wand (105, 106, 180) aus wärmeleitendem Material aufweist, die mit dem Austrittskanal (4) des Spiralgehäuses (1) in Verbindung steht, um das Modul (9) abzukühlen.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Wand (105, 106) in einer Öffnung (7) angeordnet ist, die in den Austrittskanal (4) des Spiralgehäuses (1) mündet.
Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Wand (105, 106) an einer Wand (71) der Öffnung (7) entlangläuft, die im Spiralgehäuse (1) ausgebildet ist und in den Austrittskanal (4) mündet.
Einrichtung nach einen der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (7) Teil eines Kühlkanals des Motors (M) ist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrere Wände aufweist, die Kühlflügel bilden.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (9) eine Fläche (180) aufweist, die sich an einer Fläche (5) des Spiralgehäuses (1) abstützt, die eine Seite des Austrittskanals (4) bildet.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (9) die Form eines Kreissektors hat.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile des Moduls in einem Gehäuse (90, 100) angeordnet sind, das mindestens einen Teil (100) aus Metall oder verstärktem Kunststoff aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (90, 100) mindestens zwei Fächer (111, 112) aufweist, die durch mindestens eine Trennwand (110) getrennt sind, wodurch eine thermische Trennung und/oder eine Isolierung gegen elektromagnetische Störungen ermöglicht sind.
Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fach (111) mindestens eine Eintrittsdrossel (L₀) des Moduls (9) umfasst.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Luftumlaufkanal im Inneren des Moduls aufweist, der einen Eintritt, der mit einem ersten Bereich des Austrittskanals (4) des Spiralgehäuses (1) verbunden ist, und einen Austritt, der mit einem zweiten Bereich des Austrittskanals (4) des Spiralgehäuses (1) verbunden ist, besitzt, welcher bezogen auf die Umlaufrichtung des Luftstroms im Austrittskanal (4) dem ersten Bereich vorgeschaltet ist.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Luftumlaufkanal (190) aufweist, der an einer unteren Fläche (180) des Moduls (9) entlangläuft und mit dem Austrittskanal (4) über mehrere Öffnungen (191, 192) verbunden ist, um im Austrittskanal (4) einen Luftstrom zu entnehmen, der an der unteren Fläche (180) des Moduls (9) entlangläuft, um dieses abzukühlen.
Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul vom Typ mit Pulsweitenmodulation (PWM) ist.