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Hintergrund
der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine Motorventilator-Gruppe insbesondere für eine Heiz-
und/oder Klimatisierungsanlage, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.
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Bei
einer solchen Anwendung ist es bekannt, eine Motorventilator-Gruppe
vom Typ mit einem Spiralgehäuse,
einer Turbine, die im Spiralgehäuse
untergebracht ist, um darin einen Luftstrom zu erzeugen, einem Motor
zum Antreiben der Turbine, einem Träger für den Motor, der auch einen
Verschlussdeckel des Spiralgehäuses
an einer Seite desselben bildet, und einem Modul zur Steuerung des
Motors zu verwenden, mit der es möglich ist, die Geschwindigkeit
des Motors je nach Bedarf zu variieren.
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Die
EP-A-652 375 zeigt eine Motorventilator-Gruppe 10 mit einem
Spiralgehäuse 12,
einer Turbine 14, die im Spiralgehäuse untergebracht ist, um darin
einen Luftstrom zu erzeugen, einem Motor 16 zum Antreiben
der Turbine, einem Träger 30 für den Motor,
der auch einen Verschlussdeckel des Spiralgehäuses an einer Seite desselben
bildet, einem Modul 36 zur Steuerung des Motors und zumindest einem
Heizkörper 38,
der Wärme
abstrahlt, die von Komponenten des Steuermoduls erzeugt wird, und der
dem Luftstrom ausgesetzt ist, der im Spiralgehäuse erzeugt wird, wobei das
Steuermodul 36 an dem Motorträgerdeckel 30 an dessen
Außenseite montiert
ist.
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Ein
zu lösendes
Problem liegt in der Kühlung des
Motorsteuermoduls. Dazu ist es bekannt, dem Steuermodul einen oder
mehrere Heizkörper
zuzuordnen, um die von den elektrischen und elektronischen Komponenten
dieses Moduls erzeugte Wärme abzustrahlen.
Insbesondere wurde vorgeschlagen, den bzw. die Heizkörper dem
Luftstrom auszusetzen, der in dem Spiralgehäuse erzeugt wird, jedoch durch Anordnung
der Heizkörper
am Auslass des Spiralgehäuses,
was eine Entfernung zwischen den Komponenten des Steuermoduls und
dem zu steuernden Motor erforderlich macht.
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Ferner
werden durch vorhandene Heizkörperstege,
die in relativ großem
Abstand in den aus dem Spiralgehäuse
ausströmenden
Luftstrom treten, Strömungswiderstände und
Lärm verursacht.
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Gegenstand
und Zusammenfassung der Erfindung
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Die
Erfindung zielt darauf ab, das Problem der Kühlung des Steuermoduls zu lösen und
dabei die Möglichkeit
aufrechtzuerhalten, das Modul möglichst
nahe am Motor unterzubringen, um die elektrischen Verbindungen und
den Platzbedarf zu vermindern und dabei eine bequeme Demontage und
erneute Montage des Steuermoduls zu gestatten, falls dies erforderlich
ist, und eine wirkungsvolle Kühlung desselben
zu gewährleisten.
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Dieses
Ziel wird erreicht mit einer Motorventilator-Gruppe vom Typ, wie
einleitend in der vorliegenden Beschreibung definiert ist und bei
der das Steuermodul an dem Motorträgerdeckel auf der Außenseite
desselben montiert ist und bei welcher der bzw. jeder Wärme abstrahlende
Heizkörper,
der dem Steuermodul zugeordnet ist, zumindest teilweise durch zumindest
eine Öffnung
eingeführt
ist, die im Motorträgerdeckel
gebildet ist und seitlich in das Spiralgehäuse mündet.
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Somit
kann eine wirkungsvolle Kühlung
dadurch erreicht werden, dass der bzw. die Heizkörper des Steuermoduls den im
Spiralgehäuse
herrschenden starken Luftverwirbelungen ausgesetzt werden, wobei
eine bequeme Demontage und erneute Montage des Steuermoduls möglich ist,
da dieses bei Bedarf aus der Motorventilator-Gruppe herausgenommen
werden kann, ohne dabei die Demontage des Motorträgerdeckels
zu erfordern.
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Vorteilhaft
enthält
das Steuermodul zumindest einen Heizkörper, der mehrere Teile aufweist, die
durch getrennte Öffnungen
entsprechender Form eingeführt
sind. Die Ausbildung mehrerer Öffnungen anstatt
von nur einer gezwungenermaßen
größeren Öffnung ermöglicht es,
die Steifigkeit des Motorträgerdeckels
nicht zu beeinträchtigen.
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Der
bzw. jeder Heizkörper
ist in eine Öffnung eingeführt, die
vorteilhaft in einem Bereich gebildet ist, der zwischen der Außenkontur
des Motorträgerdeckels
und dem der Turbine gegenüberliegenden Mittelteil
desselben liegt. Auf diese Weise steht der bzw. jeder Heizkörperteil
seitlich in das Spiralgehäuse
außerhalb
der Wegstrecke der Turbine vor.
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Die
Eindringtiefe des bzw. jedes Heizköperteils in das Spiralgehäuse ist
damit nicht durch das Erfordernis begrenzet, nicht mit der Turbine
zu interferieren.
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Um
jedoch das Verursachen von unerwünschtem
Lärm zu
vermeiden, kann diese Eindringtiefe relativ vermindert sein und
beispielsweise zwischen 1 mm und 20 mm, vorzugsweise zwischen 1 mm
und 15 mm betragen.
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Wenn
der bzw. jeder Heizkörper
zumindest teilweise geringfügig
in das Innere des Spiralgehäuses
eindringt bzw. praktisch bündig
auf der Seite desselben liegt, kann eine ausreichende Luftaustauschfläche vorliegen,
indem die Abmessungen gemessen in der Ebene der Seite des Spiralgehäuses und
dadurch die Abmessungen der Öffnung
bzw. Öffnungen vergrößert werden,
die in dem Motorträgerdeckel ausgebildet
sind.
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In
bekannter Weise kann die Austauschfläche auch dadurch erhöht werden,
dass der bzw. jeder Heizkörper
mit Reliefs unterschiedlicher Formen ausgestattet wird, wie etwa
beispielsweise mit gekrümmten
Rippen oder Stiften.
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Die
Erfindung hat auch eine Heiz- und/oder Klimatisierungsanlage für Kraftfahrzeuge
mit einer Motorventilator-Gruppe zum Gegenstand, wie sie vorangehend
definiert ist.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnung
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Die
Erfindung wird beim Lesen der nachfolgenden Beschreibung besser
verständlich,
die sich beispielhaft, aber nicht einschränkend versteht, und zwar anhand
der beiliegenden Zeichnung, worin zeigt:
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1 eine
sehr schematische Ansicht einer Heiz- und/oder Klimatisierungsanlage
für Kraftfahrzeuge,
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2 eine
Draufsicht einer Motorventilator-Gruppe nach einer Ausführungsform
der Erfindung,
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3 eine
Teilseitenansicht der Motorventilator-Gruppe aus 2,
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4 eine
sehr schematische perspektivische Ansicht, welche den Motorträgerdeckel
und die Turbine der Motorventilator-Gruppe aus 2 zeigt,
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5 eine
sehr schematische perspektivische Ansicht in vergrößertem Maßstab, welche
das Motorsteuermodul der Motorventilator-Gruppe aus 2 zeigt,
und
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6 und 7 nähere Ansichten
in vergrößertem Maßstab, welche
Ausführungsvarianten der
Heizkörper
des Motorsteuermoduls in einer Motorventilator-Gruppe, wie etwa
der Gruppe aus 2 bis 5, zeigt.
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Nähere Beschreibung der Ausführungsformen
der Erfindung
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung wird nachfolgend im Rahmen der Anwendung bei einer Heiz-
und/oder Klimatisierungsanlage für
Kraftfahrzeuge beschrieben. Eine erfindungsgemäße Motorventilator-Gruppe ist
jedoch auch für
andere Anwendungen verwendbar, welche das Erzeugen einer Luftströmung oder
einer Strömung
jeglichen anderen Gases erfordert.
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1 zeigt
sehr schematisch eine Luftheiz- und Klimatisierungsanlage, die in
wohl bekannter Weise eine Motorventilator-Gruppe 1 bzw.
einen Lüfter
enthält,
die bzw. der eine Luftströmung 2 in
eine Leitung 3 abgibt. In letzterer sind ein Verdampfer 4 eines
Kühlkreises
(bei vorhandener Luftklimatisierungsfunktion), ein Flüssigkeitswärmetauscher 5,
der von der Kühlflüssigkeit
des Fahrzeugmotors durchströmt
wird, und gegebenenfalls ein elektrischen Zusatzheizkörper 6 angeordnet.
Im Klimatisierungsmodus wird die Luft in einen Durchgang 7 in
Ableitung vom Heizkörper 5 umgelenkt.
Den Heizkörpern 5 und 6 nachgelagert
gibt die Leitung 3 Luft an Auslassmündungen in den Fahrgastraum
des Fahrzeugs aus. Das Ausgeben und eventuelle Vermischen von Luft
erfolgt mit Hilfe von steuerbaren Klappen (nicht dargestellt).
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Die
Motorventilator-Gruppe 1 enthält (1 bis 3)
ein Spiralgehäuse 10,
innerhalb dessen eine Turbine 12 aufgenommen ist. An einer
seiner Seiten 10a weist das Spiralgehäuse eine Öffnung auf, die von einem Deckel 20 verschlossen
ist, welcher einen Träger
für einen
Motor 14 zum Antreiben der Turbine 12 bildet.
Der Motor 14 (schematisch strichpunktiert in 2 und 3 gezeigt)
und die Turbine 12 verlaufen koaxial. Die Turbine ist mit
radialen Schenkeln 12a an der Abtriebswelle 14a des Motors 14 gelagert.
Der Träger 20 begrenzt
eine Lagerung 22 für
den Motor, der seitlich an der Seite 10a des Spiralgehäuses absteht.
Die der Seite 10a entgegengesetzte Seite des Spiralgehäuses weist
eine mittlere Lufteinlassöffnung
auf. Die von der Turbine angesaugte und umgewälzte Luft tritt aus dem Spiralgehäuse 10 über einen
Auslass 10c aus, der an die Leitung 3 angeschlossen
ist.
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In
der erfindungsgemäßen Motorventilator-Gruppe
ist an dem Motorträgerdeckel 20 auf
dessen Außenseite
ein Modul 30 zum Steuern des Motors angebracht, mit dem
der Motor 14 mit einer Geschwindigkeit angetrieben werden
kann, die je nach gewünschtem
Luftdurchsatz am Auslass des Spiralgehäuses veränderlich ist.
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Insbesondere
ist das Modul 30 an einem Teil einer Umrandung 24 des
Motorträgerdeckels 20 angebracht,
welche die Öffnung
der Motorlagerung 22 umgibt. Die Umrandung 24 hat
eine kreisförmige Kontur 24a,
die sich an die seitliche Öffnung 13 anpasst,
welche auf der Seite 10a des Spiralgehäuses ausgebildet ist. Das Verschließen dieser Öffnung erfolgt
beispielsweise über
eine Anbringung vom Typ Viertelumdrehung oder Bajonettverschluss
des Motorträgerdeckels 20 an
der Seite 10a des Spiralgehäuses.
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Vorteilhaft
ist die Achse der Motorlagerung 22 (die mit der Achse von
Motor und Turbine zusammenfällt)
bezüglich
der Achse der Kontur 24a des Motorträgerdeckels versetzt. Auf diese
Weise hat die Umrandung 24 eine variable Breite und das
Modul 30 ist im Bereich 26 der Umrandung 24 mit
größerer Breite
angeordnet. Zum Montieren des Moduls 30 ist ein ausreichender
Abstand vorgesehen, wobei der Gesamtplatzbedarf begrenzt wird.
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Die
Montage des Motors 14 an dem Motorträgerdeckel 20 wird über Schrauben
bzw. Schrauben-Mutter-Einheiten 27 gewährleistet, welche Befestigungszapfen 25 durchsetzen,
die in gezogenen Teilen der Umrandung 24 ausgebildet sind,
in welchen Laschen zum Montieren des Motors aufgenommen sind.
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Das
Steuermodul 30 enthält
eine Leiterkarte (nicht dargestellt), die eine Einheit von elektrischen und
elektronischen Komponenten und Verbindungssteckern 31 trägt, um eine
Versorgungsspannung und Motorgeschwindigkeitssteuersignale zu erhalten und
um die für
den Motor erforderliche Stromversorgung zu gewährleisten. Der Übersicht
halber sind die eingehenden und ausgehenden Verbindungen des Steuermoduls
und des Motors nicht dargestellt. 4 zeigt
jedoch, dass das Steuermodul 30 mit einem Deckel 34 ausgestattet
ist, welcher die Leiterplatte und die von dieser getragenen Komponenten abdeckt
und der an einem Heizkörper 36 befestigt
ist, an dem die Leiterplatte und die von dieser getragenen Komponenten
angeordnet sind.
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Der
Heizkörper 36 enthält an seiner
Innenseite vorspringende Abschnitte, wie etwa Zapfen bzw. Stege 38,
wobei die Zapfen bzw. Stege 38 in Öffnungen 28 des Abschnitts
der Umrandung 24 eingreifen, an dem das Modul 30 befestigt
ist. In dem dargestellten Beispiel haben die Zapfen 38 einen Querschnitt
im wesentlichen in Form von Ringsektoren, wobei die Öffnungen 28 entsprechende
Formen haben.
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Die Öffnungen 28 sind
in einem Bereich der Umrandung 24 ausgebildet, der zwischen
der Kontur 24a und dem der Turbine 12 gegenüberliegenden Mittelbereich
des Motorträgerdeckels
liegt. Somit münden
die Öffnungen 28 seitlich
in das Spiralgehäuse 10 außerhalb
der Wegstrecke der Turbine (die Begrenzung 12a der Wegstrecke
der Turbine ist gestrichelt in 2 angegeben).
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Selbstverständlich können die
Zapfen bzw. Stege 38 in Anzahl und Form variieren, ohne
dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es kann angestrebt
sein, den Heizkörper 36 mit
oder ohne Zapfen bzw. Stege durch eine Öffnung einzuführen, die sich
an seine Form anpasst. Jedoch kann eine solche Öffnung aufgrund ihrer Abmessungen
die Steifigkeit des Motorträgerdeckels 20 beeinträchtigen.
Aus diesem Grund ist die Ausführung
mehrerer Öffnungen 28 mit
kleineren Abmessungen, in welche die vorspringenden Abschnitte des
Heizkörpers
eingreifen, zu bevorzugen. Die Steifigkeit des Motorträgerdeckels
wird dann über
Materialstreifen 28a bewahrt, welche Verstrebungen bilden,
die die Öffnungen
voneinander trennen.
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Auch
ist anzumerken, dass das Steuermodul mit mehreren unterschiedlichen
Heizkörpern
an seinem unteren Bereich versehen sein kann. Je nach Größe dieser
Heizkörper
können
sie vollständig
oder teilweise über
Reliefs bzw. Stege, die an ihrer Innenseite gebildet sind, in die Öffnungen
des Motorträgerdeckels
eingreifen.
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Das
Steuermodul 30 ist beispielsweise mittels Schrauben 32 befestigt,
welche in die Laschen 30a an den Enden des Moduls eingreifen
und in Zapfen 29 eingeschraubt werden, die einteilig mit
dem Motorträgerdeckel 20 ausgebildet
sind.
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Somit
kann bei einem Ausfall das Steuermodul 30 bequem von der
Motorventilator-Gruppe abmontiert werden, da es nach Lösen der
Schrauben 32 herausgenommen werden kann, ohne dabei das Abmontieren
des Motorträgerdeckels
zu erfordern. Das erneute Montieren eines Steuermoduls erfolgt ebenso
einfach.
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Die
Zapfen bzw. Stege 38 des Heizkörpers, die in das Innere des
Spiralgehäuses 10 eindringen, befinden
sich außerhalb
der Wegstrecke der Turbine 12 benachbart zum Umfang des
Spiralgehäuses
und können
nicht mit der Turbine interferieren, wenn diese in Drehung ist.
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Um
das Verursachen von unerwünschtem Lärm zu vermeiden,
ist es jedoch wünschenswert, das
Eindringen der Zapfen bzw. Stege 38 in das Spiralgehäuse zu begrenzen.
Es ist eine Eindringtiefe von 1 mm bis 20 mm bzw. sogar von 1 mm
bis 15 mm vorzuziehen. Selbst in Falle, dass die Zapfen bzw. Stege 38 auf
der Seite des Spiralgehäuses
praktisch bündig
verlaufen, kann ein zufrieden stellender Wärmeaustausch mit Luft aufgrund
der in dem Spiralgehäuse
herrschenden Verwirbelungen erfolgen. Wie nämlich in 2 gezeigt
ist, kann der Montagebereich des Moduls 30 relativ weit
stromaufwärts
vom Auslass des Spiralgehäuses
liegen, in dessen Bereich der Luftstrom weniger turbulent ist. Der
Bereich 26 der Umrandung 24, in dem die Öffnungen 28 gebildet
sind, hat eine mittlere Winkelstellung, die vorzugsweise um mindestens
90° stromaufwärts bezüglich des
Spiralgehäusesauslasses
versetzt ist, wodurch das Heizkörpermodul
in den Bereich der stärksten
Verwirbelung des Spiralgehäuses
gebracht und somit dessen Kühlung
beträchtlich
verbessert wird.
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Trotz
einer geringen Eindringtiefe in das Spiralgehäuse können die Zapfen bzw. Stege 38 individuell
oder insgesamt ausreichende Abmessungen gemessen in der Ebene der
Seite 10a des Spiralgehäuses
aufweisen, um eine große
Austauschfläche zu
bieten, wobei die Öffnungen 28 in
entsprechender Weise dimensioniert sind.
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In
an sich bekannter Weise kann eine Vergrößerung der Austauschfläche dadurch
erhalten werden, dass Reliefs insbesondere an den Zapfen bzw. Stegen 38 ausgebildet
sind.
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5 zeigt
Zapfen bzw. Stege 38, die an ihrer Endfläche Rippen 38a gekrümmter Form
aufweisen, die im wesentlichen in Luftströmungsrichtung im Spiralgehäuse fluchten,
um dieser Strömung
bereitete Strömungswiderstände zu begrenzen.
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Gemäß einer
weiteren Variante, die in 6 gezeigt
ist, weisen die Zapfen bzw. Stege 38 auf der Außenseite
Reliefs in Form von Stiften 38b auf, die beispielsweise
auf Lücke
angeordnet sind.