ITMI970593A1

ITMI970593A1 - MOTOR VEHICLE RADIATOR FAN

Info

Publication number: ITMI970593A1
Application number: IT97MI000593A
Authority: IT
Inventors: Gerhard Schneider; Klaus Spreng; Christian Lindig; Karl-Heinz Oltmann
Original assignee: Telefunken Microelectron; Temic Auto Electr Motors Gmbh
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1997-03-14
Publication date: 1998-09-14
Also published as: DE19612679A1; IT1290092B1; DE19612679C2; FR2746847A1; FR2746847B1

Description

Descrizione del trovato Description of the finding

L'invenzione concerne un ventilatore del radiatore per autoveicoli con un motore di azionamento commutante elettronicamente attraverso un'elettronica di pilotaggio, del tipo indicato nella definizione introduttiva della rivendicazione 1. The invention relates to a radiator fan for motor vehicles with a drive motor electronically commutating through a control electronics, of the type indicated in the introductory definition of claim 1.

Per il raffreddamento di motori a combustione -interna vengono richieste, in seguito all'ottimizzazione dei coefficienti C, ovvero di penetrazione, giranti di ventilatore con determinati diametri. Questo restringimento vale anche per soffianti del condensatore, le quali vengono disposte a monte del radiatore vero e proprio e del condensatore dell'impianto di condizionamento dell'aria. Pertanto sussiste l'esigenza di elettrofiltri compatti e di costruzione corta, laddove per ragioni di rumori e di potenza viene desiderata anche una regolazione dei numeri di giri. A tale scopo si adatta in particolare un convenzionale motore elettrico con spazzole, con una rete di commutazione elettronica, oppure anche un motore senza spazzole con una corrispondente elettronica di potenza. For the cooling of internal combustion engines, following the optimization of the C coefficients, i.e. of penetration, fan impellers with certain diameters are required. This shrinkage also applies to condenser blowers, which are arranged upstream of the actual radiator and condenser of the air conditioning system. Therefore, there is a need for compact and short construction electrofilters, whereby speed control is also desired for noise and power reasons. A conventional brushed electric motor with an electronic switching network, or even a brushless motor with corresponding power electronics, is particularly suitable for this purpose.

Per ragioni di smaltimento, l'elettronica, ovvero la parte elettronica, si deve trovare compattamente sul motore, poiché le linee corte irraggiano meno energia disturbante. D'altro canto però si deve evitare una trasmissione di calore diretta dal motore alla parte elettronica. A questo scopo, secondo il brevetto statunitense US-A 4 668 898 la parte elettronica è disposta in un proprio alloggiamento di regolazione, il quale è collegato con il basamento del motore attraverso elementi a listello. Questo motore commutato elettronicamente non è adatto per un ventilatore compatto per il raffreddamento di motori a combustione interna. For disposal reasons, the electronics, i.e. the electronic part, must be compactly located on the motor, since the short lines radiate less disturbing energy. On the other hand, direct heat transfer from the engine to the electronics must be avoided. For this purpose, according to the United States patent US-A 4 668 898, the electronic part is arranged in its own adjustment housing, which is connected to the motor base by means of strip elements. This electronically commutated motor is not suitable for a compact fan for cooling internal combustion engines.

Inoltre dalla domanda di brevetto tedesco non esaminata DE-OS 38 20 857 è noto un motore elettrico con un rotore esterno e con una ruota di ventilatore collegata con questo, laddove il motore elettrico è eseguito come motore a corrente continua con commutazione elettronica. In relazione a ciò i componenti elettronici sono disposti su una piastra conduttrice, la quale è fissata su un alloggiamento del ventilatore con nervature di raffreddamento. Questo motore a corrente continua comandato elettronicamente non è impiegabile per il raffreddamento di condensatore e/oppure di radiatori in autoveicoli. Furthermore, an electric motor with an external rotor and with a fan wheel connected thereto is known from the unexamined German patent application DE-OS 38 20 857, wherein the electric motor is implemented as a direct current motor with electronic commutation. In connection therewith, the electronic components are arranged on a conductive plate, which is fixed on a fan housing with cooling ribs. This electronically controlled direct current motor cannot be used for cooling condensers and / or radiators in motor vehicles.

Anche mediante la domanda di brevetto tedesco non esaminata DE 44 18 000 Al è noto un motore elettrico comandato elettronicamente con una girante per l'aspirazione di aria di raffreddamento, laddove la tecnica di comando prosegue assialmente in un alloggiamento del regolatore ed è munita di nervature di raffreddamento disposte perlomeno sulla sua superficie esterna, nella direzione di corrente della corrente dell'aria di raffreddamento prodotta mediante la ruota del ventilatore. Questo motore è invero anche già eseguito compatto, però la sua estensione assiale non consente ancora un montaggio facile, in seguito agli stretti rapporti di spazio tra il radiatore ed il motore in un autoveicolo. An electronically controlled electric motor with an impeller for the intake of cooling air is also known from the unexamined German patent application DE 44 18 000 A1, wherein the control technology runs axially in a regulator housing and is provided with ribs at least on its outer surface, in the direction of flow of the cooling air stream produced by the fan wheel. This engine is indeed already made compact, but its axial extension does not yet allow easy assembly, due to the close space ratios between the radiator and the engine in a motor vehicle.

Alla base dell'invenzione è posto il compito di creare un ventilatore dell'aria di raffreddamento per autoveicoli con un motore elettrico commutante elettronicamente, il quale, in presenza di una lunghezza costruttiva assiale corta, consente tanto un montaggio ed una manutenzione semplici quanto anche un raffreddamento ottimale dei componenti nell'alloggiamento del regolatore, ovvero di regolazione. Questo compito viene risolto mediante le peculiarità caratterizzate nella rivendicazione 1. The invention is based on the task of creating a cooling air fan for motor vehicles with an electronically commutating electric motor, which, in the presence of a short axial length, allows both simple assembly and maintenance as well as a optimum cooling of the components in the controller housing, i.e. control. This task is solved by the peculiarities characterized in claim 1.

Il ventilatore per radiatore secondo l'invenzione per l'aspirazione di aria di raffreddamento tramite condensatori o radiatori in autoveicoli presenta una lunghezza costruttiva assiale estremamente corta, per cui il suo montaggio o sostituzione divengono più favorevoli in termini di tempo e di costi. Inoltre l'aria di raffreddamento viene utilizzata nello stesso tempo in modo efficace per il raffreddamento dei componenti elettronici nell'alloggiamento del regolatore. The radiator fan according to the invention for the intake of cooling air by means of condensers or radiators in motor vehicles has an extremely short axial length, so that its assembly or replacement becomes more favorable in terms of time and costs. In addition, the cooling air is used effectively at the same time for cooling the electronic components in the controller housing.

Mediante la conformazione vantaggiosa dell'oggetto dell'invenzione secondo la rivendicazione 3 oppure la rivendicazione 4 si garantisce che il ventilatore del radiatore lavora anche con pochissimo rumore. By means of the advantageous configuration of the object of the invention according to claim 3 or claim 4 it is ensured that the radiator fan also works with very little noise.

L'invenzione viene descritta più dettagliatamente nel seguito in base ad un esempio di esecuzione. The invention is described in more detail below on the basis of an embodiment example.

In particolare: In particular:

la figura 1 mostra una vista in pianta su un ventilatore per radiatore, Figure 1 shows a plan view on a radiator fan,

la figura 2 mostra il ventilatore del radiatore nella sezione trasversale, figure 2 shows the radiator fan in cross section,

la figura 3 mostra una vista laterale sul ventilatore del radiatore, e figure 3 shows a side view on the radiator fan, e

la figura 4 mostra una sezione trasversale attraverso un ventilatore del radiatore. Figure 4 shows a cross section through a radiator fan.

La figura 1 mostra una vista in pianta su un ventilatore 1 del radiatore per autoveicoli con un motore elettrico commutato elettronicamente mediante un'elettronica di pilotaggio, il quale motore è formato in particolare da un motore a corrente continua 3 senza spazzole, conformato come rotore esterno. Sull'alloggiamento o carcassa 5 di questo motore a corrente continua 3 è disposto risvoltato, ovvero a sormontamento, un mozzo 7 a forma di tazza di una girante o ventola 9 del ventilatore, laddove il mozzo 7 è collegato solidale a rotazione con l'albero di azionamento 11 del motore a( corrente continua 3. La ventola 9 del ventilatore presenta un anello esterno 13, con il quale sono collegate saldamente le estremità esterne delle pale 15 del ventilatore ed il quale è circondato da un anello 17 di guida dell'aria in un alloggiamento o carcassa 19 del ventilatore del radiatore. L'alloggiamento o carcassa 5 del motore è munito/a per esempio di quattro bracci di fissaggio 21, 23, 25, 27, le cui estremità libere -sono collegate saldamente, all'esterno della corrente dell'aria di raffreddamento, all'alloggiamento 19 del ventilatore del radiatore. Uno scudo di supporto 31 del motore a corrente continua 3, scudo di supporto disposto davanti all'apertura 29 del mozzo 7 in forma di tazza, presenta un mozzo di supporto 33, sporgente nel mozzo 7, con un foro 35 di alloggiamento per due cuscinetti 37, 39, i quali servono alla supportazione dell'albero di azionamento girevole 11 con la ventola 9 del ventilatore. Un pacchetto 41 di lamierini statòrici con avvolgimenti 43 fissato concentricamente sul mozzo di supporto 33. Nel mozzo 7 è fissato un ) di chiusura 47, sulla cui parete interna sono disposti [fissi magneti permanenti 49, 51. Gli avvolgimenti 43, 45 sono collegati elettricamente, attraverso un cavo di connessione 53, con un'elettronica di comando su una ipiastra conduttrice, ovvero a circuito stampato, in un alloggiamento 57 di regolatore, ovvero regolazione, il quale alloggiamento è fatto di un materiale buon conduttore di calore, per esempio di alluminio. Un collegamento a cavo corto e con pochissimi disturbi viene ottenuto per il fatto che il braccio di fissaggio 27 serve all'alloggiamento del cavo di collegamento 53. Figure 1 shows a plan view on a motor vehicle radiator fan 1 with an electric motor electronically commutated by means of a drive electronics, which motor is formed in particular by a brushless DC motor 3, shaped as an external rotor . A cup-shaped hub 7 of an impeller or impeller 9 of the fan is arranged on the housing or casing 5 of this direct current motor 3, with the hub 7 being rotationally connected with the shaft. drive 11 of the DC motor 3. The fan 9 of the fan has an outer ring 13, with which the outer ends of the fan blades 15 are firmly connected and which is surrounded by an air guide ring 17 in a housing or housing 19 of the radiator fan. The housing or housing 5 of the motor is provided, for example, with four fixing arms 21, 23, 25, 27, the free ends of which are firmly connected on the outside of the cooling air stream to the radiator fan housing 19. A support shield 31 of the DC motor 3, support shield arranged in front of the opening 29 of the hub 7 in the form of a cup, has ta a support hub 33, protruding into the hub 7, with a housing hole 35 for two bearings 37, 39, which serve to support the rotatable drive shaft 11 with the fan 9 of the fan. A packet 41 of static laminations with windings 43 fixed concentrically on the support hub 33. In the hub 7 there is fixed a closing) 47, on whose inner wall there are fixed permanent magnets 49, 51. The windings 43, 45 are electrically connected , via a connection cable 53, with a control electronics on a conductive plate, or printed circuit board, in a regulator or control housing 57, which housing is made of a good heat conducting material, for example of aluminum. A short cable connection with very little interference is achieved by the fact that the fixing arm 27 serves to house the connection cable 53.

L'alloggiamento 57 del regolatore è fissato, all'esterno dell'anello esterno 13 della ventola 9 del ventilatore, sull'alloggiamento 19 del ventilatore. Per scaricare il calore prodotto sulla piastra circuitale 55 dai componenti elettronici 59, sull'alloggiamento 57 del regolatore sono disposte nervature di raffreddamento 61, le quali penetrano verso il centro della corrente dell'aria di raffreddamento. Vantaggiosamente l'alloggiamento 57 del regolatore è conformato in forma di cassetta, laddove le nervature di raffreddamento 61 sono disposte sulla superficie frontale 63, rivolta verso il bordo esterno della ventola 9 del ventilatore, dell'alloggiamento 57 del regolatore. The housing 57 of the regulator is fixed, on the outside of the outer ring 13 of the fan 9 of the fan, to the housing 19 of the fan. In order to discharge the heat produced on the circuit board 55 by the electronic components 59, cooling ribs 61 are arranged on the housing 57 of the regulator, which penetrate towards the center of the cooling air stream. Advantageously, the housing 57 of the regulator is shaped in the form of a cassette, wherein the cooling ribs 61 are arranged on the front surface 63, facing the outer edge of the fan 9 of the fan, of the housing 57 of the regulator.

Le nervature di raffreddamento 61, disposte tra loro parallelamente a distanza, sono conformate in modo tale che esse oppongono poca resistenza alla corrente dell'aria di raffreddamento e producono pochissimo rumore. A questo scopo le nervature di raffreddamento 61 presentano, sul lato di afflusso della corrente dell'aria di raffreddamento, una forma arrotondata oppure conica. Inoltre la piastra circuitale 53 con i componenti elettronici 59 dell'elettronica di pilotaggio è disposta sul lato interno 65 della parete 67, contenente le nervature di raffreddamento 61 dell'alloggiamento 57 del regolatore. In tal modo viene garantito un efficace scarico del calore. The cooling ribs 61, arranged parallel to each other at a distance, are shaped in such a way that they offer little resistance to the current of the cooling air and produce very little noise. For this purpose, the cooling ribs 61 have a rounded or conical shape on the side of the flow of the cooling air. Furthermore, the circuit board 53 with the electronic components 59 of the driving electronics is arranged on the inner side 65 of the wall 67, containing the cooling ribs 61 of the housing 57 of the regulator. In this way an effective heat discharge is guaranteed.

Nell'ambito dell'invenzione l'alloggiamento 57 del regolatore, e quindi le nervature di raffreddamento 61, possono essere disposti o nell'intercapedine 67 tra il radiatore 69 e/oppure il condensatore 70 e la ventola 9 del ventilatore, oppure sul lato 71, opposto al radiatore 69, della ventola 9 del ventilatore. Within the scope of the invention, the housing 57 of the regulator, and therefore the cooling ribs 61, can be arranged either in the gap 67 between the radiator 69 and / or the condenser 70 and the fan 9 of the fan, or on the side 71 , opposite the radiator 69, of the fan 9 of the fan.

Claims

Claims 1. Radiator fan for motor vehicles, with an electronically commutated electric motor, by means of a drive electronics and which is formed in particular by a brushless direct current motor, executed as an external rotor, which motor drives a fan fan and where the control electronics are arranged in a regulator housing connected to the fan housing or casing, the outer peripheral surface of which regulator housing is provided with cooling ribs arranged in the direction of current of the air stream of cooling produced by the fan fan, characterized by the fact that the controller housing (57) is fixed to the fan housing (19) outside the outer ring (13) of the fan (9) of the fan, and by the fact that that the cooling ribs (61) are arranged integrated on the regulator housing (57) so that these penetrate or towards the center of the cooling air flow.

2. Radiator fan according to claim 1, characterized in that the housing (57) "of the regulator is in the form of a casing and has the cooling ribs (61) on the front surface (63) facing the outer edge of the fan (9) of the fan.

3. Radiator fan according to claim 2, characterized in that the cooling ribs (61) arranged parallel to each other at a distance are shaped in such a way that they offer little resistance to the current of the cooling air and hardly produce any noise.

Radiator fan according to claim 3, characterized in that the cooling ribs (61) on the side of the flow of the cooling air have a rounded or conical shape.

5. Radiator fan according to one of the preceding claims, characterized in that the electronic components (59) of the control electronics are arranged on the inner side (65) of the wall (67) containing the cooling ribs (61) of the housing (57) of the regulator.

Radiator fan according to one of the preceding claims, characterized in that the housing (57) of the regulator is made of a good heat conducting material, for example aluminum.

Radiator fan according to one of the preceding claims, wherein the fan fan has an outer ring, with which the ends of the fan blades are firmly connected and which is surrounded by an air guide ring in the housing of the radiator fan, and where the motor housing is fixed with fixing arms to the radiator fan housing or casing, characterized in that a fixing arm (27) serves to house a connection cable (53) , which connects the windings (43, 45) of the electric motor (3) with the control electronics on the circuit board (55) in the housing (57) of the regulator.

Radiator fan according to one of the preceding claims, characterized in that the regulator housing (57), and hence the cooling ribs (61), are arranged in the gap (67) between the radiator (69) and the fan (9) of the fan.

Radiator fan according to one of the preceding claims, characterized in that the regulator housing (57), and thus the cooling ribs (61), are arranged on the - side (71), opposite the radiator (69), of the fan (9) of the fan.