DE19800895A1 - Kühlgebläse - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Kühlgebläse nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1.

Brennkraftmaschinen werden häufig durch elektrisch angetrie­ bene Kühlgebläse auf eine gewünschte Betriebstemperatur ge­ kühlt. Bekannte Kühlgebläse mit zweistufigen Elektromotoren oder mit Elektromotoren mit Vorwiderständen müssen relativ häufig ein- und ausgeschaltet werden, um eine genaue Be­ triebstemperatur einzuregeln. Sie werden zeitweise mit einer unnötig hohen Drehzahl betrieben und anschließend ab einer bestimmten Temperatur wieder abgeschaltet, wodurch für den Kühlvorgang mehr Energie aufgewendet wird als erforderlich ist und sich die Temperatur der Brennkraftmaschine um die op­ timale Temperatur bewegt, meist knapp darüber oder darunter. Beides führt zu einem erhöhten Energiebedarf und damit zu ei­ nem erhöhten Benzinverbrauch. Ferner treten unnötig hohe Lüf­ tergeräusche auf.

Um dies zu vermeiden, wird ein Kühlgebläse bei modernen Kraftfahrzeugen über ein Steuergerät geregelt, das die Dreh­ zahl des Kühlgebläses stufenlos auf entsprechende Betriebszu­ stände einstellt. Das Steuergerät ist ein zusätzliches Bau­ teil, das getrennt vom Kühlgebläse im Brennkraftmaschinen­ raum, vorzugsweise in einem kühlen Bereich befestigt wird, damit die Elektronik durch hohe Temperaturen nicht gestört oder zerstört wird, wie beispielsweise in der Nähe eines Frontscheinwerfers. Der Befestigungsort des Steuergeräts kann je nach der Aufteilung des Brennkraftmaschinenraums bei ver­ schiedenen Kraftfahrzeugen, Baumaschinen und auch anderen durch Verbrennungsmaschinen angetriebene Maschinen variieren und unterschiedlich weit vom Kühlgebläse entfernt sein. Mit der Entfernung steigen der Materialaufwand an Kabel und Befe­ stigungsteilen und der Montageaufwand an. Ferner können län­ gere Verkabelungen zu elektromagnetischen Störungen führen, beispielsweise zu Störungen der Brennkraftmaschinensteuerung oder eines Rundfunkgeräts.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Kühlgebläse hat eine Zarge, auch Rahmen oder Gehäuse genannt, in der ein Steuergerät integriert ist, d. h. es ist an oder in der Zarge befestigt. Das Kühlgebläse stellt ein in sich funktionsfähiges Bauteil dar, das günstig als ganzes in einer Hand entwickelt und in seiner Funktion, Geräuschentwicklung und Effektivität optimiert werden kann. Ferner kann es günstig vormontiert und anschließend, noch vor dem Einbau in ein Kraftfahrzeug vollständig auf seine Funk­ tionen überprüft werden. Mögliche Beschädigungen des Steuer­ geräts bei einer separaten Montage und ein zusätzlicher Bau­ raum im Brennkraftmaschinenraum werden vermieden.

Das Steuergerät ist bei allen Anwendungen des Kühlgebläses in oder an der Zarge vor äußeren Einflüssen geschützt befestigt. Aufgrund seiner räumlichen Verbindung mit dem Kühlgebläse wird es ferner bei einer Funktionsüberprüfung des Kühlgeblä­ ses in einer Werkstatt unabhängig vom Fahrzeugtyp schnell ge­ funden und ist gut zugänglich. Sämtliche Kabel können vor­ teilhaft zu einer Schnittstelle bzw. einem Stecker in der Zarge zusammengeführt werden, wodurch das Kühlgebläse beson­ ders einfach und schnell angeschlossen werden kann. Stecker sind im allgemeinen kostenintensive Bauteile, und stellen häufig die Schwachstellen im System dar. Mit nur einem Stecker bzw. einer Schnittstelle werden die Schwachstellen, die Bauteilanzahl und die Kosten reduziert.

Die Entfernung vom Steuergerät zum Elektromotor des Kühlge­ bläses ist besonders kurz, wodurch eine kurze Ansprechzeit des Kühlgebläses erreicht werden kann und in einer kleinen und begrenzten Strecke keine oder nur wenig Störgrößen, wie beispielsweise elektromagnetische Wellen, vom Steuergerät und/oder vom Elektromotor nach außen treten und möglicherwei­ se auch von außen auf das Steuergerät wirken können. Durch die geringe Entfernung werden Kabellänge und Befestigungsbau­ teile eingespart, wie beispielsweise Klammern usw. In der Endmontage müssen weniger Bauteile montiert werden. Die Mon­ tage wird insgesamt vereinfacht und der Aufwand reduziert.

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, das Steuergerät an dem Leitapparat im Luftstrom eines Lüfterrads und damit meist auch im Fahrtwind des Kraftfahrzeugs zu befe­ stigen. Das Steuergerät ist unmittelbar dem Luftstrom ausge­ setzt, wird besonders günstig durch eine hohe Konvektion ge­ kühlt und ist damit auch bei höheren Temperaturen im Brenn­ kraftmaschinenraum vor Überhitzung geschützt. Dabei ist es möglich und meist aus Platzgründen auch vorteilhaft, das Steuergerät an der zur Brennkraftmaschine gerichteten Seite des Leitapparats zu befestigen. Zusätzliche Kühlvorrichtungen oder Isoliervorrichtungen für das Steuergerät werden einge­ spart. Vorzugsweise ersetzt und/oder unterstützt das Steuer­ gerät eine oder mehrere Streben der Zarge, wodurch diese schwächer dimensioniert und damit Gewicht und Bauraum einge­ spart werden können. Darüber hinaus ist das Kühlmodul, auf dem der Regler angebracht ist, schwingungsisoliert. Eine se­ parate Entkoppelung, z. B. durch Gummidämpfer, von der Karos­ serie ist nicht notwendig.

Als Regelgröße für das Steuergerät dient in erster Linie die Temperatur der Brennkraftmaschine, die meist über die Kühl­ mitteltemperatur erfaßt wird, wobei weitere Größen des Be­ triebszustands, z. B. Stillstand des Kraftfahrzeugs, Drehzahl der Brennkraftmaschine usw., zusätzlich vom Steuergerät ge­ nutzt werden können, um möglichst frühzeitig auf Temperatur­ änderungen zu reagieren. Ferner kann das Steuergerät dazu dienen Defekte zu erkennen, wie beispielsweise einen defekten Elektromotor, ein verklemmtes Lüfterrad usw., und auch Siche­ rungsfunktionen wahrnehmen. Erfindungsgemäß übernimmt das Steuergerät die Sicherungsfunktion, den Elektromotor in sei­ ner Leistung zu begrenzen. Das Kühlgebläse stellt damit ein in sich selbständig und gesichertes System dar, wodurch zu­ sätzliche Sicherungen außerhalb des Kühlgebläses entfallen. Es fängt Schaltspitzen ab, die den Elektromotor beschädigen können, läßt den Elektromotor sanft hochfahren und begrenzt den maximalen Strom.

Zeichnung

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbe­ schreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammen­ fassen.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Kühlgebläse mit einem Steuergerät von der der Brennkraftmaschine zugewandten Seite und

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Fig. 1 zeigt ein Kühlgebläse 10 mit einer Zarge 12, mit der das Kühlgebläse 10 im Brennkraftmaschinenraum über zwei Befe­ stigungsstellen 50, 52 befestigt wird. Die Zarge 12 enthält einen Leitapparat 14, der zwei Umfangsstreben 26, 28 und meh­ rere radiale Streben 22, 24 aufweist, die nach außen an einem Umfangskreis 32 und zur Mitte des Leitapparats 14 an einem Haltering 34 münden. Am Haltering 34 ist ein Elektromotor 16 über drei Winkelbleche 72 mit drei Schrauben 54, 56, 58 befe­ stigt, der über eine Antriebswelle 36 ein Lüfterrad 18 an­ treibt. Das Lüfterrad 18 besteht aus einer Nabe 38 und daran befestigten Lüfterflügeln 40 (Fig. 2). Das vom Elektromotor 16 erzeugte Drehmoment und die vom Lüfterrad 18 erzeugten Kräfte werden vom feststehenden Haltering 34, von dem Leitap­ parat 14 und insgesamt von der Zarge 12 und deren Befestigung an dem Kraftfahrzeug aufgenommen.

Die Drehzahl des Elektromotors 16 wird von einem besonders kleinen Steuergerät 20 gesteuert, das am Leitapparat 14 zwi­ schen zwei Streben 22, 24 im Luftstrom des Lüfterrads 18 mit vier Schrauben 42, 44, 46, 48 befestigt und damit leicht mon­ tierbar und demontierbar ist. Das Steuergerät 20 ist mit ei­ nem Gehäuse nach außen verschlossen, wodurch die Elektronik und Kontaktstellen vor Umwelteinflüssen geschützt sind, bei­ spielsweise vor Salzbrückenbildung usw. . Es ist flach zwi­ schen den Streben 22, 24 angeordnet und ersetzt dabei die Um­ fangsstreben 26, 28 zwischen den Streben 22, 24, wodurch Ge­ wicht eingespart wird. Das Steuergerät führt zu einer höheren Steifigkeit des Leitapparats 14, so daß dieser zumindest im Bereich des Steuergeräts schwächer dimensioniert werden kann, wodurch weiteres Gewicht eingespart wird. Schließlich verhin­ dert die asymmetrische Masseverteilung das Steuergerät am Leitapparat 14, daß dieser zu harmonischen Schwingungen ange­ regt wird.

Das Steuergerät 20 ragt mit seiner Höhe möglichst weit zwi­ schen die Streben 22, 24, wodurch der Raum zwischen den Stre­ ben 22, 24 in der Tiefe und der Breite gut ausgenutzt und kein oder nur wenig zusätzlicher Bauraum für das Steuergerät 20 erforderlich ist. Ferner wird das Steuergerät 20 auf einer großen Fläche frontal von dem Luftstrom angeströmt und damit besonders gut gekühlt. Grundsätzlich kann jedoch das Steuer­ gerät 20 an jeder geeigneten Stelle und in jeder Ausrichtung, beispielsweise hochkant und nur an einer Strebe, wodurch der Strömungsquerschnitt der Luft nur wenig verringert wird, an der Zarge 12 oder außerhalb des Leitapparats 14 usw. befe­ stigt sein.

Das Steuergerät 20 und der Elektromotor 16 werden nur über einen Stecker 30 von außen elektrisch versorgt, wodurch das Kühlgebläse 10 besonders einfach und schnell angeschlossen werden kann. Ausgehend vom Stecker 30 sind die Kabel 60, 62, 64 gebündelt entlang dem Umfangskreis 32 geführt und laufen anschließend ins Steuergerät 20, von dem aus zwei Versor­ gungskabel 66, 68 im Elektromotor 16 münden und von einem Deckel 70 abgeschirmt werden.

Obwohl das Kühlgebläse 10 insbesondere für Brennkraftmaschi­ nen verwendet wird, ist es auch zur Kühlung anderer Antrieb­ saggregate gut geeignet.

Claims (6)

1. Kühlgebläse (10) mit einer Zarge (12), das einen Leitap­ parat (14) mit einem daran befestigten Elektromotor (16) auf­ weist, der ein Lüfterrad (18) antreibt, dadurch gekennzeich­ net, daß in der Zarge (12) ein Steuergerät (20) für den Elek­ tromotor (16) integriert ist.

2. Kühlgebläse (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (20) am Leitapparat (14) im Luftstrom des Lüfterrads (18) befestigt ist.

3. Kühlgebläse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (20) eine oder mehrere Streben (22, 24, 26, 28) der Zarge (12) in ihrer Funktion unterstützt und/oder ersetzt.

4. Kühlgebläse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromotor (16) und das Steuergerät (20) über nur eine Schnittstelle (30) mit dem Kraftfahrzeug verbunden sind.

5. Kühlgebläse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (20) den Elektromotor (16) in seiner Leistung begrenzt.

6. Kühlgebläse (10) nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß Kabel (60, 62, 64) gebündelt entlang eines Umfangskreises (32) geführt sind.