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Die
Erfindung geht aus von einem Kühlgebläse nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Brennkraftmaschinen
werden häufig
durch elektrisch angetriebene Kühlgebläse auf eine
gewünschte
Betriebstemperatur gekühlt.
Bekannte Kühlgebläse mit zweistufigen
Elektromotoren oder mit Elektromotoren mit Vorwiderständen müssen relativ
häufig
ein- und ausgeschaltet werden, um eine genaue Betriebstemperatur
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 optimale Temperatur bewegt, meist
knapp darüber
oder darunter. Beides führt
zu einem erhöhten Energiebedarf
und damit zu einem erhöhten
Benzinverbrauch. Ferner treten unnötig hohe Lüftergeräusche auf.
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Um
dies zu vermeiden, wird ein Kühlgebläse bei modernen
Kraftfahrzeugen über
ein Steuergerät geregelt,
das die Dreh zahl des Kühlgebläses stufenlos
auf entsprechende Betriebszustände
einstellt. Das Steuergerät
ist ein zusätzliches
Bauteil, das getrennt vom Kühlgebläse im Brennkraftmaschinenraum,
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 verschiedenen 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 Befestigungsteilen und
der Montageaufwand an. Ferner können
längere
Verkabelungen zu elektromagnetischen Störungen führen, beispielsweise zu Störungen der
Brennkraftmaschinensteuerung oder eines Rundfunkgeräts.
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Aus
der
US 5 660 149 A ist
ein Kühlgebläse mit einem
Gehäuse
bzw. einer Zarge bekannt, die einen Leitapparat mit einem daran
befestigten Elektromotor aufweist. Dieser treibt ein Lüfterrad
an. Der Elektromotor und eine Kühlmittelpumpe
werden von einem Steuergerät
geregelt, das an der Zarge befestigt außerhalb des Kühlluftstroms
angeordnet ist.
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Ferner
ist aus der JP 62-251 418 (A) ein Kühlgebläse ohne Leitapparat mit einem
Gehäuse bzw.
einer Zarge bekannt, die nach innen gerichtete Verbindungsarme aufweist,
von denen ein Elektromotor gehalten ist. Dieser treibt ein Lüfterrad
an. An den Verbindungsarmen ist ein Steuergerät in Strömungsrichtung der Luft hinter
einer berippten Kühlplatte
befestigt, so dass es nicht unmittelbar dem Kühlluftstrom ausgesetzt ist,
sondern nur über
die Wärmeleitung
der berippten Platte gekühlt
wird.
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Schließlich ist
aus der
DE 196 12
679 A1 ein Kühlgebläse ohne
Leitapparat bekannt, bei dem ein Elektromotor über Verbindungsarme in einem
Gehäuse
bzw. einer Zarge gehalten ist. Ein Steuergerät zum Regeln des Elektromotors
ist am Umfang der Zarge angebracht, wobei nur Kühlrippen des Gehäuses in
den Luftstrom hineinragen, während
das Steuergerät
im übrigen
außerhalb
des von der Zarge umschlossenen Raums liegt.
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Vorteile der
Erfindung
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Nach
der Erfindung wird vorgeschlagen, das Steuergerät an dem Leitapparat im Luftstrom
eines Lüfterrads
und damit meist auch im Fahrtwind des Kraftfahrzeugs zu befestigen.
Das Steuergerät
ist unmittelbar dem Luftstrom ausgesetzt, wird besonders günstig durch
eine hohe Konvektion gekühlt
und ist damit auch bei höheren
Temperaturen im Brennkraftmaschinenraum 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 eingespart. Vorzugsweise ersetzt und/oder unterstützt das
Steuergerät eine
oder mehrere Streben der Zarge, wodurch diese schwächer dimensioniert
und damit Gewicht und Bauraum eingespart werden können. Darüber hinaus ist
das Kühlmodul,
auf dem der Regler angebracht ist, schwingungsisoliert. Eine separate
Entkoppelung, z.B. durch Gummidämpfer,
von der Karosserie ist nicht notwendig.
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Sämtliche
Kabel können
vorteilhaft zu einer Schnittstelle bzw. einem Stecker in der Zarge
zusammengeführt
werden, wodurch das Kühlgebläse besonders
einfach und schnell angeschlossen werden kann. Stecker sind im allgemeinen
kostenin tensive Bauteile, und stellen häufig die Schwachstellen im System
dar. Mit nur einem Stecker bzw. einer Schnittstelle werden die Schwachstellen,
die Anzahl der Bauteile und die Kosten reduziert.
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Die
Entfernung vom Steuergerät
zum Elektromotor des Kühlgebläses 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 möglicherweise
auch von außen
auf das Steuergerät
wirken können.
Durch die geringe Entfernung werden Kabellänge und Befestigungsbauteile
eingespart, wie beispielsweise Klammern usw.. In der Endmontage
müssen
weniger Bauteile montiert werden. Die Montage wird insgesamt vereinfacht
und der Aufwand reduziert.
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Als
Regelgröße für das Steuergerät dient
in erster Linie die Temperatur der Brennkraftmaschine, die meist über die
Kühlmitteltemperatur
erfaßt
wird, wobei weitere Größen des
Betriebszustands, z.B. Stillstand des Kraftfahrzeugs, Drehzahl der
Brennkraftmaschine usw., zusätzlich
vom Steuergerät
genutzt werden können,
um möglichst
frühzeitig
auf Temperaturänderungen
zu reagieren. Ferner kann das Steuergerät dazu dienen Defekte zu erkennen, wie
beispielsweise einen defekten Elektromotor, ein verklemmtes Lüfterrad
usw., und auch Sicherungsfunktionen wahrnehmen. Es übernimmt
ferner die Sicherungsfunktion, den Elektromotor in seiner Leistung
zu begrenzen. Das Kühlgebläse stellt
damit ein in sich selbständig
und gesichertes System dar, wodurch zusätzliche Sicherungen außerhalb
des Kühlgebläses entfallen.
Es fängt
Schaltspitzen ab, die den Elektromotor beschädigen können, läßt den Elektromotor sanft hochfahren
und begrenzt den maximalen Strom.
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Zeichnung
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung.
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 zusammenfassen.
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Es
zeigen:
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1 ein Kühlgebläse mit einem Steuergerät von der
der Brennkraftmaschine zugewandten Seite und
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2 einen Schnitt entlang
der Linie II-II in 1.
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Beschreibung
des Ausführungsbeispiels
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1 zeigt ein Kühlgebläse 10 mit
einer Zarge 12, mit der das Kühlgebläse 10 im Brennkraftmaschinenraum über zwei
Befestigungsstellen 50, 52 befestigt wird. Die
Zarge 12 enthält
einen Leitapparat 14, der zwei Umfangsstreben 26, 28 und
mehrere 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 befestigt,
der über
eine Antriebswelle 36 ein Lüfterrad 18 antreibt.
Das Lüfterrad 18 besteht
aus einer Nabe 38 und daran befestigten Lüfterflügeln 40 (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.
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Die
Drehzahl des Elektromotors 16 wird von einem besonders
kleinen Steuergerät 20 gesteuert, das
am Leitapparat 14 zwischen zwei Streben 22, 24 im
Luftstrom des Lüfterrads 18 mit
vier Schrauben 42, 44, 46, 48 befestigt
und damit leicht montierbar und demontierbar ist. Das Steuergerät 20 ist
mit einem Gehäuse
nach außen
verschlossen, wodurch die Elektronik und Kontaktstellen vor Umwelteinflüssen geschützt sind,
beispielsweise vor Salzbrückenbildung
usw. Es ist flach zwischen den Streben 22, 24 angeordnet
und ersetzt dabei die Umfangsstreben 26, 28 zwischen
den Streben 22, 24, wodurch Gewicht 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
verhindert die asymmetrische Masseverteilung das Steuergerät am Leitapparat 14,
daß dieser
zu harmonischen Schwingungen angeregt wird.
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Das
Steuergerät 20 ragt
mit seiner Höhe möglichst
weit zwischen die Streben 22, 24, wodurch der
Raum zwischen den Streben 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 Steuergerät 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.
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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 Versorgungskabel 66, 68 im Elektromotor 16 münden und
von einem Deckel 70 abgeschirmt werden.
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Obwohl
das Kühlgebläse 10 insbesondere für Brennkraftmaschinen
verwendet wird, ist es auch zur Kühlung anderer Antriebsaggregate
gut geeignet.